正文

阿爾伯特·愛因斯坦(2)

影響人類歷史進程的100名人排行榜 作者:麥克·哈特


當然,沒有人能僅僅從E=mc2這一公式中就制造出原子彈或建造出核電站。必須牢記的是,還有其他許多人在原子能的發(fā)展中發(fā)揮了重要作用。但是愛因斯坦的貢獻是不容置疑的。而且正是愛因斯坦在1939年致信羅斯福總統(tǒng),指出發(fā)展原子武器的重要性并強調美國搶在德國之前發(fā)展這一武器的重要性。這封信促進了“曼哈頓計劃”的展開,該計劃導致了第一顆原子彈的出現(xiàn)。

狹義相對論引起了激烈的爭論,但是有一點是所有人都同意的:它可能是曾經出現(xiàn)過的所有科學理論中最令人不可思議的科學理論。但所有人都想錯了,因為愛因斯坦的廣義相對論的前提條件就是萬有引力效應并不來自通常意義上的物理力,而是空間本身彎曲的結果。這真是更令人不可思議的思想!

如何測量空間本身的彎曲呢?怎樣做才意味著空間是被彎曲了的呢?愛因斯坦不僅提出了這一理論,而且將他的理論寫成清楚的數(shù)學公式,從公式中我們可以明確地做出預測并對他的假說進行檢驗。以后的觀測結果,其中最著名的是那些在全日食時完成的,反復證實了愛因斯坦方程的正確性。

廣義相對論在某些方面同所有其他科學定律相比有著明顯的不同。首先,愛因斯坦不是在細心實驗的基礎上推導出他的理論,而是將理論建立于對稱和數(shù)學的優(yōu)美之上,建立在唯理主義的基礎之上,就像古希臘哲學家和中世紀的學者們曾經試圖做的那樣。(這一做法使他對現(xiàn)代科學的基本經驗觀抵觸。)古希臘的哲學家們追求優(yōu)美和對稱,但他們從來沒有設法去尋找能使其關鍵結論被實驗檢驗證明成立的數(shù)學理論;與他們相反,愛因斯坦的理論可以非常成功地經受每一次檢驗。愛因斯坦探索的結果之一就是,廣義相對論被公認為最優(yōu)美、最優(yōu)雅、最強有力、理智上滿足所有科學理論的科學學說。

廣義相對論還有另一個與眾不同之處。大多數(shù)科學理論都是近似有效的。它們在許多環(huán)境下成立,但不是在所有環(huán)境下都成立。但就目前我們所知道的情況看,廣義相對論在所有環(huán)境下都成立,沒有任何例外。沒有任何已知的環(huán)境,無論是理論上的還是實驗中的,能使廣義相對論僅僅近似成立。未來的實驗可能會毀掉這一理論的完美紀錄,但是迄今為止,廣義相對論仍是最接近于任何科學家所能設想出來的“終極真理”。

盡管愛因斯坦因他的相對論廣為人知,但無論如何他的其他科學成就也應使他贏得一個科學家的聲望。事實上,愛因斯坦被授予諾貝爾物理學獎主要是因為他解釋光電效應的一篇論文。光電效應是在此之前令物理學家困惑不解的一個重要現(xiàn)象。在這篇論文中他假定有光子存在。由于長期以來通過干涉實驗已經建立起來光是由電磁波組成的概念,并因為波動性和粒子性被認為是“顯而易見的”相互對立的概念,所以愛因斯坦的假說表現(xiàn)出同經典理論看似自相矛盾的徹底決裂。不僅僅是他的光電定律具有重要的實際應用,而且他的光子假說對于量子理論的發(fā)展也有重要的影響。光子假說已成為當今量子理論不可或缺的一部分。


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