依赖,是福亦是祸,生活在这个地球上如果没有人依靠会觉得很孤独,但是,过度的依赖又会让我们失去自己做事的能力,用当今很流行的一个词形容,依赖就是一把双刃剑。如何用好这把剑对于每一个人都十分重要。
在我看来,依赖应该运用正确的方法,适度地依赖于别人,可以从别人那取经,从而使自己事半功倍,相反则会事倍功半。
三国时期,刘备三顾茅庐,只因求贤若渴,希望能够得到孔明的帮助以成就他的伟业,如果我们错误地把刘备理解为依赖孔明,靠孔明“吃饭”那就大错特错了,因为刘备的这种依赖是有利于他做大事,成大器的,正所谓成大器者不拘小节,又何况是依赖于孔明这条卧龙呢?当孔明被刘备感动后追随于他,刘备便所向披靡,在孔明指导之下,多次取得不可小觑的胜利。
从刘备三顾茅庐我们便可体会到正确的依赖给予我们的不仅仅是一股力量,更是我们成功路上的捷径。
十八世纪英国最伟大的物理学家牛顿,创立万有引力定律、牛顿定律等令当时的人们为之震撼,又令现代人们受益匪浅的理论,造福世世代代的人类,这不可估量的贡献我们把它归结于牛顿,但是牛顿本人就曾说过“我是站的巨人的肩膀上”,不谈其谦逊的品质,牛顿这样伟大的人况且需要别人来依赖,才能取得巨大的成功,而且,牛顿正是正确地把依赖用对了,才会让自己走向成功。
正确地使用依赖,我们可以走向成功,但如果我们“滥用”依赖,依赖便会给我们带来灾难,就像如今黄土高原对待人类一样。
依赖的反面教材并不少见,成年人不会煮方便面;步入高校的大学生不会剥蛋壳;迈入社会的白领不会洗衣做饭,这都是我们身边显而易见的事,当依赖成为阻碍前面的绊脚石,我们必须清醒地认识到正确依赖的重要性。
水能载舟亦可覆舟,不要让依赖这把尖刀插进自己的心脏,就算你的心脏长在右边,它也会将你摧毁,我们要正确地依赖,比如做不出的题目请教好同学,选择大学时让父母家人参考,让依赖更加理性一点,我们便会福不单行。所以,对于依赖,我们必须合理。
有些物理学家在个人性格及生活上确实会有特殊的地方或被诟病之处,我们知道爱因斯坦就曾与近亲结婚而且还抛弃了私生子,在物理学上就提出伟大的相对论对牛顿的万有引力进行了补充;卡文迪什就以发现氢和确定地球密度而闻名,但他害羞的程度同样也很出名,但是这些并不能影响他们在学术领域上做出的伟大贡献!
牛顿作为17世纪顶尖物理学家,在物理学上的成就是毋庸置疑的,牛顿到底是不是很卑鄙,那也不一定,而他的性格主要还是受童年生活环境影响比较大,在牛顿出生三个月时父亲去世了,母亲后来也改嫁了,牛顿便寄宿在祖母家生活长大,让这个从小缺少父爱的孩子在性格上比较喜欢争强好胜。
牛顿与当时不管是物理大咖还是数学家都存在争论。就比如牛顿胡克之争,原来是有次胡克跟牛顿在通信的时候,胡克问牛顿关于重力的问题,牛顿认为地球上的物体受到的重力不变,而胡克认为地球物体的重力与物体离地球的距离平方成反比。结果这件事情上胡克赢了牛顿,又加上之前二个人就光是不是粒子也存在争论,可以说牛顿跟胡克争论积怨已久,牛顿不甘心,便说出:“我之所以比别人看得远一些,是因为我站在巨人的肩膀上”。侧面就嘲讽我成就与你胡克无关,而胡克本人是有驼背还矮小,也比较计较别人提高大威武等词汇,再最后牛顿当上英国皇家学会会长的时候,把关于胡克的肖像资料全部烧毁,可以说一个容下天体运动伟大理论的心怀竟然装不下胡克的做出的贡献。
而牛顿再一个争论就要属与莱布尼茨的微积分创始人之争,而这场争论次持续十余年的时间,直到他们离世也没停歇。因为当时信息交流比较慢,一个英国的牛顿与一个德国的莱布尼茨在这件事情上的争论互不相让,如果当时可以像现在的信息交流便捷,可能这种争论也不会持续如此之久,那到底谁是微积分创始人呢?其实牛顿在《流数法》中就提出微积分思想,而莱布尼茨是1675年才发明微积分。这相比起来,他发表的时间要比牛顿晚十年!
牛顿一生大大小小争论很多,就曾因为不满争论结果将自己隐与剑桥大学教书,牛顿不管在物理学界上还是数学上都做大伟大的贡献,我们也不会吝啬天才的称赞之词,但对于以卑鄙作为前缀我觉得还是有待商榷,我更愿意理解为是在对伟大理论提出之前的据理力争,可能有时候自己理解是错误的,但是并不影响他在全世界闻名!
爱因斯坦的故事
■爱因斯坦逃学记
1895年春天,爱因斯坦已16岁了。根据德国当时的法律,男孩只有在17岁以前离开德国才可以不必回来服兵役。由于对军国主义深恶痛绝,加之独自一人呆在军营般的路易波尔德中学已忍无可忍,爱因斯坦没有同父母商量就私自决定离开德国,去意大利与父母团聚。
但是,半途退学,将来拿不到文凭怎么办呢?一向忠厚、单纯的爱因斯坦,情急之中竟想出一个自以为不错的点子。他请数学老师给他开了张证明,说他数学成绩优异,早达到大学水平。又从一个熟悉的医生那里弄来一张病假证明,说他神经衰弱,需要回家静养。爱因斯坦以为有这两个证明,就可逃出这厌恶的地方。
谁知,他还没提出申请,训导主任却把他叫了去,以他败坏班风,不守校纪的理由勒令退学。爱因斯坦脸红了,不管什么原因,只要能离开这所中学,他都心甘情愿,也顾不得什么了。他只是为自己想出一个并未实施的狡猾的点子突然感到内疚,后来每提及此事,爱因斯坦都内疚不已。大概这种事情与他坦率、真诚的个性相去太远。
■拒绝出任以色列第二任总统
1948年5月14日,以色列国诞生,但不久以色列与周围阿拉伯国家的战争便爆发了。已经定居在美国十多年的爱因斯坦立即向媒体宣称:“现在,以色列人再不能后退了,我们应该战斗。犹太人只有依靠自己,才能在一个对他们存有敌对情绪的世界上生存下去。”1952年11月9日,爱因斯坦的老朋友以色列首任总统魏茨曼逝世。在此前一天,就有以色列驻美国大使向爱因斯坦转达了以色列总理本·古里安的信,正式提请爱因斯坦为以色列共和国总统候选人。当日晚,一位记者给爱因斯坦的住所打来电话,询问爱因斯坦:“听说要请您出任以色列共和国总统,教授先生。您会接受吗?”“不会。我当不了总统。”“总统没有多少具体事务,他的位置是象征性的。教授先生,您是最伟大的犹太人。不,不,您是全世界最伟大的人。由您来担任以色列总统,象征犹太民族的伟大,再好不过了。”“不,我干不了。” 爱因斯坦刚放下电话,电话铃又响了。这次是驻华盛顿的以色列大使打来的。大使说:“教授先生,我是奉以色列共和国总理本·古里安的指示,想请问一下,如果提名您当总统候选人,您愿意接受吗?”“大使先生,关于自然,我了解一点,关于人,我几乎一点也不了解。我这样的人,怎么能担任总统呢?请您向报界解释一下,给我解解围。” 大使进一步劝说:“教授先生,已故总统魏茨曼也是教授呢。您能胜任的。”“魏茨曼和我不是一样的。他能胜任,我不能。”“教授先生,每一个以色列公民,全世界每一个犹太人,都在期待您呢!” 爱因斯坦的确被同胞们的好意感动了,但他想得更多的是如何委婉地拒绝大使和以色列政府,又不使他们失望,不让他们窘迫。不久,爱因斯坦在报上发表声明,正式谢绝出任以色列总统。在爱因斯坦看来,“当总统可不是一件容易的事。”同时,他还再次引用他自己的话:“方程对我更重要些,因为政治是为当前,而方程却是一种永恒的东西。”
■爱因斯坦怎样走近中国?
