牛頓與愛因斯坦都是物理學界的大神級人物,科學界流傳著「一牛二愛三麥」的說法,也就是說大多數人認為歷史排名牛頓第一,愛因斯坦第二。但是在這個問題上筆者認為是仁者見仁智者見智,畢竟他們的差距實在太小了。
任何不結合時代背景的評價都是「耍流氓」,要評價他們分別對物理學的貢獻首先就要了解他們各自所處的時代背景,然後在討論他們在這個時代背景下所作出的成果。那麼他們都在什麼時代背景下作出什麼樣的科學成果呢?
艾薩克 牛頓
牛頓,1643年-1727年,牛頓所處的年代距離今天已經很久遠了。
很多人不知道那時候的歐洲或者大不列顛島到底是怎麼樣的社會,歐洲正處於文藝復興後的大發展時期,而中國正處於清朝康熙年間,正是中國封建社會的頂峰。人類在那個時期對自然還處在懵懂的階段,如果說伽利略打開了現代科學的大門,而牛頓帶領人類走進了這扇大門的人。
牛頓在僅僅20多歲時,由蘋果的自由落地現象而發現了萬有引力定律,後又發表了牛頓三大定律。
可以說牛頓憑藉一己之力構建了經典力學基本框架,不要認為牛頓的理論在今天已經沒有用處了,牛頓的經典力學在各行各業應用非常廣泛,比如工程建設,機械製造,航天工程等等。牛頓還在光學、天文學、熱力學、流體力學、化學、聲學上有卓越的貢獻。
除此之外,牛頓在數學上也是人類最頂級的存在,獨自發明了微積分,二項式展開定理,發現了圓冪定理等。微積分的出現,成了數學發展中除了幾何和代數意外另一個重要的分支——數學分析,並進一步發展為微分幾何、微分方程、變分法等等,這些又反過來促進了理論物理學的發展;
可以說,牛頓的一生是天才的一生,戰鬥的一生,更是孤獨的一生,因為他一生未婚,全部的時間都貢獻給了科學事業(儘管他後期沉迷於神學)。
愛因斯坦
愛因斯坦,生活在19世紀末,20世紀上半葉,這段時間人類已經對科學有了比較深入的了解,但並沒有深入物質內部,宇宙之中。
天才的開端大致都是一樣的,愛因斯坦在25歲時連續發表了5篇具有劃時代意義的論文,這幾篇論文涉及的領域範圍很廣,分別包括布朗運動、光電效應,運動物體的電動力學等論文。1915年,愛因斯坦又發表了一生中最偉大的成果——廣義相對論。
狹義相對論的發表與其說顛覆的牛頓的經典力學,不如說是對牛頓經典力學的補充,愛因斯坦認為牛頓的經典力學只能在低速宏觀的條件下是正確的,而在微觀狀態下就不適用了。但是愛因斯坦發現自己的狹義相對論並不是十分完備,於是,廣義相對論發表了,廣義相對論則徹底顛覆了人類的時空觀,這一次愛因斯坦描述了引力的本質是巨大的質量造成的時空彎曲。
20世紀人類的兩大科學成果,相對論與量子力學愛因斯坦都是奠基人。
總結
牛頓的成果現在應用非常廣泛,但是愛因斯坦的成果將在未來100年或者更久深入影響人類的生活。他們的排名已經不再重要,重要的是後人們如何學好用好他們的科學成果。