不再
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物理无处不在,“物理学”一词最早出现在中国,是“格物致知”的简称,意为考察事物的形式和变化,总结、研究其规律。
正是怀着“格物致知、求是求真”的追求,我们才能看到遥远宇宙的边缘,发现巨大的黑洞;探索微观世界的粒子组成,惊叹原子的强大力量。
物理学改变了人们对世界的认识,物理学家通过行动探索物理世界,从比萨斜塔上掉下来的羽毛、铁球,从苹果砸到头上,从电和磁的随机转换,到量子力学的发现,到相对论的诞生,再到薛定谔的猫,每一次都刷新着人类的认知。
有一天我们会突然发现,我们对世界、地球、宇宙的了解越来越多,而这一切都和这些热爱物理的老人有关,正是因为他们的理念和发现,才让我们深深陷入了物理的神秘世界。
1. 伽利略
△ 伽利略(1564—1642)是第一位把实验引入力学的科学家,他最著名的实验是比萨斜塔上的自由落体实验。
1590年,出生于比萨的意大利物理学家伽利略在比萨斜塔上做了自由落体实验,他从同一高度同时扔下两颗不同重量的铁球,结果两颗铅球同时落地,从而发现了自由落体定律,推翻了亚里士多德以前认为重的物体会先落地、下落速度与物体的质量成正比的观点。
他证明了自由落体运动中所有物体的加速度都是相同的。也就是说,如果没有空气阻力,羽毛和铁球会同时落地。霍金说:自然科学的诞生,要归功于伽利略。
2 牛顿
△牛顿(艾萨克,1643—1727)是万有引力定律的发现者,1687年他发表《自然哲学的数学原理》,阐述了三大运动定律和万有引力。
1679年,R.胡克在给他的信中提出,引力应该和距离的平方成反比,抛射物在地球上空的运动轨道是椭圆形,如果地球有裂缝,抛射物就会回到原来位置,而不是像牛顿想象的那样,是一条趋向地心的螺旋线。牛顿没有回信,而是采纳了胡克的观点,根据开普勒行星运动定律和别人的研究成果,用数学方法推导出万有引力定律。
牛顿把地球物体力学与天体力学统一为一个基本力学体系,建立了经典力学的理论体系,正确地反映了宏观物体低速运动的宏观规律,实现了自然科学的第一次大统一,这是人类对自然认识的一次飞跃。
3. 法拉第
△法拉第(1791-1867)最著名的著作。1831年10月17日,法拉第首次发现了电磁感应现象,从此改变了人类文明。他的发现奠定了电磁学的基础,是麦克斯韦的前身。1839年,他提出了电与磁的基本关系,向世人确立了“磁场变化产生电场”的概念。
法拉第的一生是伟大的,但他却是一个平凡的人。他非常热心科普,出任皇家研究院实验室主任后不久,便发起了周五晚间讨论会和圣诞节青少年科学讲座。法拉第还热心公共事务,长期服务于英国多家公司和机构。他为人朴实,不善交际,不求名利电学应用物理学家,喜欢帮助亲朋好友。为了专心于科学研究,他放弃了一切待遇优厚的商业工作。1857年,他婉拒了皇家学会推选他为会长的提名,愿意履行诺言,以平民身份献身于科学事业,在皇家科学院实验室工作一辈子,做一个平凡的迈克尔·法拉第。
麦克斯韦-法拉第方程
4. 麦克斯韦
△詹姆斯·克拉克(1831—1879)于1873年发表了著名的科学著作《电磁理论》,系统、全面、完美地阐述了电磁场理论,提出把电、磁、光归为电磁场中的现象。麦克斯韦指出电场和磁场以波的形式在空间以光速传播,并从理论上预言了电磁波的存在。这一理论成为古典物理学的重要支柱之一。
麦克斯韦-法拉第方程甚至被称为上帝眼中所见的光。
5.汤姆森
△ 1897年,汤姆逊(JJ,1856—1940)在稀薄气体放电实验中证明了电子的存在,并测得了电子的荷质比,引起了整个物理学界的轰动。这是人类发现的第一个亚原子粒子。
电子的发现打破了原子不可分割的经典物质观,向人们宣告原子不是物质的最小组成单位,而是有内部结构的,是可以分割的,这一发现也直接导致了电子技术时代的到来。
6 普朗克
