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DDSSN003-「爱因斯坦」先生(I)

已有 3240 次阅读 2015-4-17 16:45 |系统分类:科研笔记

前两文提到,「Pi day」因「爱因斯坦」而显世,也是一个具有特殊意义且值得纪念的日子,因为前者(Pi Day)见证也代表着人类科学思想,在悠久历史长河中的演进历程,而后者(「爱因斯坦」的生日)则彰显了人类思考的卓越性。我们一方面缅怀「爱因斯坦」的伟大科学成就,更要了解到他卓越天份背后的思考方式。「爱因斯坦」最引人赞叹的是,他独特的「思考实验(thought experiment)」,这种思考模式不同于我们一般所习知的科学实验,必须透过不同的实验方法方能去了解、证实一个观察到的物理现象。「思考实验」指的是一种科学理论,毋须透过实际的实验过程予以证明,甚或以当时的科技水平根本无法证实。例如,「爱因斯坦」在 1905 1915 年先后提出的「特殊/狭义相对论(Special Relativity)」和「一般/广义相对论(General Relativity)」,在当时即颇有争议,也一时无法证实。这也是为何这两项最为人道,且为往后近一世纪以来,所有近代物理学发展打下基石的理论,无法为他赢得「诺贝尔奖」的缘故。

更可怕和令人惊悚的是:自从「爱因斯坦」提出了以上两种「相对论」后,历经一世纪以来,所有科学家虽千方百计,想设法证明他的理论乃有不足之处,必需加以某种程度上的修正,甚或可能根本上是错误的。然而,迄今为止,这些排山倒海而来的质疑,只能一再证明「爱因斯坦」的「狭义」和「广义」相对论是对的。(注意!这种「质疑」,是所有科学进步的原动力,也是一种絶对的必要。没有不断的「质疑」,就没有科学上的「创新」)。总之,「爱因斯坦」够厉害了吧!,只靠脑袋瓜想想,就把宇宙万物背后隐藏的「自然律(the law of nature)」搞定了。有人说,「相对论」和「量子力学(Quantum Mechanics)」是现代物理学的两大支柱(pillars),实不为过。

「爱因斯坦」自己也说过,他的「相对论」是一种介于原理(principle和理论(theory)间的一种结合体,它的特质是:假如这种看法是对的,则由这种见解延伸的推论或后果(consequences),必然是存在的而且迟早可以被证实。果不其然,例如「相对论」中提到的光速(light speed;一般以c "来表示,如 E = mc2 中的c "),其实是宇宙的速限(cosmic speed limit),也就是一种常数(例如就像「卜朗克常数常数(Planck’s constant)」一样)。这里必须先提醒你,若你想真正的了解现代物理学的精妙神髓,千万先改掉你根深蒂固,对这个c "的理解,不要人云亦云的认为这个c "是「光速」。其实,它指的是,任何物体 (object) 在宇宙中运动时的「速限」,换句话说,任何物体在宇宙中运动时均不可能超过此「速限」。另外,「相对论」也预期,当「光子(photon)」经过太阳时,由于太阳的巨大质量,这些「光子」的行进路径(即我们习称的光线,以直线行进),受其重力场的影响,会被偏折弯曲(即所谓的「引力透镜现象(gravitational lensing)」)。

因而,爱因斯坦咸被认为,是人类科学史上与牛顿并驾齐躯,最具影响力和声望的标竿人物,更是 20 世纪,家户喻晓的最伟大的科学家。他的学者形貌、风范和魅力(见 http://cdn1.sciencefiction.com/wp-content/uploads/2014/12/albert-einstein.jpg 之相片),嬴得了广大世人对他的尊称:「教授(Professor)」,有人甚至把他和天才画上等号(Einstein = genius)。

说到「教授(Professor)」这个称谓,容我在此先废话上几句。你不要以为,对「爱因斯坦」尊称的这个「教授」,等同于你以为的那些一般在大学里教书的「教授」一样,那就真是所谓「失之毫厘,谬之千里」了!你听过什么叫「山寨版」吧?!你也听过什么是「仿冒品」吧?!你也知道仿冒品还分 ABC 三级吧?!假如爱因斯坦的「教授」头衔,算是如假包换的名牌正品,那像我这种等级的「教授」,就属那山寨版甚或是那 C 级仿冒品了!你若非要我「量化」下这种差异(学科学嘛,总要有个数字概念),那我只能告诉你,我这种货色,和爱因斯坦那种「教授」,两者相差了至少十个数量级以上。你要是对数量级也没概念,那就打个比方:大陆唐山和汶川大地震,你知道吧?!台湾 921 大地震,你也聴过吧?!那种「惊天地、泣鬼神」的天摇地动,就好比是爱因斯坦「教授」,而如我之流,就是那种在台湾,每天发生上百次的「无感」地震。

你或许㑹说,这只是我个人笑谑自嘲的说法,甚或还有矫情之嫌。那我只能说,你讲对了一半。不要忘记,在我往后接下来的「部落格(Blogger)」里,我可是要给你扎扎实实的介绍一系列的各种科学新知。这里面当然也包括了爱因斯坦最出名的「相对论(Relativity)」,而「相对原理(Principle of Relativity)」即是「特殊相对论 (Special Relativity)」中的第一要义。它清楚告诉你,观察宇宙间的万事万物,都得看观察者所在的位置而定(即所谓的「参考坐标(Reference Frame)」)。我当然可以「自我感觉良好」,可是当别人评价你时,可是在另一个不同坐标上,看到的结果可是大不相同的。套句「爱因斯坦」的说法:宇宙间只有两种东西是深不可测、无法斗量的,第一个当然就是宇宙(universe)之大,另一个就是人的愚眛 (stupidity)。怎么样?不想成为后者吧?!那就拜托以后常上我这个「部落格」逛逛(网址为:http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=2368269),相信对你㑹是有益的。(待续)




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