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原子彈是哪個人發明的啊2

阿爾伯特·愛因斯坦公元1879~公元1955

二十世紀最偉大的科學家,永遠屬於智慧超群行列中的天才,愛因斯坦以其相對論而最為世人所知。實際上相對論包含兩種學說,即1905年提出的狹義相對論和1915年提出的廣義相對論。人們常把後者稱為愛因斯坦引力定律。由於這兩種學說都十分復雜,在此不打算加以說明,而只是想對狹義相對論作幾點評說。

“壹切都是相對的”是壹句世人熟知的格言。但是愛因斯坦的學說並不是哲學上陳詞濫調的重復,而是用數學準確表述科學度量的具有相對性的道理。顯然,對時空的主觀感覺取決於觀察者,但是在愛因斯坦以前,大多數人總是認為實際的距離和絕對的時間就存在於主觀印象之中,用精密的儀器就可以把它們如實地測量出來。愛因斯坦的學說否定了絕對時間的存在,使科學思想發生了革命。下面的例子可以說明他的學說究竟是怎樣徹底改變我們的時間觀的。

設想有壹架飛船X以每秒100000公裏的速度飛離地球。在飛船上和地球上的觀察者都對飛船速度進行測量,兩者所測得的結果相等。與此同時,有另壹架飛船Y沿著飛船X的同壹方向但以大得多的速度作飛行運動。如果地球上的觀察者對飛船Y的速度進行測定,就會發現它是在以每秒180000公裏的速度飛離地球。飛船Y上的觀察者也會得到同樣的結果。

由於現在兩個飛船都沿同壹方向運動,兩者的速度差似乎應該是80000公裏/秒,而且較快的飛船肯定會以這個速度飛離較慢的飛船。

但是愛因斯坦學說卻預言,如果觀察者是在這兩個飛船上進行的,兩個觀察者會壹致認為它們之間的距離是以100000公裏/秒而不是80000公裏/秒的速率增加。

乍看起來,這樣的結果荒唐可笑,作者這裏在措詞上耍了個花招,或者認為這個問題的某些重要的細節還沒有提及,事實決非如此。這個結果與飛船構造的詳細情況或用來推進飛船的力毫無關系;不是觀察有錯誤,不是由於測量儀有毛病,措詞上也沒有玩弄花招。根據愛因斯坦的速度合成公式很容易計算出來,上述結果只不過是時空基本性質的壹個產物。

但是所有這些,在理論上似乎使人感到高深莫測,實際上許多人在長年中把相對論視為無實用價值的“象牙之塔”之類的假說,避而不談。自從1945年原子彈落在長崎、廣島以來,人們對相對論開始正目以視。從愛因斯坦相對論所得出的結論之壹就是物質和能量在某種意義上來看是等同的,兩者的關系可以用公式E=MC2來描述,其中E代表能量,M代表質量,C代表光速。由於C是個很大的數字,等於186000英裏/秒,那麽C2就是壹個更為巨大的數字。由此可知,很小量的物質即使只發生部分轉變也會釋放出巨大的能量。

當然人們不能只根據公式E=MC2制造原子彈和建立核電站。切須記住許多其他人也對發展原子彈發揮了重要的作用,但是愛因斯坦為之做出的重大貢獻是不言而喻的。愛因斯坦1939年致函羅斯福總統,指出了制造原子彈武器的可能性,強調了美國搶在德國前面造出這種武器的重要意義。就是這封信促進了曼哈頓工程的建立,導致了第壹顆原子彈的發射。

狹義相對論引起了人們激烈的爭執,但是有壹點是壹致的,那就是它是曾被發明的最令人感到神密莫測的學說。可是人們都錯了,因為愛因斯坦的廣義相對論壹開始就有這樣的前提,引力效應並不是通常所說的物理力,而是空間本身彎曲的結果。壹個多麽令人驚奇不已的學說啊!

怎樣才能測出空間本身的曲度呢?空間彎曲究竟意味著什麽呢?愛因斯坦不僅提出了這壹學說,而且把這壹學說用清晰的數學式表達出來,他的數學表達式可以做出壹些具體的預見,使他的假說得到驗證。後來所做的觀察——其中最有名的觀察是在日全食期間做的——反復證明了愛因斯坦方程的正確性。

廣義相對論與所有其他科學定律相比具有幾個獨到之處。愛因斯坦學說的提出並不是以細致的實驗為基礎,而是以對稱和精巧的數學為依據,即象希臘哲學家和中世紀學者那樣,以理性主義為依據(這樣地的學說就與基本上以實驗為依據的現代科學發生了沖突)。但是希臘哲學家在追求美和對稱過程中從來沒能提出壹種經得起實驗的關鍵性檢驗的力學學說,而愛因斯坦的學說到目前為止卻經受住了各種檢驗。壹般認為在所有的科學學說中,廣義相對論最美妙、最幽雅、最有效、最有說服力。這是他的研究方法帶來的壹個成果。

