愛因斯坦,名副其實的現代物理學之父

2020-12-05 百家號

今天在BBC新聞上讀到了一則新聞,認為愛因斯坦的第一任妻子米列娃對愛因斯坦的工作有莫大的貢獻,但是被忽略了。而且新聞中還用到了BBC100Women,看來是為歷史上100個(科學上?)重要工作被忽略的女性鳴不平。對於學習物理的學生來說,愛因斯坦是現代物理學之父沒有問題,他們只會戲謔的比較愛因斯坦和牛頓到底誰高出了幾釐米。但是,對於普通公眾來說,這篇新聞有誤導性。

在科學合作中,有名譽被盜取的現象。其中在物理學家中引起眾怒的,是在1967年當時的女研究生貝爾發現了脈衝星(這些星星發出周期性很強的信號,當時她的小組認為是外星人發出的,於是稱它們為小綠人1號,2號,3號等,但後來才知道這是一種很緻密的星體自旋時發出的電磁波,於是人類發現了脈衝星),但是僅其導師休伊士獲得了1974年的諾貝爾獎,獲獎原因就是發現了脈衝星,而把她忽略掉了。這件事,有非常多科學家為其鳴不平,至今方休。另外一個世人皆知例子與女物理學家邁特納有關,她被愛因斯坦稱為「我們的居裡夫人」,她和德國物理學家哈恩一起發現了核裂變現象,並對這個現象做了關鍵的理論解釋(用到了愛因斯坦當時還沒能廣泛接受的E=mc2)。但是其合作者哈恩獲得了1944年的諾貝爾化學獎,而完全忽略了邁特內的工作。邁特內只是被稱為哈恩「長期的合作者」,這是一個令人心酸的故事。

女性物理學家在進入物理學家的圈子(所謂的「old boys club」)中更難,面臨的壓力也更多,很多都不為外人所知。

但是,不希望這篇文章被曲解成愛因斯坦是欺世盜名的物理學家(尤其反感新聞頭上的那張照片,似乎把愛因斯坦畫成了一個「油膩中年男」)。英姿勃發的愛因斯坦在1905年時,發表了5篇文章,其中有兩篇是關於統計物理的,一篇提出了阿伏伽德羅常數新的測量方法,另一篇提出了布朗運動的理論解釋,還有兩篇提出了狹義相對論及用這個新的理論推導出的全人類最有名的公式E=mc2,還有一篇提出了光的量子性。這5篇文章標誌著人類的智慧達到了歷史的高峰,因此1905年被稱為愛因斯坦奇蹟年。這5篇文章,物理學家至今還在爭論的是其中是3篇還是4篇都可以獲得諾貝爾獎。可惜當時諾貝爾獎委員會並不理解愛因斯坦的工種,他被授予1921諾貝爾獎是在年因為其對光的量子性的解釋。在諾貝爾獎網站上,每年公布某位科學家獲獎時,常寫到「We are truly honored」。對於大多數科學獎來說,得到諾獎,他們才被honored;而對於像愛因斯坦來說,他的獲獎才使得諾貝爾獎被honored。

在隨後的約10年時間內,愛因斯坦獨立發展出了廣義相對論,奠定了現代宇宙學的基礎;他把量子理論運用到固體的熱熔解釋中,發展了固體熱容的新理論。並且幫助一位不知名的的印度物理學家玻色,把他的一篇論文翻譯成德文發表,隨後發展出了Bose-Einstein統計理論。

愛因斯坦在1920年後,因為不贊成量子力學的理論基礎,與物理學主流脫離了。他潛心於他的統一場論的研究,雖然很多物理學家認為「他們失去了一位偉大的旗手」。但是,著名的物理學家楊振寧認為愛因斯坦的研究方向沒有迷失,它仍然是現代物理學所追求的一個方向,用統一的物理理論來解釋自然界的基本現象。

廣義相對論的預言,大質量的天體在加速運動的過程中會反射出引力波,這個在脈衝雙星的饒旋中已經被證實,而且此項實驗觀測獲得了1993年的諾貝爾物理學獎。當2016年,我們在地球上直接檢測到來自於宇宙深處的引力波,如愛因斯坦所預料到的。那種「窺視宇宙」的神秘感覺,那種激動,用愛因斯坦說過的一句話最好總結「宇宙中最不可理解的事情是它竟然是可以被理解的」(The most incomprehensible thingabout the universe is that it is comprehensible)。

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    1,說它難是因為現代科學的發展狀況。①,現代科學理論的繁雜程度已經不是一個人能夠全部掌握的,信息大爆發的時代,科學知識也爆發,科學理論越來越細化。任何科學理論的重大突破或任何科學目標的完成都需要團隊協作,非一人之力所能完成。而資金投入也非一人之力所能完成。
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    」,也是當之無愧的的「現代物理學之父」、「科學方法之父」、「現代科學之父 」,並與牛頓一起被稱為近代實驗科學的奠基人之一。 愛因斯坦就評論說:「伽利略的發現以及他所應用的科學推理方法,是人類思想史上最偉大的成就之一,標誌著物理學的真正開端。」 就在伽利略去世的這一年的聖誕節,第一次人類物理學大奇蹟年的策動者,與愛因斯坦齊名的世界最偉大的物理學家,遠在英國的艾薩克·牛頓誕生了。
  • 古代科學家的故事,伽利略,現代科學之父
    他是經典力學和實驗物理學的先驅者,為牛頓的理論體系的建立奠定了基礎。支持哥白尼的日心說。主要著作有《關於兩種世界體系對話》、《兩種新科學的對話》。伽利略被譽為現代觀測天文學之父 、現代物理學之父 、科學之父」及現代科學之父。
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    之所以選定2005年,是為了紀念愛因斯坦的奇蹟之年l00周年——1905年,愛因斯坦先後發表了5篇具有劃時代意義的論文而被世人稱為奇蹟。世界物理年將通過展示物理在經濟、技術、文化等方面的重要作用,進一步增進公眾對物理學的理解。因此,簡略介紹愛因斯坦的科學工作在物理學中的傑出貢獻及其對世界與公眾所產生的深遠影響很有必要。下面將從四個方面介紹愛因斯坦對實驗物理學和技術物理學的貢獻和影響。