早在1919年,爱因斯坦的相对论就开始介绍到中国,特别是通过1920年英国哲学家罗素来华讲学,给中国学术界留下了深刻的印象。爱因斯坦本人的目光也曾一次次地投射到古老而陌生的中国,1922年冬天,他应邀到日本讲学,往返途中,两次经过上海,一共停留了三天,亲眼看到了处于苦难中的中国,并寄予深切的同情。他在旅行日记中记下“悲惨的图象”和他的感慨:“在外表上,中国人受人注意的是他们的勤劳,是他们对生活方式和儿童福利的要求的低微。他们要比印度人更乐观,也更天真。但他们大多数是负担沉重的:男男女女为每日五分钱的工资天天在敲石子。他们似乎鲁钝得不理解他们命运的可怕。”“爱因斯坦看到这个在劳动着,在呻吟着,并且是顽强的民族,他的社会同情心再度被唤醒了。他认为,这是地球上最贫困的民族,他们被残酷地虐待着,他们所受的待遇比牛马还不如。”(许良英等编译《爱因斯坦文集》,商务印书馆1979年版,20、21页)十几年后(1936年),爱因斯坦在美国普林斯顿大学与前来年进修的周培源第一次个别交谈时就说:“中国人民是苦难的人民。”他的同情是真挚的、发自内心的,不是挂在嘴上,而是付诸行动的。
1931年“九一八”事变发生,日本从东北作为突破口侵略中国的狼子野心已昭然若揭,当时的国际社会却表现出无奈和无能,当年11年17日,爱因斯坦公开谴责日本侵略东三省的行径,呼吁各国联合起来对日本进行经济制裁,可惜回音空荡。1932年10月,“五四运动的总司令”(毛泽东语)、中国***的创始人陈独秀(时已被开除出党)在上海被捕,他和罗素、杜威等具有国际声望的知识分子联名致电蒋介石,要求释放。1937年3月,主张抗日的沈钧儒、章乃器、王造时、史良等“七君子”锒铛入狱后,他又联合杜威、孟禄等著名知识分子通电援救,向国民党当局施加道义的压力。1938年6月,为了帮助中国的抗日战争,他还和罗斯福总统的长子一同发起“援助中国委员会”,在美国2000个城镇开展援华募捐活动。
爱因斯坦是真正的世界公民,他的爱是没有国界的,他对中国的感情没有任何功利色彩,完全建立在人类的同情心和强烈的人道主义情怀之上。他的思想也对中国日益产生深刻而久远的影响,“九一八”事变后不久,还在读初二的少年许良英就是他的热情崇拜者,希望长大了做一个像他那样的科学家。1934年,爱因斯坦的文集《我的世界观》在欧洲出版,几年后(1937年抗战前夕)就有了中译本,是留学法国的物理学教授叶蕴理根据法文译本转译的,由于国难当头,这本书并没有引起多少反响,但青年许良英在1938年上大学前有幸买到了一本,并认真精读了一遍,深受启发,开始严肃地思考人生的意义、人与国家的关系等问题,爱因斯坦的许多至理名言令他终生难忘,爱因斯坦的形象在他未来的人生道路上始终占有重要的地位。1955年,爱因斯坦去世后,许良英和周培源都曾发表长篇悼念文章。不幸的是1968年到1976年的8年间,爱因斯坦在中国竟成了“本世纪以来最自然科学领域中最大的资产阶级反动学术权威”,“四人帮”掀起了一场荒诞的批评爱因斯坦运动,好在多数科学家不予理睬,实际上进行了抵制。1979年,北京还隆重举行了爱因斯坦诞辰100周年的纪念大会。
1949年是爱因斯坦七十诞辰之年。这一年,美国出版界组织了一些哲学家和物理学家撰写庆贺爱因斯坦七十寿辰的论文。玻尔也被激参加撰写。玻尔写的论文显得非常奇特,几乎令人感到与"庆贺"极不协调。他在论文中阐述了他和爱因斯坦之间的争论,并证明爱因斯坦每次提出的思想实验都是错误的。当然,玻尔仍然象历来所强调的一样,再次指出爱因斯坦提的问题是极卓越和极宝贵的,它们对量子力学的迅速发展起了极重大的作用。论文集最后一篇文章是爱因斯坦的致答文。在答文中,爱因斯坦仍然坚持自己一贯的观点,并对玻尔的观点又一次进行批驳。这种庆贺文集,在世界上大约是绝无仅有的吧!不过,在文章的末尾、爱因斯坦总算说了几句客气话:"我……感到……有点尖锐。不过,下面的说法可作为我的辩解:人们只会同他的兄弟或者亲密的朋友发生真正的争吵;至于别人,那就不会争吵的。" 看来,爱因斯坦和玻尔这两位科学巨擘之间的争论,一定是异乎寻常的激烈,不然的话是决不会在祝寿时都不放过。那么,他们是为什么事情争论呢?结果又是谁是谁非呢?由于牵涉到很古老但又很难回答的哲学问题,所以下面的简略回顾,多半只论及比较具体的科学内容,至于其中隐含的哲学内容,则只能浅涉一点点。
爱因斯坦与玻尔的争论,是物理学史上持续时间最长、争论最激烈和最富有哲学意义的争论之一。他们间的争论开始于1920年4月,这次争论的具体内容在本书有关玻尔那一节曾有过描述。玻尔虽然在争论中因企图放弃能量守恒的普适性而被证明是错误的一方,但玻尔强调要同经典物理观念作彻底决裂的说法,后来被证明是很正确的。
此后,在玻尔身边集结了一批极有才华而又具有极强批判能力的年青人,他们在玻尔的领导下,使量子力学取得了长足的进展。1926年6月,德国物理学家玻恩提出了波函数的统计解释。这一解释的主要精神是说由量子力学波动方程求解,只能得到运动过程一个确定的几率,而不能再象牛顿力学那样给出确定的值。但自从牛顿以来,人们一直习惯于牛顿的理论,这种理论告诉我们,只要知道了粒子在某一时刻的位置和速度,并给出作用于该粒子的力,则根据牛顿第二定律所给出的方程求解,我们就可以精确知道粒子以后任何时刻的位置和速度。例如我们可以精确算出哈雷慧星于85年11月8日将在我国广大地区上空出现,也可以算出几十个世纪以后地球、月亮和太阳之间的精确位置等等。而现在玻恩宣布,我们对基本粒子的了解与经典物理不同,我们只能知道某个粒子出现在某处的可能性或者是三分之一,或者是二分之一。
玻恩的解释还没被大多数物理学家接受,1927年初,德国另一位年轻的物理学家海森堡又提出著名的"测不准原理"。这一原理是说人们不可能同时准确地测定微观粒子的位置和速度,也不能同时准确地测定其能量和时间,如果位置(或能量)测得越精确,则速度(或时间)就测得越不精确。这和牛顿力学又是大相径庭,在牛顿力学里人们是可以同时准确地测定位置和速度、能量和时间的。
微观粒子的这些极为奇异的特性,引起了物理界的激烈的争论。1927年9月,在意大利迷人的科摩湖畔召开了纪念伏打逝世一百周年大会,玻尔参加了这次国际物理学会议。会议上,玻尔以《量子公设和原子论的最新发展》为题作了讲演。玻尔指出微观粒子现象的任何观测,都必然使得粒子和测量仪器间存在"原则上不可控制的相互作用",因而我们不可能使微观粒子的波动性和粒子性在同一实验中表现出来,因而必然得出测不准关系。这样,粒子性和波动性,位置和速度,以及能量和时间这些概念是互相排斥的,但在描述同一微观现象时,这些互斥的概念又是互相补充,缺一不可的。而且,只有它们互相补充,我们才能够得到隐藏在实验后面的完备的描述。这就是被哥本哈根学派推崇备至的"互补原理"。依照这一原理,玻尔指出:"通常意义下的因果性问题不复存在了"。
虽然玻尔小心翼翼地说,相对论改变了空间和时间的观念,现在量子论将改变传统的因果概念;相对论指出同时性的确定离不开参考系的选择,现在量子论则指出在微观领域里不能忽视仪器对微观客体的作用,所以,"在这儿,我们发现自己正同爱因斯坦走着相同的道路",但玻尔的讲演,仍然使大多数与会者震惊、困扰、愤怒。有一些人极力反对玻尔的理论,另一些人则不习惯、不喜欢玻尔的解释方式。
可惜这次会议爱因斯坦没参加,大家都想听听这位最杰出的人对此有什么看法。他会反对玻尔的观点吗?