△马克斯·普朗克(1858—1947)是量子力学的创始人。1900年,他提出了一个大胆的假设:E=hν,其中E为能量,ν为频率。他还为量子力学引入了一个非常重要的物理常数h——普朗克常数,引起了科学界的轰动。
这一假说认为辐射能量(即光波能量)不是连续的流动,而是由微小的粒子组成的,他称这些粒子为量子。普朗克的假说与经典的光学和电磁学理论相悖,彻底改变了物理学,使人们对物质性和放射性有了更深刻的认识。
量子力学的发展被认为是20世纪最重要的科学发展,其重要性堪比爱因斯坦的相对论。
7.阿尔伯特·爱因斯坦
△1905年,爱因斯坦(1879—1955)在德国《物理学年鉴》上发表论文《论运动物体的电动力学》,首次阐述了狭义相对论的基本思想和基本内容:相对性原理和光速不变原理(认为光在真空中的速度对任何方向、对任何惯性系都是相同的)。
1916年,爱因斯坦完成了一篇长篇论文,题为《广义相对论的基础》。在这篇文章中,爱因斯坦首先把以前适用于惯性系的相对论称为狭义相对论,把只对惯性系有效的物理定律的原理称为狭义相对论原理。他进一步阐述了广义相对论原理,把时空与引力联系起来,认为引力是由弯曲的时空引起的。
8 玻尔
△尼尔斯·玻尔(1885—1962)在1913年发表的长篇论文《论原子和分子的结构》中,建立了原子结构理论。玻尔认为原子是由原子核和围绕原子核运动的电子构成的。他对量子力学的创立和发展起了重大作用。
玻尔和爱因斯坦相识于1920年。那一年,年轻的玻尔第一次去柏林讲学,两人结下了长达35年的友谊。但两人在第一次见面后,在认识上产生了分歧,之后开始了终生的争论。只要见面,他们就会互相争论。
9.薛定谔
△埃尔温·施罗(1887-1961)于1926年提出薛定谔方程(描述物理系统量子态随时间演变的偏微分方程),为量子力学奠定了坚实的基础。他提出薛定谔猫思想实验,试图证明宏观条件下量子力学的不完备性。
1935年他提出了历史上非常著名的思想实验:“薛定谔的猫”。内容是这样的:薛定谔的猫被锁在一个盒子里,猫活着或者死去的概率各有50%,也就是说,在系统被观察之前,猫是同时处于死和活的状态,也就是叠加态。
10.特斯拉
△尼古拉·特斯拉(塞尔维亚语:Никола Тесла;1856年7月10日—1943年1月7日)是一位塞尔维亚裔美国发明家、物理学家、机械工程师、电气工程师和未来学家。特斯拉智商极高,头脑出色。他一生的发明数不胜数:
1882年,发明交流电,制成世界上第一台交流发电机,首创多相输电技术;
1895年,他为美国尼加拉瓜发电站制造发电机,使该发电站至今仍是世界著名的水力发电站之一;
1897年,他把马可尼的无线通信理论变成现实;
1898年,他发明了无线电遥控技术并取得专利。
1899年,他发现了X射线摄影。
其他发明包括:收音机、雷达、传真机、真空管、霓虹灯管……
在舆论中留学之路,他因天才的发明创造和先进的科学知识,被很多人誉为“最接近上帝的人”。
1911年,居里夫人获得了诺贝尔化学奖,威廉·劳伦斯·布拉格成为最年轻的诺贝尔物理学奖得主,这一切都得益于特斯拉的推荐。特斯拉曾11次获得诺贝尔奖,但他都没有接受,要么让位给别人,要么直接拒绝。所以在他75岁生日那天,8位因他而获得诺贝尔奖的科学家给他发来了感谢信。
特斯拉在纽约客酒店3327房间度过了人生最后十年,并于1943年突然离世。他死后,美国联邦调查局掌握了特斯拉生前的各种设计图纸和研究成果,并绝对保密。他的事迹也被从历史上抹去。他不畏强权,公然撕毁交流电的发明专利,才有了今天便捷、低成本的电力应用;他也曾负债累累、饱受病痛折磨,但他一生都选择献身科学、倡导和平,为世界的发展进步而努力。他是当之无愧的科技大神。
看完这十位伟人,再回头看看正在打字的自己,想着要是自己也能像他们一样牛逼该有多好,说不定我也能有很多像薛定谔一样的知己呢。
生活如此美好电学应用物理学家,还假装自己明天就会发财。