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爱因斯坦:我们为什么研究物理学?

时间:2022-11-06 11:41:59 来源:IT之家  阅读量:6618   

艾伯特被认为是科学界最著名的天才他最著名的理论是相对论和光电效应,其中光电效应使他获得了1921年的诺贝尔物理学奖,但与此同时,爱因斯坦几乎没有做过任何实验事实上,他的大部分发现都是基于一些奇怪但迷人的思想实验

艾伯特于1922年参观了巴黎。

那么问题来了:爱因斯坦做研究的原理是什么是什么让他有可能解决宇宙中一些最重要的谜题在这篇文章中,我将解释爱因斯坦关于科学思维和想象力的思想

本文中的陈述和评论是阿尔伯特·爱因斯坦本人在柏林物理学会举办的马克斯·普朗克60岁生日庆祝会上所作,正文收录在《我的世界观》中。

马克斯·普朗克多年来一直是柏林大学的理论物理学教授他对物理学最杰出的贡献是量子理论普朗克在1900年提出了黑体辐射理论,这是现代量子物理学发展的基础因此,普朗克被认为是量子力学的创始人之一

继普朗克之后,爱因斯坦在这个年轻的领域做出了开创性的工作,其中最重要的是他的光量子或光子理论和比热理论爱因斯坦对量子理论的早期贡献还包括他的启发性猜想,即光的行为与聚集在一起的光子的行为相同,他还探索了物质中粒子机械能的量子结构是他比任何人都更深刻地认识到量子概念在其他分支中的基础性和普遍性

爱因斯坦在演讲一开始就把科学比作一座圣殿,把科学家比作那些只为科学圣殿的发展提供智力产品的人然后,他评价了马克斯·普朗克,认为他是绝对会留在科学殿堂的人之一——他极大地推动了科学的发展

科学的殿堂里有很多房子,住着各种各样的人,他们去那里有不同的原因很多人喜欢科学,因为科学会给他们带来比常人强大的快感科学是他们特殊的娱乐方式,他们在科学中寻求生动的体验和抱负的满足圣殿中还有许多其他人出于纯粹的功利目的,将他们的智力产品奉献给科学的神坛如果上帝派一个天使把这两种人都赶出圣殿,这里的人数就会大大减少

但还是有一部分人会留在里面,既有历史人物,也有当下人物我们的普朗克就是其中之一,这也是我们爱他的原因我很清楚,我们只是随机赶走了很多想象中的杰出人物,他们为科学殿堂的建立做出了很多甚至是重大的贡献有时候天使很难决定开除哪些人,但有一点我可以肯定的是,如果只剩下刚才说的两种人,科学的殿堂就永远不存在了,剩下的只是一些杂草对于这些人来说,只要时机合适,他们可以从事任何行业他们会成为工程师,官员还是商人,完全取决于环境的影响

爱因斯坦解释了为什么有些人总是被留在科学的殿堂里,从来没有被上帝的天使驱逐接着,他阐述了一个重要的哲学观点,是什么导致人们沉迷于科学发现的世界和艺术中的美感和印象,即沉浸于客观感知和思维的世界

现在我们来看看那些被天使青睐的人。

大部分都有点古怪,沉默寡言,性格孤僻尽管有这些共同点,但它们在本质上是非常不同的是什么把他们带到科学大厅的这个问题很难回答,因为没有统一的答案

首先,我相信叔本华的观点把人引向艺术和科学的一个最强烈的动机是:逃离日常生活中痛苦的庸俗和无望的沉闷,摆脱自己千变万化的欲望的束缚脾气温和的人渴望逃离个人生活,进入客观感知和思考的世界这种渴望就像城市居民渴望逃离喧嚣拥挤的城市环境,进入山中宁静的环境一样在那里,眼睛可以在安静洁净的空气中自由观察,沉醉在似乎为永恒而设计的环境中