紧接着于同年的十月,在比利时首府布鲁塞尔举行第五届索尔维物理学会议。这次会议的主题是"电子和光子",这是当时涉及到物理学各个领域的一个重要问题。会议中讨论的中心问题就是在新出现的量子力学解释中,是不是一定得摒弃确定性原理,有没有可能存在一种比互补原理显得不那么离经叛道的折衷方法。
这次会议爱因斯坦和玻尔都参加了。参加会议的物理学家心情都非常激动,谁是谁非看来该有一个分晓了。玻尔讲完了他的互补原理以后,爱因斯坦起来发言了。爱因斯坦在量子论早期的光量子阶段,曾对这一新理论作过卓越的贡献,他的发言当然是令人瞩目的。爱因斯坦开门见山,毫不含糊地说他不喜欢测不准原理,互补原理也不是一种可以接受的好理论。他说:"这个理论的缺点在于:它一方面无法与波动概念发生更密切的联系,另一方面又把基本物理过程的时间和空间拿来碰运气。"
爱因斯坦的观点一亮出来,会场立即象炸了锅似的,不同国家的物理学家激动得顾不上用国际语言,就各用各的语言叫嚷着要发言。会议主席洛伦兹一向以善于周旋于各派物理学家之间而闻名,但这次怎么拍桌子也管用。同是爱因斯坦和玻尔好友的荷兰物理学家埃伦菲斯特着急了,只得跑到讲台上在黑板上写了一句话:"上帝真的使人们的语言混杂起来了!"正在叫嚷的物理学家见了这句话,哄堂大笑,第一次会议总算到此结束。
为什么大家见了埃伦菲斯特的话就哄堂大笑呢?原来这是《圣经》上的一段的故事:据说巴比伦人曾经想建造一座通天高塔,上帝知道了十分震怒,为了惩罚人类这一野心,他使人类的语言混杂起来,彼此无法交流思想,结果使通天塔无法修建。现在,各国物理学家都用各国语言叫嚷,不也会使他们想建成的新理论无法成功吗!所以,大家都觉得自己太激动了,真有点可笑。
通过这次会议激烈的争论,许多物理学家接受了以玻尔为首的哥本哈根学派的观点,但爱因斯坦并没有信服。尽管爱因斯坦在这次会上想出非常巧妙的思想实验以揭露哥本哈根学派观点的错误,但每次都被玻尔证明这些思想实验其实是根本站不住脚的。玻尔非常成功地捍卫了自己的观点。
爱因斯坦坚持认为:"当主要的描述方法还不完备时,当然只能由此得出统计性的结果来,这是不足奇的。"这就是说,爱因斯坦认为哥本哈根学派的解释,只不过是一种权宜之计。他曾开玩笑地问玻尔:"难道你们真的相信上帝也靠掷骰子办事吗?"玻尔也恢谐地回答:"难道你不认为用普通的言语来描述神的旨意时,还是小心一点为妙吗? "
三年之后,在布鲁塞尔又举行了第六届索尔维物理学会议。玻尔早就料到上次会议的争论将继续下去。果然,会议一开始,爱因斯坦就又使出他的拿手好戏,设计了一个非常巧妙的思想实验,力图彻底摧毁测不准这一"偏见"。爱因斯坦深知,作为哥本哈根学派解释的核心或关键的测不准原理如果能证明在单个事件中不成立,那么量子理论的不完备性可以被肯定。
爱因斯坦提出了一个名叫"光厘"的思想实验。在这儿也许有必要简单地解释一下什么叫"思想实验"。思想实验又称假想实验或理想实验,它不同于具体的实验,它不是一种实践活动,而只是一种思想中塑造的理想过程,是逻辑推理的一种方法和形式。在物理学发展的重要关头,思想实验不只一次担当了重要的角色,它被证明是一种重要的科学研究方法。爱因斯坦的"光匣"是一个假想的里面装满了辐射物质的匣子,其一侧有一个小洞,洞口有一块挡板,一个机械钟可以控制挡板的开关。当某一时刻洞门打开,放出一个光子。爱因斯坦论证说,光子跑出匣子的时间可以精确测出来,而光子的能量可以简单地通过匣子重量变化以及公式E=mc2而精确地确定,这样,测不准原理就显然被违犯了,而准确性和因果性又得到了恢复,世界又正常了。
玻尔这一下可有点紧张了。爱因斯坦竟用他的相对论巧妙地批驳了整个玻尔的观点。当天夜晚,玻尔和哥本哈根学派的人根本没有睡觉,他们紧张地探究,爱因斯坦的这个实验究竟又在哪儿出了错呢?玻尔毫不怀疑爱因斯坦是错了,但是玻尔不知错在哪儿,而天明后他就应该回答爱因斯坦的挑战。比利时物理学家罗森菲尔德后来回忆说:"面对这一问题,玻尔感到十分震惊。他不能马上找出这问题的答案。整个晚上的他都感到极度不快。他从一个人走向另一个人,企图说服他们这情况不可能是真实的,而且指出,如果爱因斯坦正确,则将是物理学的终结,但玻尔提不出任何反驳。我永远也不会忘记这两个对手在离开俱乐部时的身影。爱因斯坦,一个高高的庄严的形象,而玻尔则在他身旁快步走着,非常激动。他徒劳地辩护说,如果爱因斯坦的装置能够运转,这将意味着物理学的终结。"
爱因斯坦大约觉得自己已稳操胜券了。但在第二天的会议上,喜气洋洋的玻尔又倒过来使爱因斯坦十分震惊了。玻尔利用爱因斯坦十五年前在相对论中的一个重要发现找到了爱因斯坦思想实验中的错误。爱因斯坦在那个发现中曾指出,一只钟如果沿重力方向发生位移,它的快慢会发生变化,这样,当光子跑出匣子前后,由于匣子重量发生了变化,从而造成了钟表快慢的变化,这样,要在测量光子能量的同时准确测量粒子跑出的时间是根本不可能的。这一反驳,实在是太妙了,结果使得爱因斯坦用来否定测不准原理的"光匣",倒变成了论证测不准原理的理想实验!