廣義相對論還有另壹個獨到之處。大多數科學定律只是近似正確,它們可以在許多情況下應用但並不是所有的情況下都能應用。但是就我們所知相對論卻根本沒有例外的情況。就所掌握的情況,無論從理論還是從實驗來看,愛因斯坦廣義相對論所得出的推論都近似正確。未來的實驗可能會打破這壹學說的完美紀錄,但到目前為止,它仍是最接近於科學家設想過的真理極限。

雖然愛因斯坦以其相對論最為世人所知,但是他的其它科學成就也完全足可使他進入著名科學家的行列。事實上愛因斯坦獲得諾貝爾物理獎主要是他的光電效應論文。在此之前光電效應是使物理學家迷惑不解的壹個重要現象。他在這篇論文中提出了光子(光微粒)存在的假說。由於很久以前通過幹擾實驗就確立了光是由電磁波組成的,而且波和微粒是兩個對立的概念,因而愛因斯坦的假說是對經典學說的壹次似非而是的徹底突破。他的光電效應定律不僅僅有重要的實際應用,而且他的光子假說對量子論的發展產生過重大的影響,今天仍是量子論的壹個組成部分。

把愛因斯坦和艾薩克·牛頓相比,他的重要性就會顯而易見。牛頓的學說基本上容易理解,他的傑出的才能在於首先創立了這些學說。但是即使對愛因斯坦相對論做詳細的解釋也極難理解,因此創立這樣的學說比創立牛頓學說要難多少倍啊!雖然牛頓提出的壹些概念與當時流行的科學概念互相之間有尖銳的矛盾,但是他的學說看上去好象從來都不自相矛盾。而相對論看上去卻充滿了矛盾。愛因斯坦的傑出天才在壹定的程度上就在於他並沒有由於這些昭然若揭的矛盾而放棄自己的學說。當初他還是壹個二十來歲的無名小卒,他提出的概念只不過是未經驗證的假說,更確切地說,他在頭腦中對這些矛盾進行了仔細的思考,直到其中的每個矛盾都可用壹種微妙而正確的方法加以解決為止。

今天人們認為愛因斯坦學說從根本上來說比牛頓學說更“正確”。那麽為什麽在本書中把愛因斯坦的名次排得低壹些呢?這主要是因為牛頓學說為現代科學技術奠定了基礎。如果只有牛頓的貢獻而沒有愛因斯坦的貢獻,當代多數科學技術仍會是今天的模樣。

還有另外壹個因素影響著愛因斯坦在本冊中的名次。在大多數情況下,壹種重要思想的發展,傾註著許多人的心血。顯然社會主義歷史或電磁學說發展的情形就是如此。雖然不能把發明相對論的成就百分之百地歸功於愛因斯坦,但是其絕大部分當然應歸功於他。與任何其他可以相提並論的重大學說相比,相對論在更大程度上來看主要是壹位舉世無雙的傑出天才創作的成果。

愛因斯坦1879年生於德國烏爾姆市。他在瑞士就讀中學,1900年加入瑞士籍。1905年他在蘇黎世大學獲得哲學博士學位,但是在當時卻謀不到壹個教書職業。然而就在當年他發表了狹義相對論、光電效應和布朗運動等方面的論文。這些論文,特別是狹義相對論那篇,在幾年之內就使他享有世界上最傑出、最富有創造性的科學家的盛名。他的學說引起了激烈的爭論,除達爾文外沒有哪位現代科學家象愛因斯坦引起那麽多的爭論。盡管如此,他仍被任命為柏林大學教授,同時還擔任威廉物理研究所所長和普魯士科學院院士。他樂於身兼數職,因為這些職務可以使他把全部精神都投入到科研中去。

德國政府沒有什麽理由為給愛因斯坦提供這些慷慨的支持而感到遺憾,因為就在兩年過後,他就提出了廣義相對論,又於1921年獲得諾貝爾獎。他在後半生中舉世聞名,完全有可能算是曾出現過的最著名的科學家。

由於愛因斯坦是猶太人,希特勒上臺後使他在德國處境險峻。1933年他移居美國新澤西州普林斯頓市,在該市高級研究所工作。1944年他加入美國籍,後來又取壹個妻子,夫妻生活顯然過得很幸福。1955年他在普林斯頓去世。

愛因斯坦始終不渝地關心自己所處的現實社會,經常表白自己對政治問題的看法。他壹向反對暴政,強烈愛好和平,堅決支持猶太復國主義。在穿著打扮和社會風俗的問題上,他有著鮮明的個性。他幽默感很強,為人和藹謙遜,有拉小提琴的天賦。若把牛頓的碑文獻給愛因斯坦可能會更加合適:

人類偉大驕傲之子

世間無窮歡樂之泉