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自牛顿以来的科学家--近现代科学-第35部分

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  1957年,吴健雄与她的合作者验证了杨振宁和李政道提出的宇称不守恒,对于这个实验泡利当初坚决认为不会得到预期的结果,他不相信上帝是一个无能的左撇子。后来听到实验已经做出后,泡利几乎休克。

  8、爱因斯坦:是保守问题还是哲学问题

  没有人会否认早期的爱因斯坦是科学家的革命者。他提出的狭义相对论和广义相对论是对牛顿古典力学的革命性颠覆;他对光电效应的研究给量子力学打下了坚实的基础。但是人们对晚年的爱因斯坦的评价则不尽相同。

  对量子力学的代表人物提出的统计规律和统计因果关系(海森堡的测不准原理、玻尔的互补原理和玻恩的波函数的几率解释),爱因斯坦不认为是完善的、独立的理论。他认为采取统计规律的必要性是暂时的现象,是一时被迫采取的措施。

  在1927年和1930年两次索尔威大会上,爱因斯坦和玻尔就量子力学的解释问题产生过激烈的争论,但爱因斯坦的论证既没有说服玻尔,也没有说服更年轻的物理学家们。后来爱因斯坦部分地接受了对波函数的统计解释,但他不再坚持认为统计解释是错误的,但他认为统计解释是不完备的。1935年5月,爱因斯坦同波多尔斯基和罗森一起发表了题为《能认为量子力学对物理实在的描述是完备的吗?》一文,即着名的“EPR悖论”,再次对量子力学进行责难。

  也许,爱因斯坦的深刻批评和严格检验的精神,推动了量子理论的进一步探讨,他对哥本哈根学派的实证主义倾向所进行的批评也不是无的放矢。但是,他把规律的统计性质排斥在基本理论之外是不正确的。由于他没有完全摆脱机械论的影响,对量子力学怀有明显的偏见,使他后来在某种程度上脱离了当时量子理论发展的主流。

  注:

  1、科恩,科学中的革命,商务印书馆,1998年。

  自牛顿以来的科学家

  第三篇 不同类型的科学家(上)

  第17章 古典型科学与浪漫型科学家

  费因曼虽然从事物理学研究但“一如常人”,他把他的玩笑的内在意义、他的不敬言行以及对冒险的和意外奇遇的爱好,带进了科学界。费因曼从事物理学研究的方式,是采取他自己的方式,任何一个我们所知晓的物理学家与他大不一样。  ——格里宾《迷人的科学风采——费因曼传》

  奥斯特瓦尔德(W。Ostwald;1853…1932)曾将自然科学家分成两类:经典派和浪漫派。他在《伟大的人们》一书中写道:“那么,浪漫派第一件关心的事是解决现有的问题,以便为新问题腾出位置,而经典派第一件关心的事是彻底地研究现有问题,以便无论是自己还是同代人中的其他任何人都不可能再去改善所得的结果。”'1'

  很多古典型科学家具有那种古老的、值得尊重的、与怪僻的个性相联系的科学天才的传统。他们一生专注于科学事业,对社会生活漠不关心。古典型科学家往往会被认为是社交中的科学呆子。其原因之一是,这些在与别人交往中缺乏天赋的科学家会把兴趣转移到那些无需与人打交道的事业之中,比如数学和物理学的研究领域中,在这些领域里不需要社交技巧,只需要科学思维的自由驰骋。还有一个原因是,进行艰苦的科学研究需要太多的时间和精力,使得科学家分身乏术,难有闲暇去参与社会交往。古典型科学家崇尚谦虚精神,不特意追求名利,甚至不爱在科学共同体的会议上抛头露面,而喜欢独自沉湎于科学问题之中。他们对发现的优先权、专利权等比较淡漠,对发表论文极其谨慎。

  而浪漫型科学家则在科学上往往是全能型科学家,他们一生涉及多个科学领域或者一个领域的多项课题并都有所建树,在生活上是开放的、活泼的,对社会生活的多个方面也非常感兴趣。也就是说,浪漫型科学家有合理支配时间和精力的能力,能够做到工作生活两不误。也许他们认为,暂时从冥思苦想、殚精竭虑的研究活动中抽身出来投入到其他领域或者社交场合,是一种很好的休息和调节方法。