爱因斯坦不得不承认,玻尔的论证是完全正确的,但他还是不承认玻尔的理论是最后的答案。玻尔后来曾回忆两人在会议下面交谈的情形说:"他说,对于这种显然不那么肯定地解释自然的原理,他觉得很不安。从我的角度出发,我只能回答他说,在了解一个全新世界的规律时,我们不能过分信赖以往所熟悉的原理,无论这些原理具有何等的普遍性。" 在爱因斯坦看来,尽管量子理论的哥本哈根学派的解释与经验事实相符,但作为一种完备的理论,应该是决定论的而不应该是或然的。用概率语言表达的理论充其量也只能是暂时代替的理论。此后,由于爱因斯坦对被大多数人接受的哥本哈根学派量子理论的解释深感不满,他选择了一条与众不同的道路,将自己置身于物理学发展的主流之外,一个人弧独而又艰难地中跋涉着。
一位传记作家克拉克曾这样描述爱因斯坦的晚年:"在日益增长的不满情绪中,爱因斯坦引退了。他置身于物理学发展主流之外,造成了他晚年的悲剧气氛,甚至他最忠诚的朋友也无法驱散它。"玻尔对于无法改变爱因斯坦的这种不满,终生引为遗憾。但玻尔曾一再表示,他正是从爱因斯坦的反对意见中,获取了完美表达量子理论的思想。他曾经说:"爱因斯坦的关怀和批评,很有价值地激励我们所有人来再度检验和原子现象的描述有关的形势的各个方面"。
xiaobao128 (站内联系TA)时间与空间 "!a_,_r@
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依据爱因斯坦所证明的,时间与空间都是物理运动的自由度,可以用维计量,如一维时空、四维时空,等等。据此,当我们面对一维时空时,首先需要确认,我们面对的究竟是一维时间,还是一维空间,因而需要给出准确的定义。 ~@@ 5nJ
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当我们给出这些定义时,必须遵循逻辑的思维方法,为时间和空间划分明确的界限。但是,只有遵循辩证的思维方法,才能解释它们之间的关系。 a E"EI5
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1,时空定义:时间与空间都是物理运动的自由度,可以用维计量,如一维时空、四维时空。每一维物理运动的自由度都是相互垂直的。 K[Lx0sxE
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2,时间定义:在物理运动的同一方向,如果计量尺度与运动无关,所计量的即为时间。 " 8Rc###
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3,空间定义:在物理运动的同一方向,如果计量尺度因为该运动而变化,缩短或延长,所计量的即为空间。 sqA|=j|}
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依据上述定义,时间只有一维。并且,在一维时空上,无法判断它是时间还是空间。至少在两维时空上,可以假设其中一维是时间,另一维是空间。至少在三维时空上,可以区分哪一维是时间,其余的是空间。因为,一维时空的计量单位是恒定的。二维时空的计量单位是相对的,其中一维延长或缩短,等于另一维缩短或延长。至少有三维时空,才可以有一维垂直于运动方向,作为参照系,判断在物理运动的方向上,究竟哪一维发生变化,延长或缩短,另一维没有变化,与运动方向无关。 ~n ,/#;
Z 现在,除了时间只有一维,因而时间不会延长或缩短外,依据爱因斯坦所证明的,万有引力等价于时空弯曲,可以假设1任何一种作用力,都等价于并且只等价于时空弯曲。 `!rO`TpF
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依据自然科学所发现的,人类已知的自然力包括万有引力、核弱力、核强力、光、电、磁共六种力。依据假设1,它们都等价于一维时空。但人类生理结构只能感知其中的万有引力、光、电、磁共四种力,所以,人类能够感知的只有四维时空。 NINmaBu
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在这里,顺便说一下,依据科普读物所介绍的,物理学家已经建立了万有引力与光、电、磁的“小统一场”。除万有引力外,还找到了其他五种力的“小统一场”。因为这两个“小统一场”中都有光、电、磁,无论用什么方法描述它们,本质特征完全相同,所以,在这两个“小统一场”之间,万有引力与核弱力、核强力,也有内在的统一的本质上完全相同的逻辑关系。 \UkX
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但是,在寻找这种逻辑关系时,依据物理学家提出的超弦假设,可称之为假设2,需要十一维时空,那么,除了人类已经发现的六种力,等价于六维时空外,还有五维时空在哪里呢? FoHtDBPq
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要解答这个问题,就需要辩证法了。 rr\h`_u"LN
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依据辩证法,弯曲与平坦是一对矛盾。如果有一维弯曲时空,必有一维平坦时空与之对立。如果有六维弯曲时空,就有六维平坦时空。但六维弯曲时空中,时间只有一维,与运动方向无关,因而与平坦空间重合。于是,在物理世界中,就剩下十一维时空了。其中,除了一维时间外,还有五维弯曲空间和五维平坦空间。而我们人类所感知的,只有一维时间和三维平坦空间,分别对应我们所能够感知的万有引力、光、电、磁。另外两维平坦空间,分别对应我们无法感知的核弱力与核强力。 6zi6)n>Ay
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依据假设1和假设2,自然科学家无法解释的多余的时空,现在,已经得到解释。而且,人类无法感知的时空,也从物理学家假设的卷曲的时空,转变为经典的平坦时空了。特别是,依据假设1,任何一种作用力,都等价于并且只等价于时空弯曲,现在,依据假设2,物理学家也不需要寻找其他自然力,来解释“多余”的平坦时空了。 li{WX~q
xiaobao128 (站内联系TA)面对神秘的波函数,玻恩首先发现了它与经验之间的微妙联系。玻恩认为,波函数只是一种存在于数学空间中的几率波,而不是如它的发现者--薛定谔所认为的那样,是存在于真实空间中的物质波。 #z
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1926年6月,玻恩在一篇关于粒子散射问题的文章中首次提出了量子力学的几率波解释。为了说明波函数如何与粒子联系起来,玻恩着手利用薛定谔方程来解决量子理论中的稳定散射问题。在此过程中他认识到,散射波振幅的平方可以看作是散射粒子偏转通过空间区域的几率。于是玻恩发现,波函数绝对值的平方将代表在空间某区域中发现粒子的几率,即波函数是一种几率波而非真实的波。玻恩后来回忆这一发现时说,“爱因斯坦的观念又一次引导了我。他曾经把光波的振幅解释为光子出现的几率密度,从而使粒子和波的二象性成为可以理解的。这个观念马上可以推广到波函数Ψ上:|Ψ|2必须是电子(或其它粒子)出现的几率密度”。(注:薛定谔用希腊字母ψ来表示这个神秘的波函数,ψ的发音为普赛。)玻恩的几率波解释第一次把几率概念引进基础物理学,“粒子的运动遵循几率定律,而几率本身按因果律传播”。这里,几率的出现并不是由观察者的无知或理论本身的无能所导致的,而必须看作是自然本身的一种本质特征。于是,量子力学一般只预言一个事件的几率,而对这个事件的发生不作任何决定论的断言。这是一次极不寻常的思想冒险,它向人们展示了一个潜在的、不确定的量子世界,在这个世界中代表几率的波函数主宰着一切。
