愛因斯坦———新時空的開創者
阿爾伯特·愛因斯坦是現代物理學的開創者和奠基人,繼牛頓之後最偉大的科學家。1879年出生於德國的烏爾姆,1900年畢業於瑞士蘇黎世工業大學,1909年開始在大學任教,1913年任威廉皇帝物理研究所所長兼柏林大學教授。1933年因受納粹政權迫害移居美國,1940年入美國國籍。他在物理學多個領域均有重大貢獻,其中最重要的是建立了狹義相對論,並在這個基礎上建立了廣義相對論(現代引力論)。他還對量子理論的創立具有重大貢獻。
量子力學和相對論可謂現代物理學的兩大奠基石,而這都是愛因斯坦發現的。
量子力學是研究微觀粒子運動規律的物理學分支學科,它主要研究原子、分子、凝聚態物質,以及原子核和基本粒子的結構、性質的基礎理論,它是在普朗克的量子假說上發展起來的。
普朗克的量子假說提出後,並未引起人們的興趣,愛因斯坦卻獨具慧眼,看到了它的重要性。他從中得到了重要啟示:在現有的物理理論中,物體是由一個一個原子組成的,是不連續的,而光(電磁波)卻是連續的。在原子的不連續性和光波的連續性之間有深刻的矛盾。
於是愛因斯坦大膽假設:光和原子、電子一樣,也具有粒子性,光就是以光速運動著的粒子流,他把這種粒子叫光量子。
在普朗克的理論中,還是堅持電磁波在本質上是連續的,隻是假定當它們與器壁振子發生能量交換時電磁能量才顯示出量子性。愛因斯坦克服了普朗克量子假說的不徹底性,把量子性從輻射的機製引申到光的本身上,認為光本身也是不連續的,光不僅在吸收和發射時是量子化的,而且光的傳播本身也是量子化的。
他的假說恢複了光的粒子性,使人們終於認清了光的波粒雙重性格,而且在這—假說的啟發下,發現了德布羅意物質波,使人們認清了微觀世界的波粒二象性,為後來量子力學的建立奠定了基礎。
“最糟糕的板凳”的故事,很多人都耳熟能詳了。現實中的愛因斯坦確實如此,幼年時他並未表現出過人的才華,反而顯得“智力遲鈍”。3歲才咿呀學語。後來,愛因斯坦的妹妹,比他小2歲的瑪伽已經能和鄰居交談了,愛因斯坦說起話來卻還是支支吾吾,前言不搭後語。
父母都開始為他的舉止遲鈍而憂慮,他們擔心他的智能是否會不及常人。直到10歲,父母才把他送去上學。當年他還曾被校長認為“幹什麼都不會有作為”。
但是,他並不是真的笨。有一次,父親給了他一個指南針,指針在磁力的作用下轉動的情景讓他驚訝。像牛頓看到掉落的蘋果一樣,愛因斯坦產生了一種奇怪的感覺,認為自己看到的現象是具有深遠意義的。
愛因斯坦不僅是—位偉大的科學家,還是—位和平主義者。他目睹了兩次世界大戰中對人類文明的摧殘,認為和平是人類的首要問題。
1955年4月,彌留之際的愛因斯坦簽署了《羅素—愛因斯坦宣言》,呼籲人們團結起來,防止新的世界大戰爆發。40多年後,愛因斯坦被美國《時代》周刊評選為“世紀偉人”。
楊振寧———享譽全球的物理學大師
楊振寧1922年出生於安徽合肥,父親楊武之是芝加哥大學的數學博士。1942年楊振寧畢業於昆明國立西南聯合大學,1945年考取公費赴美留學,獲芝加哥大學博士學位。1949年進入普林斯頓高等研究院,開始同李政道合作。1966年以後長期執教於紐約州立大學石溪分校,創立並主持該校的理論物理研究所。他也是美國科學院院士、英國皇家學會會員、中國科學院外籍院士、香港中文大學博文講座教授。
楊振寧是20世紀最偉大的物理學家之一。他和李政道的理論推翻了物理學上屹立不移30年之久的“宇稱守恒定律”。這一發現,使瑞典皇家科學院立即將1957年的諾貝爾物理學獎頒發給他們,因為他們指正了過去科學家所犯的嚴重錯誤,更開啟了基本粒子“弱交換作用”一些規則的研究。
在中國,楊振寧的名字可謂家喻戶曉。之所以能有這樣的知名度,不僅因為他是諾貝爾物理學獎得主之一,還因為他是第一個回國訪問的美籍華裔學者。
楊振寧自己認為,他一生最重要的貢獻是“幫助改變了中國人自己覺得不如人的心理”。“中國人在國際科學界有建立不朽之功績者,乃自楊振寧始。”繼楊振寧、李政道之後在1976年也獲得諾貝爾物理學獎的丁肇中教授如是說。
楊振寧對理論物理學的貢獻範圍很廣,包括基本粒子、統計力學和凝聚態物理學等領域,其中在粒子物理學方麵貢獻最大。
近年來,他的“楊-巴克斯特方程”受到了數學家和物理學家的密切關注,並成為最熱門的研究題目。“楊-米爾斯規範場論”、“宇稱不守恒定律”與“楊-巴克斯特方程”被公認是楊振寧的工作中達到世紀水平的三項成就。
除諾貝爾獎外,楊振寧還在1986年獲美國國家科技獎,1993年獲美利堅哲學學會頒發的本傑明·富蘭克林獎章,1994年獲費城富蘭克林學院頒發的鮑威爾科學成就獎。
本傑明·富蘭克林獎章代表該學會的最高榮譽。這個學會的執行官說,授予楊振寧本傑明·富蘭克林獎章,是因為“楊振寧教授是自愛因斯坦和狄拉克之後20世紀物理學出類拔萃的設計師”。
楊振寧對祖國有深厚的感情,他於1971年夏天訪問中國,是美籍華裔學者訪問新中國的第一人。
這次訪問,叩開了中美之間關閉了20多年的科學大門。在中美建交的過程中,他作為全美華人協會主席,參加發起組織“全美華人促進美中邦交正常化委員會”,以赤子之心努力為增進中美兩國人民之間的了解和友誼鋪路架橋。
他深知科學技術、教育是強國之本,經常就科學技術、教育在中國經濟發展中的戰略地位以及人才培養、科技體製等問題發表自己的獨到見解。
他幾乎每年都要來中國發表演講,介紹自己的讀書、教學、研究經驗。他對中國青年一代寄予厚望,希望他們放開眼界,博學多才,融合中西,培養自己的風格,發揮自己的特長,做有價值的工作,為祖國的發展作出實在的貢獻。
他還在紐約州立大學石溪分校發起組織CEEC(與中國學術交流會),資助中國學者去進修。另外,他促成香港實業家劉永齡先生設立“億利達青少年發明獎”、“吳健雄物理獎”、“陳省身數學獎”,倡議成立了多個學術研究機構。
也許很多人都不知道,楊振寧與鄧稼先之間有著一段曲折的故事。
他倆從小就有著深厚的情誼。祖籍都是安徽,又是西南聯大的校友,在清華園兩家人又住隔壁。解放前夕,鄧稼先和楊氏兄弟又都赴美留學。