爱因斯坦解释了当人们试图描述他们生活的世界和宇宙时,个人特征的重要性无论是画家,科学家还是哲学家——每个人都试图创造自己对宇宙的理解

在所有这些有趣的想法背后,我们可能会想到一些非常重要的问题:物理学家的世界图景在大家的图景中占据什么位置物理学家的科学想象力是如何受到约束的科学头脑需要考虑哪些事情才能形成一个微妙而完整的理论

除了这种消极的动机,还有一种积极的动机。

人类试图用最适合自己的方式为自己描绘一幅简单易懂的世界图景然后,他试图用自己的宇宙代替经验世界,然后将其制服这是画家,诗人,哲学家和自然科学家的工作他们只是有自己的风格每个人都把这个宇宙及其结构作为自己情绪的支点,以这种不在自己有限经验之内的方式寻找平静

理论物理学家的世界图景在所有这些可能的图景中占据什么位置它要求尽可能精确地描述关系,这只能通过数学语言来实现另一方面,物理学家必须严格限制他所描述的主题:他必须满足于描述我们经验中最简单的事件所有更复杂的事件都超出了人类智力的极限,无法用理论物理学家所要求的微妙的准确性和逻辑的完美性来重建物理学家需要以部分完整性为代价来达到最高的纯度,清晰度和确定性

但是当人们小心翼翼地忽略世界的复杂性时,了解自然界如此微小的一部分又有什么吸引力呢如此用心的成果能不能冠以宇宙理论之名

爱因斯坦,在1952—1955年

爱因斯坦描述了构建科学原理和物理理论的主要方法——演绎法,完整易懂,完全不同他进一步解释说,这些原理和规律是无法用逻辑方法形成的,只能靠基于个人经验的直觉这种方法确实为单一理论提供了多种解释,为同一现象提供了多种理解但是,总有一个比其他的好

我相信这个名字是合适的因为理论物理结构所依据的一般规律声称对任何自然现象都有效有了它们,应该可以通过纯粹的演绎来描述包括生命在内的每一个自然过程,如果这个演绎过程不是远远超出人类智能的能力的话所以,物理学家放弃自己宇宙的完整性,不是原则问题

物理学家的终极目标是找到普适的基本规律,从而通过演绎建立一个完整的世界体系要找到这些基本规律,严格的逻辑方法是行不通的只有通过基于经验的直觉,才能得到这些规律这种方法的不确定性允许人们假设存在许多合理的理论和物理系统但科学发展的过程一再表明,在同时期的众多方案中,有一个方案明显优于其他方案

真正深入研究这个问题的人都会认为,现实世界中的现象直接决定了哪种理论是最好的,尽管事实上,现象与其理论原理之间并没有逻辑对应关系这就是莱布尼茨所说的预设和谐物理学家经常指责认识论者没有足够重视这个事实

在演讲的最后,爱因斯坦提到了一些对马克斯·普朗克的友好评论,以及他对科学的贡献,尤其是对物理学的贡献,这些在科学意义上是至关重要的在谈到普朗克时,爱因斯坦提到他在探索和解决一些最重要的科学问题中发挥了重要作用我希望他将量子理论和电动力学理论结合起来的尝试会成功

正如我们所看到的,普朗克致力于我们科学中最常见的问题,而拒绝将自己转向更容易的目标

我经常听到同事们试图将他的态度归因于非凡的意志力和纪律性在我看来,这是错误的使人能够从事这种工作的心态,类似于信徒或恋人的心态:每天的努力不是刻意或计划的,而是发自内心的我们敬爱的普朗克,他坐在那里笑着看我玩提奥奇尼斯灯笼

简单的语言无法解释我们对他的爱愿他对科学的热爱继续照亮他未来的道路,指引他解决当今物理学中最重要的问题愿他将量子理论与电动力学和力学统一在同一个逻辑体系中

阿尔伯特被柏林的德国物理学会授予马克斯·普朗克奖章。

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