海森伯发现,量子力学对基于经典力学的那些物理概念,如位置和速度,施加了一种应用限制。人们不再能同时谈论电子的位置和速度,因为它们不能以任意精度被同时测定,并且这两个量的不确定度的乘积将大于普朗克常数除以粒子的质量。这一关系后来被称为海森伯不确定关系。有趣的是,泡利在1926年10月致海森伯的信中曾预先给出了一个更通俗的陈述,他说,“一个人可以用p眼来看世界,也可以用q眼来看世界,但是当他睁开双眼时,他就会头昏眼花了。”(注:p表示动量,q表示位置。)根据海森伯的看法,利用量子力学中的波函数所表示的电子态不允许人们赋予电子以确定的性质,如位置、动量等等。人们所能做的仅仅是谈论几率,即在适当的实验条件下于某个位置找到电子的几率,或发现电子的速度为某一值的几率。
然而,喜欢刨根问底的读者仍然会忍不住问,“如果电子的位置和动量不能同时被精确测定,那么电子到底有没有确定的位置和动量呢?”可惜的是,这个问题对海森伯来说没有意义,因为在观察至上思想的影响下,他并不关心电子的运动形式究竟是怎样的,甚至也不关心观察对电子运动所产生的具体影响。正如他在阐述不确定关系的著名论文的开头所言,“如果人们要弄明白‘一个物体的位置’,例如一个电子的位置这个说法是什么意思,就必须指定一个用以测量‘电子位置’的实验,否则这个说法就没有任何意义。”但是,对于很多“实在”的物理学家(包括爱因斯坦)和普通读者来说,这个问题却是有意义的。那么答案在哪里呢?也许本书后面将要讨论的量子运动会给你一定的启迪。 海森伯更关心包含非连续性的粒子图像,而玻尔认为粒子图像和波图像都是必不可少的,并且他一直想将量子理论的这两根支柱弄得同样地牢固。于是,当玻尔独自在挪威古布朗兹峡谷滑雪时,他终于把握了已在他心中酝酿许久的互补性思想。 }玻尔认为,对微观现象的说明必须利用互补性思想,粒子图像和波动图像是对同一个微观客体的两种互补描述。具体地说,用不同实验装置得到的关于微观客体的资料可以详尽无疑地概括关于微观客体的一切可设想的知识,但是,当企图把这些资料结合成单独一种图像时它们却显得是相互矛盾的。于是,任何一幅单独的经典实在图像,如粒子或波,都无法提供关于微观现象的详尽说明,人们只能用互补的经典图像来提供这种完备的说明。如果单独使用粒子图像或波动图像,它们的应用必将受到限制,这种限制由海森伯的不确定关系所精确表征。
1927年10月,第五届索尔维会议在比利时首都布鲁塞尔成功召开了。在这次会议期间,量子力学中最为重要的波函数坍缩问题第一次被它的创立者们所讨论。
狄拉克认为,波函数坍缩是自然做出的选择,而海森伯则认为它是观察者选择的结果。玻尔似乎同意狄拉克的观点,然而他更关心的是量子力学的普遍的互补性特征,他尤其强调了关于物理量的定义和观察的互补性质。在玻尔看来,离开观察人们便不能谈论任何东西,这也是与会的大多数物理学家所赞同的。此外,在这次会议上,爱因斯坦指出了波函数坍缩过程与相对论之间的不相容性,这是他第一次公开对量子力学发表意见。爱因斯坦的这一分析是关于量子力学与相对论的不相容性的最早认识。 然而,与会的物理学家们对波函数坍缩过程的认识还很模糊,他们普遍认为这一过程只是一种瞬时的选择过程,不需要进一步的说明。 量子力学的哥本哈根解释在其后几十年里成为了大多数物理学家所信奉的正统观点,玻尔也因此成为了名副其实的量子教皇。然而,反对者们依然存在,甚至在正统观点刚刚提出之时就已出现。
牛顿(Isacc Newton,1642—1727)是英国数学家、天文学家和物理学家。
1642年12月25日出生于英国北部林肯郡的偏僻农村——伍尔索朴的一个农民家里,出生前2个月,牛顿的父亲就去世了。他的父亲名叫伊萨克,可他的母亲仍把儿子的名字叫做伊萨克,牛顿出生时才3磅,接生婆甚至没料到他能活下来,更没有料到他竟活到85岁高龄,而且是世界上出类拔萃的科学家。
牛顿两岁时,母亲改嫁给一个名叫巴顿的牧师,从此牛顿就由外祖母抚养。到了学龄期,牛顿被送到公立学校读书,12岁时进中学,寄宿在一家药铺里。在学校里,他读书成绩开始并不突出。他沉思默想,喜欢动手制作小玩具。例如读小学时,就制成了令人惊讶的精巧的小水车,在读中学时,自制了一个小水钟。黎明,水会自动滴到他脸上,催他起床。后来,巴顿病故,母亲领了两个妹妹、一个弟弟回到了家。母亲希望牛顿放牧耕种,14岁的牛顿就辍学在家。
牛顿充满理想,虽停学在家,还是一心想着各种学习问题。他在自家石墙上雕刻了一个太阳钟,争分夺秒地学习,母亲要他放牧,他牵马上山,边走边想着天上的太阳,待走到山顶想骑马,可是马跑得不见了,自己手里只剩下一条缰绳。叫他放羊,他独自在树下看书,以致羊群走散,糟塌了庄稼。舅父叫佣人陪他一道上市场熟悉熟悉做交易的生意经,可是牛顿却恳求佣人一个人上街,自己躲在树丛后看书。有一次牛顿简介,他在暴风雨中测风速,浑身湿透。母亲简直惊呆了,怕他发疯,只好让他回到中学读书。
牛顿如痴似疯地学习,一生闹了许多笑话。一次,他边读书边煮鸡蛋,待他揭开锅子想吃蛋时,锅子里竟是一块怀表,还有一次,他请一位朋友吃饭,菜已摆在桌上,可是牛顿突然想到一个问题独自进了内室,很久还不出来。朋友等得不耐烦了,就自己动手把那份鸡吃了,骨头留在盘里,不告而别。隔一会儿,牛顿走了出来,看到盘子里的骨头,自言自语地说:“我还以为自己没有吃饭呢!原来已经吃过了。”传说牛顿在其重要著作《自然哲学的数学原理》出版后的一天,强迫自己到剑桥大学附近的一个幽静的旅馆里去休息一下,但他怎么也静不下来。他见到人家洗衣盆里肥皂泡薄膜在阳光下呈现美丽的色彩,寻思着这里究竟是怎样的一个光学道理。于是就用麦秆吹起肥皂泡来,一本正经地吹着吹着。店主看了,颇为他惋惜:“一位快50岁的挺体面的先生,竟疯成这样子,整天吹肥皂泡。“ 1661年,牛顿考上剑桥大学三一学院,学院的巴罗教授发现牛顿是个人才,推荐他当研究生。1665年,毕业后牛顿留在大学研究室。这年6月间,鼠疫流行,学校关门,牛顿只好回到家乡。这期间,他把主要精力集中于科学研究。他系统地整理了大学里学习过的功课,潜心研究了开普勒、笛卡尔、阿基米德和伽利略等前辈科学家和主要论著,还进行了许多科学试验。
牛顿在家乡避疫的两年间,几乎考虑了一生中所研究的各个方面。特别是他一生中的几项主要贡献:万有引力定律、经典力学、流数学(微积分)和光学等基本上都萌发于1665——1666年间。瘟疫过后,1667年3月,牛顿又回到大学里当研究生。1668年,获硕士学位。1669年,由巴罗教授推荐,27岁的牛顿当了数学教授。他担任此职务,前后共26年。
牛顿不善于教学牛顿简介,在讲课方面,并不太受学生的欢迎,但在解决疑难问题方面,却远远超过众人。
牛顿在科学史上的崇高地位是举世公认的。恩格斯曾指出:“牛顿由于发现了万有引力定律而创立了科学的天文学,由于进行了光的分解而创立了科学的光学,由于建立了二项式定理和无限理论而创立了科学的数学,由于认识了力的本性而创立了科学的力学。”的确,牛顿在自然科学领域里作了奠基性的贡献。