  按照以上描述,我们可以做一个简单的举例式归类。例如,物理学家中,卡文迪什、伦琴、狄拉克等是古典型科学家;薛定谔(因提出量子力学的波动方程而获得1933年诺贝尔奖,他把物理学观点应用到生物学中出版的一本《生命是什么》影响了许多天才的年轻物理学家)、费因曼(R。P。Feynman;1918…)、朗道等是浪漫性科学家;化学家中,卢瑟福、阿斯顿、居里夫人是古典型科学家,门捷列夫、阿伦尼乌斯(S。A。Arrhenius;1859…1927)(因提出电离理论获得1903年诺贝尔化学奖,研究领域涉及物理化学、免疫化学和毒物学、宇宙物理学和气象学)、艾根(M。Eigen;1927…)(1967年获得诺贝尔奖,在物理化学、生物化学、生物物理学、分子生物学等多个研究领域有不少建树和成就)、鲍林(研究化学键和复杂分子结构方面的贡献获得1954年诺贝尔奖,后来转向生物学、生理病理学和医学研究)是浪漫型科学家;生理学家中,孟德尔、摩尔根、麦克林托克是古典型科学家,巴甫洛夫(I。P。Pavlov;1849…1936)(因在消化系统生理学方面取得的开拓性研究成果获得1904年诺贝尔奖,研究领域广泛涉及到药物学、实验病理学、治疗学等)是浪漫型科学家。数学家中,陈景润是古典型科学家,希尔伯特是浪漫型科学家。

  1、卡文迪什:终身未婚的孤独者

  亨利·卡文迪什(H。Cavendish;1731…1810)是18世纪英国杰出的物理学家和化学家,他的一生为科学的发展做出了重要的贡献。由于早年丧母,他形成一种过于孤独而羞怯的习性。

  由于这种古怪的性格,卡文迪什长期深居独处,整天埋头在他科学研究的小于地。他把他家的部分房子进行了改造。一所公馆改为实验室,一处住宅改为公用图书馆,把自家丰富的藏书供大家使用,1733年他父亲死后,他又将他的实验基地搬到乡下的别墅。将别墅富丽堂皇的装饰全部拆去,大客厅变成实验室,楼上卧室变成观象台。甚至在宅前的草地上竖起一个架子,以便攀上大树去观测星象。至于践踏了那些名贵的花草,他毫不在乎。这些都表明,对于科学研究简直像着了魔一样。

  在社交生活中,他沉默寡言,显得很孤僻。卡文迪什不善言谈,很不喜欢那些慕名而来的客人打扰他的研究工作。在他奉陪客人时,常常眼睛盯着天花板,脑子里思索着自已实验中的问题,一言不发,为此常常使客人十分尴尬。他虽然喜欢孤独的生活,但对于别人所作的研究工作却不是不感兴趣的。例如,他曾将一些铂送给青年科学家戴维(H。Davy;1778…1829)作实验之用,有时还亲自跑到皇家学会去参观戴维的实验。然而在科学研究中,他思路开阔,兴趣广泛,显得异常活跃。上至天文气象,下至地质采矿,抽象的数学,具体的冶金工艺,他都进行过探讨。特别在化学和物理学的研究中,他有极高的造诣,取得许多重要的成果。

  卡文迪什在40岁时,先后继承了父亲和姑妈的两大笔遗产,于是他成为了一名百万富翁。正如法国科学家比奥所说的:“卡文迪什在一切学者中最富有,在一切富翁中最有学问。”但巨额的财富并没有使卡文迪什的生活方式发生丝毫的变化。他仍然过着俭朴的生活,不讲吃穿,每天都穿一件褪了色的上衣。他的钱大部分都花在了购置科学仪器和图书上。他利用自己继承来的财富购买了一大批很有用的图书,除自己用外,还慷慨地供其他学者使用。而且他对金钱毫无兴趣,甚至不知道1万英磅究竟是多大一笔财富。一次他的一个仆人病了,要花钱治病,他随手开了一张1万英磅的支票给他,使仆人惊讶得不知所措。

  另外,卡文迪什最厌恶和害怕两件事物,一是奉承,他听到奉承的话常常十分窘迫、不知所措;一是女人,他最怕和女人接触,所以终生未婚,而且他每天和女管家之间都用纸条来联系。

