English

50年后,爱因斯坦的“幽灵”在徘徊

2005-06-22 来源:中华读书报  我有话说

时至今日,我们仍生活在爱因斯坦的世界中。

清晨6点,床头上的卫星闹钟分秒不差地叫了起来,把你准时从美梦中吵醒。全怪爱因斯坦,要不是他那最著名的理论―――相对论效应为各国的原子钟与地球上空的GPS全球卫星定位系统精确到秒的准确校时提供了依据的话,这种与原子钟同步、让人睡不成一秒钟懒觉的卫星

闹钟恐怕也不会问世。

6点15分,你剃须时划伤了自己,牙膏又滴在了衬衫上,真是一团糟。全怪爱因斯坦,谁让他提出了测量液体分子大小的公式,使得包括剃须霜和牙膏等众多日用消费品的发明和改进成为可能。

6点30分,你打开电视想了解一下当天的天气和交通情况。从电视上你沮丧的发现,外面下着雨,汽车在马路上排起了长龙,看来这一天出门上班又够受的。全怪爱因斯坦,如果不是他的光电效应理论让人们后来发明了电视摄影机,或许现在你也就眼不见心不烦了。

这一切都是爱因斯坦惹得祸,就在你起床后的短短半个小时里,你的生活似乎完全被他控制住了。这就是爱因斯坦―――一位虽然已去世50年但仍使人们处处感受到他无处不在的影响力的人。无怪乎美国《时代》周刊会在众多已故或仍健在的20世纪杰出人物中独独将他评选为“世纪人物”了。

提到爱因斯坦,人们往往首先会将他与原子弹的诞生联系起来,其实这种看法是有失偏颇的。美国明尼苏达大学的科技史学家迈克尔・贾森指出,事实上,爱因斯坦与原子弹的研制没有丝毫关系。原子弹的问世是20世纪30年代的一批物理学家们辛勤工作的结果。爱因斯坦当时由于没有通过曼哈顿计划的安全审核而没有参与原子弹的研制工作。

尽管如此,爱因斯坦的诸多理论,尤其是他于100年前陆续发表的一批震惊世界的研究论文不仅彻底改变了传统物理学以及人们对于物质世界的看法,而且为诸多造福后世的技术的出现奠定了基础。

1905年,还是瑞士伯尔尼专利局一名普通公务员的爱因斯坦在不到1年的时间里先后在当时国际物理学界声望最高的《物理学杂志》上一口气发表了五篇具有划时代意义的物理学论文。这五篇影响了百年来物理学发展的论文分别是:讨论光子以及光电效应的《关于光的产生和转化的一个试探性观点》、论测定分子大小和布朗运动的《分子大小的新测定》、提供了原子确实存在证明的《热的分子运动论所要求的静止液体中悬浮小粒子的运动》、阐述狭义相对论的《论动体的电动力学》、以及建立在狭义相对论基础上,表明质量和能量可互换的《物体的惯性同它所含的能量有关吗?》。

爱因斯坦的理论不仅仅为我们带来了电视、数码相机、遥控器等设备的问世,他在1905年的第一篇论文―――《关于光的产生和转化的一个试探性观点》中关于光子和光电效应的假说,更是我们生活中大部分日用电器得以诞生的基础。而如果没有了爱因斯坦对于量子效应的阐述,恐怕我们现在将无法拥有手机、烟雾探测器、防盗报警器,也看不到那些在机场、超市等场所开开合合的自动门了。

爱因斯坦的理论也为正电子发射断层扫描这一医疗技术的出现作出了贡献,因为正是他的狭义相对论和量子论提示了所谓的“反物质粒子”―――正电子的存在。还有,通过测量物质原子结构中核子的衰变来鉴定化石年龄的碳测定年代法也离不开爱因斯坦著名的能量与质量公式E=MC2。

在爱因斯坦1905年的相关论文发表之前,包括一些知名的科学家在内的许多人并不相信原子的存在。如果不是爱因斯坦证实了的确存在原子,许多现代生活中的日常用品也难以被制造出来。

此外,被称为20世纪最伟大发明的电脑以及各种半导体产品的出现也与爱因斯坦的理论脱不了干系。真是很难想像,要是爱因斯坦晚生七、八十年能使用上电脑的话,天知道他会取得怎样一番更加惊人的成就。

今后还会出现第二个爱因斯坦吗?这的确是个值得深思的问题。从某种意义上来说,爱因斯坦算得上是一位生逢其时的科学家。要是他生活在现今的社会可能时至今日仍处于默默无闻的状态。当今的学术研究过度强调制度化,人们更看重的是你取得过什么学位、在哪个研究机构工作、发表过多少篇论文、手头有多少可供支配的研究资金等问题。而1905年的爱因斯坦还仅仅是一名在专利局工作的年轻公务员,只不过由于工作的关系使他有机会频繁接触各种先进的试验设备和专利报告。试想,这么个名不见经传、学术背景简单的毛头小伙要是生活在今日还能像100年前那样一举成名吗?恐怕结果很难预料。

爱因斯坦能够脱颖而出还离不开一批伯乐的慧眼识才。爱因斯坦发表第一篇论文的《物理学杂志》是一本当时物理学方面的权威刊物。该杂志的编辑队伍中本身就有不少物理学界的大师级人物,比如,诺贝尔奖得主、X射线的发现者威廉・伦琴、量子论的奠基人马克斯・普朗克等。因为爱因斯坦的研究跨越学科而且非常抽象,常人并不是那么容易理解的,或许也只有这些人才能与爱因斯坦天才的大脑做到心有灵犀一点通,真正认识到爱因斯坦的研究的价值所在。

除了各种外在原因外,爱因斯坦之所以能成为一名伟大的物理学家与其自身的素养也不无关系。爱因斯坦自小就喜欢阅读各种哲学书籍。当他还是一名少年时,就读了康德、叔本华、斯宾诺莎以及其它一些哲学家的著作。这教会了他如何独立而抽象地思考时间与空间的问题。爱因斯坦曾于1944年这样写到:“在我看来,由哲学思考产生的独立性是区分一个人只是技师或匠人还是真正追求真理的人的标记。”

此外,爱因斯坦还是一位颇有造诣的音乐家。众所周知,音乐和科学之间存在着千丝万缕的联系。事实上,爱因斯坦就经常通过拉小提琴的方式来思考那些难解的物理学问题。

在爱因斯坦生活的时代,世界上物理学家的数量统共不过数千人,而在这些人中能达到与爱因斯坦有思想上的交流的更是凤毛麟角。现在,全球高校“生产”出的物理学人才数量众多,但是实际上却没有足够多的科学工作可供他们一展所长。因此造成了他们中的一些人将自己的科学分析能力投入到了诸如华尔街、硅谷等更加现实、更能获得回报的地方。

科学界普遍认为,在今后的日子里可能还会出现第二位爱因斯坦,不过这或许需要人们耐心等上相当长的一段时间。不要忘了,在爱因斯坦和牛顿这两位科学巨匠之间就相隔了有200多年的时间。

手机光明网

光明网版权所有

光明日报社概况 | 关于光明网 | 报网动态 | 联系我们 | 法律声明 | 光明网邮箱 | 网站地图

光明网版权所有