牛顿发现万有引力定律是他在自然科学中最辉煌的成就。在同一时期,其他一些科学家如雷恩、哈雷和胡克等都在探索天体运动的奥秘。1679年,皇家学会干事胡克意识到引力的平方反比定律,但没法证明。因为他缺乏牛顿的数学才能,也没有能俯开普勒的等面积定律。胡克为此事还写信给牛顿,探询牛顿在研究引力问题方面的进展情况。牛顿没有给他满意的回答。其实,牛顿这时候对于引力问题也还没有搞得很清楚。因为第一,他曾想根据平方反比关系对月球的轨道运动的向心加速度和地面上物体的重力加速度作比较,但当时所知的地球半径之值不精确,计算误差较大。第二,牛顿尚没能精确地证明,在计算距离时,可以把月球和地球看它们的质量都集中在它们各自的球心。这个问题直到牛顿发明了流数术(微积分)以后才得到解决。1684年,雷恩、哈雷和胡克等人又提出要推动这一问题的研究,也就是要从天体间引力的平方反比关系得到椭圆轨道的结果。同年8月,哈雷专程来到剑桥大学,登门拜访了牛顿,发觉牛顿已解决了这个难题。牛顿一时未打到手稿,答应再写一篇寄给他。同年11月,牛顿便把重新计算的稿纸连同有关的材料都寄给了哈雷,哈雷极其兴奋而又激动地看完了牛顿的计算底稿,又赶到剑桥大学,竭力劝说牛顿发表。牛顿起先写成了《关于运动》的论文,在皇家学会引起了巨大的反响。后来又是在哈雷的热心劝说下,牛顿在1685年春完成了巨著《自然哲学的数学原理》初稿。依旧还是哈雷奔波调停,联系出版,可是皇家学会却推说经费不足,暂缓出版。这时,热心的哈雷慨然解囊,资助了全部出版费用,这样才使这部划时代的巨著得以在1687年问世。牛顿为此激动地对哈雷说:“哈雷!为了这部书的出版,你费了不少心啊!没有你的努力,也许就没有这部书。幸亏没有给你带来什么麻烦,总算放心了。” 麻烦的事毕竟发生了。早先,坚持波动说的胡克与坚持微粒说的牛顿为了说明光的本性问题,曾有过不愉快的争论。这回,为了谁最先发现万有引力的问题,发生了又一次的不愉快的争论。最后牛顿还是作了让步,把胡克作过研究的那部分作了说明,归功于他。
《自然哲学的数学原理》一书分为二大部分,第一部分是导论部分,包括定义、注释和运动的基本定理或定律,第二部分是这些基本定律的应用,共分为三编。 导论部分虽然篇幅不大,内容却极为重要,对一些重要概念:如物质的量、运动的量、物质固有的力(惯性)、外力、向心力以及牛顿的绝对时间、绝对空间和绝对运动等都下了定义或是作了说明。关于运动的基本定理或定律主要叙述了机械运动的三个基本定律,接着又给出了六个推论,包括力的合成与分解、运动的叠加原理和动量守恒定律、经典力学的相对性原理及虚位移原理等。第二部分中,标题为“物体的运动”的第一编讨论了万有引力, 题名为“物体(在介质中)的运动”的第二编,证明了笛卡尔的漩涡模型不能说明观测到的行星运动,还论述了有关流体性质的若干定理和推测。第三编解释了行星的运动和潮汐之类的引力现象。在本编的开始还阐述了“哲学中的推理法则”。 《自然哲学的数学原理》的出版,标志着经典力学体系的建立。所谓经典力学体系,简单地说来,是以四个绝对化的概念:空间、时间、质量和力为基础,以三个基本定律为核心,以万有引力定律为它的最高综合,并用微积分来描述物体运动的因果律。这是一个立足于实验和观察的基础上的,结构严谨、逻辑严密的科学体系。《自然哲学的数学原理》使是这个体系的集中表现。
要指出的是运动基本三定律的研究和发现,经过了许多科学家和思想家的长期探索的过程,明显地呈现知识发展的继承性。例如,惯性定律最初是由伽利略提出,后来由笛卡尔完善的,作用力和反作用力定律是由活利斯、雷恩和惠更斯发现和验证的。运动第二定律才是牛顿在1684年发现的。这三个定律从孤立地个别地被发现到作为一个整体,成为“基本”定律,是有一个过程的。1684年10月左右的牛顿手稿中还曾经提出过运动基本六定律,至1685年《自然哲学的数学原理》初稿完成时,把“基本六定律”改为“基本三定律”,而把其余的定律作为三定律的推论。因此,把运动三定律作为一个整体,并把它们确认为动力学的基本定律和经典力学的基石之一,这个功绩应当归于牛顿。
牛顿确立基本三定律和发现了万有引力定律是互相促进,相辅相成的。牛顿只有道德认识了运动的变化和力的关系之后,才可能建立万有引力定律。同时,在太阳系中,两个天体相互作用的引力计算的检验,严格地说,应综合考虑各个天体相互作用的因素。因此,第三定律就成了万有引力定律的重要前提。而且,如前面所指出的。微积分也可以说是应建立万有引力定律的需要而创立的。由此可见,构成经典力学的几个主要基石——运动三定律、万有引力定律和微积分这个有力的工具等多项重大成就,可以说牛顿是作了综合考虑,一并完成的。
牛顿在光学方面的成就也是极其伟大的。早在1664年,牛顿还在学生时代,就作了关于日冕的观察,1666年,牛顿打到了一块三角玻璃棱镜,用它试验了用白光分解为有颜色的光。在牛顿之前,已有一些人使用棱镜对光的折射现象作过研究。但都认为是棱镜产生了色,而不是仅仅把已经存在的色分离开来。 牛顿在进行棱镜折射现象研究的同时,对改进折射望远镜发生了兴趣。在研究过程中,发现了球面像差和色差现象。同时代人卢卡斯采用了跟牛顿所用的不同品种的玻璃棱镜做实验时,得到的光谱的长度和宽度跟牛顿的实验结果有很大的分岐。由于牛顿那时碰巧使用了具有相等色散率的一个玻璃棱镜和水,他重复过多次测量,竖信自己没有弄错,没有考虑为什么人家会得出跟自己不同的结果。正因为他在这点上没有采用通常的谨慎态度,错过了一个重要的发现——根据不同物质具有不同的色散率的特性,正可以制成消色差透镜。
牛顿虽然没有在改进折射望远镜方面取得成就,但是他成功地研制了反射望远镜,成为反射望远镜的发明人之一。早先罗马人祖基法国的默森的苏格兰的格里戈里都进行过有关反射望远镜的设计,但都没有成功,牛顿是第一个制造反射望远镜的人。1668年,他造的第一个反射望远镜有六寸长,直径一寸,放大30到40倍。1672年,他送给皇家学会一个更大的反射望远镜,上面的题词是:伊萨克·牛顿发明并于1671年亲手制造的。就在这一年,牛顿被选为皇家学会会员。他提交给学会的一篇《光的颜色的新理论》的论文,提出了光的粒子性,这是牛顿的第一篇论文。不料,他的论点同皇家学会创始人之一、大科学家胡克的波动说冲突,于是引起了一场大论战(此场论战后来一直持续了近三百年,直到20世纪初才以光的波粒二象性为结论而告一段落)。牛顿从消极方面吸取那篇论文引起争论的教训,他给朋友的信上说:“我失去了平静而有意义的幸福生活,而被这无聊的争吵弄得心绪烦乱。这真是无聊透顶。我越来越后悔,不该轻率地发表那篇论文。“从此牛顿对自己著作的出版不再热心了,他把自己的研究成果写成手稿锁在箱子里,算是完成了任务。正如前面说过的,要是没有哈雷的积极鼓励,后来甚至像《自然哲学的数学原理》一书也许就不会出版了。
牛顿在光学方面进行了多方面的研究。除了前面所说的关于光的折射、像差和色差外,还发现了牛顿环,描写了光的衍射现象以及光的振动理论,提出了光的“猝发间隔”。这跟后来波动说中的波长相似。有人甚至说,牛顿实际上是测定光的波长的第一个物理学家(尽管他坚持光的粒子说)。牛顿在光学方面取得了如此大的成就,以致有人说,只凭牛顿在光学方面的贡献,就可以称得上是一位伟大的科学家。 牛顿在《自然哲学的数学原理》出版后,就投入了政治活动。1688年,他被选为议员,可是他没有辩才。在一次关于 辩论会上,牛顿只发过一次言——要求会场中的招待员关一关窗户。后来,英国因货币制度混乱,在国内外已失去信用,1696年,当时任财政大臣的牛顿的同学蒙特洛请他当了造币局督办,牛顿极其守职,工作很有成效。1699年,牛顿任造币局局长。 1692年,发生了一件很不幸的事件。某晚,牛顿外出未熄灭蜡烛,可能是猫儿闯的祸——打翻了烛台,把他多年积存的论文和著作化为灰烬。