  卡文迪什从事科研不图名、不图利。他的许多论文和实验报告,没有急于发表,特别是关于自然哲学的许多论述基本上没有公开发表。也许由于他慎重,也许由于他羞怯,他自认为没有足够实验依据的手稿大部没有发表。所以在他将近50年的科研生涯中,他没有写一本书,这对于促进科学研究的发展是很可惜的。

  1810年2月24日,这位79岁的老人感到临近死亡了,就吩咐身边一位护理的仆人离开房间,而且非到规定时间不得擅自回来。当仆人回来时,卡文迪什已经孤独的离开了人间。卡文迪什一生性情孤癖。他在科学界没有形成一个学派;在民众心中也缺少声望。但他以学识广博,推理清晰,才智罕见而在皇家学会会员中倍受崇敬。

  2、伦琴:谨慎的实验者

  伦琴是以发现X射线闻名的物理学家。伦琴于1845年生于德国的一个商人家庭。1865年进入苏黎世高等技术学校学习机械制造,1869年获得苏黎世大学博士学位。1870年进入维尔茨堡大学。

  伦琴在发现X射线时,已经是50岁的人了。当时他已担任维尔茨堡大学校长和该校物理研究所所长,是一位造诣很深,有丰硕研究成果的物理学教授。在这之前,他已经发表几篇科学论文,其中包括热电、压电、电解质的电磁现象、介电常数、物性学以及晶体方面的研究,都只涉及到实验研究。

  19世纪末,阴极射线研究是物理学的热门课题。许多物理实验室都致力于这方面的研究,伦琴也对这个问题感兴趣。1895年11月8日,正当伦琴继续在实验室里从事阴极射线的实验工作,一个偶然事件引起了他的注意。当时,房间一片漆黑,放电管用黑纸包严。他突然发现了位于实验台的一块亚铂氰化钡做成的荧光屏发出闪光。他很奇怪,就移远荧光屏继续试验。只见荧光屏的闪光,仍随放电过程的节拍断续出现。他取来各种不同的物品,包括书本、木板、铝片等等,放在放电管和荧光屏之间,发现不同的物品效果很不一样。有的挡不住;有的起到一定的阻挡作用。伦琴意识到这可能是某种特殊的从来没有观察到过的射线,它具有特别强的穿透力。于是立刻集中全部精力进行彻底的研究。他一连许多天把自己关在实验室里,连自己的助手和家人都不告知。为了排除视力的错觉,他进行了多次不同物体的实验。他把密封在木盒中的砝码放在这一射线的照射下拍照,得到了模糊的砝码照片;他把指南针拿来拍照,得到金属边框的痕迹;他把金属片拿来拍照,拍出了金属片内部不均匀的情况。他深深地沉浸在这一新奇现象的探讨中,达到了废寝忘食的地步。通过7个星期的独自观察,伦琴已经确认这是一种新的射线。1895年12月22日,他邀请夫人来到实验室,用他夫人的手拍下了第一张人手X射线照片。

  伦琴发表了三篇简短的关于他的x射线的论文。1895年12月末第一次报告“一种新的射线”,证明了x射线诞生;1896年3月发表了第二篇简讯,分析了x射线是空气和其他气体成为电流的能力。1987年3月,他发表了第三篇也是最后一篇报道,叙述了他对x射线在空气中的散射进行的观察。

  对于伦琴来说,他没有料到在重复阴极射线实验时,会发现一种新的性质特殊的射线,但是他的发现并不是因为交上了好运,而是由于几十年的精心实践培养了良好的观察和判断能力,对这一偶然现象不轻易放过,务必研究至水落石出,所以,发现X射线对于他来说既是偶然的,也是必然的。

  1901年,首届诺贝尔物理学奖授予德国物理学家伦琴,以表彰他在1895年发现了X射线。作为第一个诺贝尔物理获奖者,公众希望听到他的演讲报告。也许是由于他的谦虚和孤僻,伦琴却没有去作报告。他认为关于发现的一切要点已经在3篇论文阐述清楚了。

  伦琴治学严谨、观察细致,并有熟练的实验技巧,仪器装置多为自制,实验工作很少靠助手,工作时也不喜欢别人在场,更不喜欢与别人谈论实验进展的细节情况。他�
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