正文

阿尔伯特·爱因斯坦(2)

影响人类历史进程的100名人排行榜 作者:麦克·哈特


当然,没有人能仅仅从E=mc2这一公式中就制造出原子弹或建造出核电站。必须牢记的是,还有其他许多人在原子能的发展中发挥了重要作用。但是爱因斯坦的贡献是不容置疑的。而且正是爱因斯坦在1939年致信罗斯福总统,指出发展原子武器的重要性并强调美国抢在德国之前发展这一武器的重要性。这封信促进了“曼哈顿计划”的展开,该计划导致了第一颗原子弹的出现。

狭义相对论引起了激烈的争论,但是有一点是所有人都同意的:它可能是曾经出现过的所有科学理论中最令人不可思议的科学理论。但所有人都想错了,因为爱因斯坦的广义相对论的前提条件就是万有引力效应并不来自通常意义上的物理力,而是空间本身弯曲的结果。这真是更令人不可思议的思想!

如何测量空间本身的弯曲呢?怎样做才意味着空间是被弯曲了的呢?爱因斯坦不仅提出了这一理论,而且将他的理论写成清楚的数学公式,从公式中我们可以明确地做出预测并对他的假说进行检验。以后的观测结果,其中最著名的是那些在全日食时完成的,反复证实了爱因斯坦方程的正确性。

广义相对论在某些方面同所有其他科学定律相比有着明显的不同。首先,爱因斯坦不是在细心实验的基础上推导出他的理论,而是将理论建立于对称和数学的优美之上,建立在唯理主义的基础之上,就像古希腊哲学家和中世纪的学者们曾经试图做的那样。(这一做法使他对现代科学的基本经验观抵触。)古希腊的哲学家们追求优美和对称,但他们从来没有设法去寻找能使其关键结论被实验检验证明成立的数学理论;与他们相反,爱因斯坦的理论可以非常成功地经受每一次检验。爱因斯坦探索的结果之一就是,广义相对论被公认为最优美、最优雅、最强有力、理智上满足所有科学理论的科学学说。

广义相对论还有另一个与众不同之处。大多数科学理论都是近似有效的。它们在许多环境下成立,但不是在所有环境下都成立。但就目前我们所知道的情况看,广义相对论在所有环境下都成立,没有任何例外。没有任何已知的环境,无论是理论上的还是实验中的,能使广义相对论仅仅近似成立。未来的实验可能会毁掉这一理论的完美纪录,但是迄今为止,广义相对论仍是最接近于任何科学家所能设想出来的“终极真理”。

尽管爱因斯坦因他的相对论广为人知,但无论如何他的其他科学成就也应使他赢得一个科学家的声望。事实上,爱因斯坦被授予诺贝尔物理学奖主要是因为他解释光电效应的一篇论文。光电效应是在此之前令物理学家困惑不解的一个重要现象。在这篇论文中他假定有光子存在。由于长期以来通过干涉实验已经建立起来光是由电磁波组成的概念,并因为波动性和粒子性被认为是“显而易见的”相互对立的概念,所以爱因斯坦的假说表现出同经典理论看似自相矛盾的彻底决裂。不仅仅是他的光电定律具有重要的实际应用,而且他的光子假说对于量子理论的发展也有重要的影响。光子假说已成为当今量子理论不可或缺的一部分。


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