1703年,即胡克逝世的这一年,60岁的牛顿被推为皇家学会会长。1704年,牛顿的《光学》一书问世。同年,又出版了《三次曲线枚举》、《利用无空级数求曲线的面积和长度》、《流数学(微积分)》等数学著作。
说起微积分的创始,牛顿和德国数学家莱布尼兹之争曾引起一场争论。牛顿早在1665年5月20日手写的一页书稿中就有“流数术”的记载,由于牛顿一直把书稿锁在箱子里,以致流数术直到1687年才首次公开出现在《自然哲学的数学原理》中。而莱布尼兹的微积分是在1684年(牛顿的《自然哲学的数学原理》出版前三年)在杂志上就公开发表了。牛顿和莱布尼兹是各自独立地创建微积分学的。牛顿在世时,莱布尼兹和他曾有过友好书信交往,切磋学术。只是由于1699年瑞士人丢利埃硬说是莱布尼兹剽窃了牛顿的成果,1700年莱布尼兹才著文反驳。尔后出于民族偏见,在牛顿和莱布尼兹的门徒之间,才展开了一场绵延100多年的无谓争论。 1705年,英国女王授给牛顿爵士头衔。1711年,牛顿发表了《使用级数、流数等等的分析》。1727年3月,84岁的牛顿出席了皇家学会的例会后突然病倒,于当月20日逝世。牛顿终生未娶。他作为有功于国家的伟人,葬于威斯敏斯特教堂。
牛顿在自然科学领域内作了奠基有贡献。他继承了英国唯物主义的始祖培根重视归纳法有传统,主张科学研究要通过实验发现现象,然后运用归纳法总结为定律,再用数学推演建立理论体系。《自然哲学的数学原理》一书正是这样写成的,这无疑是一种重要的科学方法,对后来的科学发展起了很大的促进作用。牛顿的哲学思想基本上属于自发的唯物主义,由于他否定哲学的指导作用,虔诚地相信上帝,特别是到了晚年,埋头于写以神学为题材的著作,在唯心主义道路上越走越远,以致堕落为一个宗教狂。当他无法解释行星的切向运动,竟提出了“神的第一推动”的谬论。对此,恩格斯曾指出:“哥白尼在这一时期的开端给神学写了挑战书,牛顿却以关于神的第一次推动的假设结束了这一时期。” 牛顿对自己的科学成就是怎样认识的呢?他说:“我不知道世上的人对我怎么评价。我却这样认为:我好象是站在海滨上玩耍的孩子,时而拾到几块莹洁的石子,时而拾到几片美丽的贝壳并为之对欣。那浩瀚的真理的海洋仍然在我的前面未被发现。”“如果我所见的比笛卡儿要远一点,因为我是站在巨人们的肩膀上的缘故。”牛顿的这种谦虚精神永远值得后人敬仰和学习。
牛顿,伟大的物理学家,数学家,光学理论奠基人,无性恋,深度社交障碍症者,伦敦首席炼金术师,异端邪教者,造币大师诸如此类的称号还可以列举很多。在那个年代,牛顿所取得的成就至少领先了其他人五百年。
牛顿很小的时候就死了爹,妈也改嫁了,他从小就跟姥姥住在一起。没有证据表明牛顿的基因有多么优秀,幼年的成长环境对他的一生起了很大的影响作用。因为从来不跟别的小孩子玩耍,牛顿经常独自做一些木船,风车之类的手工,读的书也是伽利略和哥白尼之类的科学文献,之后顺风顺水的进入了剑桥大学。
不要误会。当年的剑桥大学跟如今的剑桥牛津可有着天壤之别。
牛顿在这里遇见了他一生中最重要的两个人之一,他的室友威金斯(好像是叫这个名字我实在记不住)。
牛顿进入剑桥之后到他死的这段时间可能跟人真正意义上的说话都不超过一千句,其中百分之九十都是跟威金斯说的。这也是牛顿后世被误认为是同性恋的一大原因。
我觉得牛顿不可能是同性恋。他不可能跟愚蠢的地球相爱。如果硬要说,他心中最理想的交往对象一定是高级智慧的外星人。
牛顿在剑桥求学期间就确立了自己做研究的“规矩”:严谨的实验加上科学计算。在此期间他已经读透了前人在物理学天文学方面的著作文章,并且形成了自己的观点。他很少出门,每天工作18小时,每周7天,他不断的鞭策自己。
真理即沉默。
牛顿拥有自己的图书馆,大约有两千本藏书。这种财力消耗对于一个剑桥的借读生来说几乎是不可能的。这都要倚靠他发表的那些学术论文(多半由室友威金斯抄写)。
他只通过印刷品和手稿与周遭的人交流,并且认为他的同学们都是傻逼。为了抵御住诱惑,牛顿给自己制订了另一个坚持一生的“规矩”:不与欲望做斗争,而去转移注意力,或冥想,或阅读。
在当时科学界已经普遍认同了地球在内的行星是围绕着太阳旋转的,但对于怎么转,为什么转这种深层次问题还是一无所知。究其根源很简单,之前那帮人不懂数学。
严谨的实验固然能得出结论,但终究无法进一步的揭示其中的原理,于是在十七世纪科学界解决不了的问题居然交由哲学家解释。笛卡尔(忘了这货是唯心主义还是原始唯物主义的了)说宇宙就是个大钟表,里面的行星恒星都像是发条与齿轮一般相互运作。
牛顿自然不信的。他只信实验室实验。你说他是个大钟表,你做过实验证明了?
就当牛顿沉浸在自己的世界里专心做实验时,英国爆发了一场不亚于非典的大流行病,剑桥的学生都回家了。牛顿也回到了他的老家,之后的事就是苹果砸中了牛顿脑袋,牛顿发现了万有引力巴拉巴拉巴拉。
虽然我相信看这篇文章的百分之八十人连万有引力和重力是不是一回事都拿不准,我还是要吐槽一句。这苹果的故事肯定是编的。而且是近五十年内编的。
总之为了证实他自己苹果掉到地上的力和月亮围着地球转的力是同一种力的观点,牛顿开始了艰苦卓绝的数学计算,以至于他发现老旧的欧几里何定理已经帮不上忙了,于是——
微积分横空出世了。
世界上有史以来最伟大的物理学家又多了一个称号——最伟大的数学家。那一年,牛顿22岁。
在他研究微积分的这段时间里,牛顿还抽空研究了光学。他通过严谨的实验室实验,提出光是所有颜色的总和这一有悖常识的理论,至此——
光学理论奠基人称号入手。
在发表了一些论文后,非典也结束了。牛顿回到了剑桥,被任命为卢卡斯数学教授(今天霍金也获得相同职位)。成为教师后,牛顿变得越发孤僻,开始经常对着墙壁自言自语,不到三十岁,就已经满头白发。
自此后的一年,牛顿又搞出了此后三百年内最先进的光学望远镜。这个被牛顿当成玩具的光学望远镜被送到查理二世的手中,这居然成了牛顿一生的转折点,他进入了英国皇家学会,一夜之间成了科学世界的宠儿。牛顿很开心,他以为在这里找到了很多同类。直到有一天,他收到了一封来信,来自他一生的宿敌——
胡克。
胡克同为英国皇家学会成员,是个老资历。他骨子里根本瞧不起这个所谓的剑桥神童。他在科学杂志上发表的光学波动文献直接驳斥了牛顿的相关理论,使牛顿第一次尝到了“失败”的滋味。
这种屈辱对于牛顿是不可接受的。愤怒的牛顿当下发誓,不再发表一篇论文。同年,他和几个皇家学会成员同时开始了炼金术的研究。注意,也仅仅是同时而已。
在采购了两个熔炼,一堆化学品,一本怪书之后,伟大的牛顿终于向化学领域发起了冲击。他的第一个目标是做出点金手。
对,就是那个不听不听,飞鞋点金。
那段时间,牛顿完全退出了科学界,专心致志的搞起了炼金事业。至于他最终想要搞什么,有什么追求,连他的唯一朋友威金斯也说不清。这也成了至今未解的牛顿三大迷(其他两个分别是牛顿是同性恋吗、牛顿到底信什么教)。
据说在耶路撒冷的国立图书馆曾收藏这段时间牛顿的研究手稿(后来在1936年被凯恩斯拍卖获得),那些被牛顿本人加密过的手稿文字至今无人能破解。
牛顿在研究炼金术的同时也形成了自己独特的宗教观。一方面他信奉着上帝的无限创造力,却又否认基督教义中的“三位一体”。即上帝是唯一的,全能的神,基督只是上帝的儿子,可能还没有我牛顿屌。
基于此,我宣布网上那些说牛顿是耶稣会成员的小文章,都是骗人的。
就目前看来,牛顿的炼金事业好像没有什么起色,直到有一天,一个叫哈雷的少年(对就是哈雷彗星的命名人)找到了牛顿请教问题。
哈雷:我对于彗星的运行轨迹还是不太懂
牛顿:其实和行星的运行轨迹差不多,都是个椭圆。
哈雷:啊!椭圆?你怎么知道是椭圆?
牛顿:我很早之前就计算过。我给你找找——(找了一会)——算了我还是给你重新算吧,你等等。
两天后。
牛顿:(递过去二十页纸)给你,算好了。
哈雷走后,牛顿产生了一个想法,他要把大学期间自己关于万有引力的理论完整的整理成一部著作。果然,在他完成后,这部著作在科学界引起了轩然大波,但牛顿并不满足。
他还有一些问题没搞懂。
那就是为什么会是这个样子。力的原理他已搞懂,他就是不明白这些力是从哪来的。他看了一眼书架上的圣经,又想起来独一无二的上帝。
牛顿先后买了二十多种版本各异的圣经,一一细细研读。可以说,牛顿是第一个把科学和宗教结合的如此之好的一个人,以至于他通过计算得出了圣经新约启示录篇关于人类毁灭的具体年份——2060年。这个结论连他自己都吓了一跳。
也许是真的受了刺激,晚年的牛顿居然接受了伦敦造币厂的工作,开始严厉打击假币贩子(大部分是当年一起炼金的同事)。同时,牛顿还为后世留下了他三十多张形象各异的自画像,却都有着如出一辙的王之蔑视。我觉得与其研究蒙娜丽莎的微笑不如研究牛顿的不屑,没准还真隐藏了什么秘密。
至此,牛顿的一生也走到了尽头。我写这篇文章的时候刻意的没有去看知乎或是别的什么评论性文章,就是怕他人的观点对我造成过多的影响。最后来个结尾吧——
我们从不迷信科学,神学和科学也许本就是上帝的双生子,每一个的背后极致都可以让我们一探上帝的真容,只是那结果未必让人能接受。SAN值狂降的快感,我想下一篇文章可以聊聊克苏鲁了。
教科书上严肃的科学家,变成漫画是怎样的面貌?艰涩的科学理论,如何用漫画表达?由好面、彭杰共同创作的超科少年,将颠覆你对科学家的想像。
你可能不知道,人称「最后一位魔术师」的牛顿,小时候不仅成绩不好、常被欺负,个性还十分孤僻、阴沉;「电学之父」法拉第,其实更像个浪漫诗人,随时都能旁若无人的对妻子吟唱爱情的诗歌,让人鸡皮疙瘩掉满地;博物学家达尔文从小热衷收集甲虫,曾为了一次捕抓三只甲虫而把其中一只塞进嘴巴里……这些课本里看不到的科学家故事,都在超科少年中,用漫画的表现手法呈现。
科普漫画的知识性强,不像一般漫画可以任由作者天马行空的发挥想像。漫画家好面求好心切,希望除了画出科学家的生平与贡献,也要查证史实。
但要在两个月内,画出四位科学家的事迹,谈何容易?好面坦诚,光找资料就是一大工程,尤其有时同一事件,又有不同说法,「如万有引力中牛顿与苹果的关系,有一说是牛顿被苹果打到头,也有说牛顿只是看到苹果掉下,还有人说是牛顿拿苹果当上课主题而发现,更有人说是牛顿乱掰的……」资料愈查愈乱,让好面只好到图书馆认真K书,像回到学生时代。
替牛顿配上鬼火凸显阴沉
从小对理化、自然科学无感的好面,在创作超科少年的过程中,比小时候更认真学习自然、研读科学家传记,让他俨然成了科学家小辞典,也对科学家改观。「原来小时候看的科学家传记,都是美化过的!」好面解释,一个新的理论,可能是科学家和别的科学家吵架、竞赛才提出的,例如牛顿就因为不想输给当时的科学家虎克,而率先证明了克卜勒理论;达尔文也因为博物学家华莱士的 ,加紧脚步完成了巨著《物种起源》。
名人牛顿的故事
牛顿的一生
牛顿老师在科学圈里曾经很有权势,被女王封了爵位成了贵族,人称牛爵爷,官至皇家造币局局长兼皇家学会会长。
说他有权势并不仅是官大,主要是贡献大。如果17世纪就有诺贝尔奖的话,牛顿老师至少能连续垄断四届物理学奖(分光计、力学体系的构建、反射望远镜、万有引力),同时为了表彰他在炼金方面的造诣,再奉送他一届化学奖。而且他鼓捣出了流数术,所以菲尔兹数学奖也要给他。
要知道,他的这些发现基本都是在26岁以前获得的,30岁以后牛顿就开始玩票了。牛老师死的时候,全英国的名流以给他扶柩为荣,全欧洲的名流蜂拥伦敦。
智商高到没朋友
牛顿老师的一生是天才的一生,战斗的一生,也是孤独的一生。一辈子没有朋友,也没有结过婚,牛顿老师茕茕孑立、形影相吊的原因是多方面的,首先他生性孤傲,自恃高才,瞅谁都是傻瓜,当然不会真心跟傻瓜交朋友。同时在他眼里人是不分男女的,只有傻瓜和巨傻两种,所以他对女色没兴趣也就可以理解了。
另一方面是外在的,不光他不愿意交朋友,也没有人真正想跟牛顿当朋友,结交他的人都是有目的的。
人们对他只有敬畏和仰慕,并不真的喜欢他。这道理其实很浅显,绝大部分人都热衷于跟比自己傻的人待着,很少有人愿意在人精的身边衬托自己的愚笨。所以好多人都喜欢小动物和小孩子,就是因为这些东西够傻。
如果遇到一个小天才,三岁就会心算三位数乘法或者知道“傻瓜”二字的正确写法,一定会骇破了胆。
大家不喜欢牛顿的另一个原因是他性格暴戾乖张。长年在他身边的人回忆说,牛顿在人前只笑过两回,其中一次还是嘲笑:有人问他,欧几里得的《几何原本》那么老朽,不知道还有什么价值。牛顿闻听放声大笑。
而且他人品太差,跟谁都打架。众所周知他从小就有校园暴力的记录,胖子同学不小心踩了他的风车,他抬手就把胖子打哭了。长大了不以拳脚论高下,他就雇用枪手大骂莱布尼茨,甚至不惜化名亲自去骂,人品至此真是无以复加。莱布尼茨若不是脸皮厚早就跟纳什一样疯了。
人品低到无下限
关于牛顿的另一个谎言是他的谦虚,证据就是牛顿老师说过两段著名的话,一段是站在巨人肩膀上,另一段是海边捡石子。
但任何话语都是有语境的,巨人肩膀那一句的语境是这样的:胡克其实早就发现了万有引力定律并推导出了正确的公式,但由于数学不好,他只能勉强解释行星绕日的圆周运动,而且他没有认识到支配天体运行的力量其实是普遍存在的,是“万有”的。第谷早在100年前就发现了行星的公转其实是椭圆运动,开普勒甚至提出了行星运动三定律。所以科学界对胡克的成果不太重视。
后来数学小狂人牛顿用微积分极其圆满地解决了这个问题,并把他提出的力学三条基本定律成功推广到了星系空间,改变了自从亚里士多德以来公认的天地不一的旧观点,被科学界奉为伟大的发现。于是胡克大怒,指责牛顿剽窃了自己的成果。牛顿尖酸刻薄地回敬道:是啊,我还真是站在巨人的肩膀上呢!这本是一句反语,至少不是真的想客气一下。
同样的情况出现在另一段话上:牛顿晚年因为树敌过多,来自欧洲大陆比如法德的一些新锐科学家质问他:“牛顿你牛什么啊?”
牛顿此时完全地展现了他科学界大宗师的风度与水平,潇洒地回敬道:“我没有什么牛的。我只是一个在海边独自玩耍的小孩,偶尔会为捡到几个美丽的贝壳而欣喜若狂,却对面前浩瀚的真理大海无所察觉。”意思是说你们连贝壳都看不见有什么资格评价我?
牛顿老师人品差,不谦虚,没朋友,按现在的说法这是典型的高智商低情商,事业不会成功。但我们也发现,当智商高到一定程度的时候是可以取代情商的。所以那些说自己情商低的所谓天才们,你们没成功只是还不够聪明而已,怨不着人家情商。
要知道,牛顿是个遗腹子和早产儿,出生时体重不到五斤,没吃过DHA和RHA配方的奶粉,亲娘改嫁后跟文盲姥姥度过无聊的童年,没有任何的早期智力开发和学前启蒙,七岁上学以前脑子里空空如也,牛妈妈对他的期望仅仅是认识点字然后回家务农。
但是牛顿上中学后已经熟练掌握了拉丁语、希腊语、西班牙语和英语,然后被推荐进了剑桥,20岁出头就当了卢卡斯教席的终身教授。
晚年的牛顿除了升官发财再无其他骄傲之处,而且官迷心窍,没退休一直干到85岁寿终。当然他并没闲着,写了150万字的神学著作,同时一心扑在化学事业上,拿出年轻时搞物理的劲头玩命试验。
但这次他的出发点就错了,总是希望从黄铜和煤渣中提炼出黄金。要知道化学反应只能改变分子并不能改变原子,能给原子做变性手术的只能是核反应。他违背了化学定律里的物质不灭原则,所以失败了。
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