如果没有爱因斯坦,世界会有什么不同?



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科学是人类智慧的结晶 , 那些最伟大的科学家做出了尤为重大的贡献 。 不过 , 即使他们作为个人从未存在过 , 他们所引领的每一项伟大的科学进步最终都会发生 。 如果让普通人说出自己脑海中印象最深刻的一位科学家 , 你可能最常听到的一个名字就是阿尔伯特·爱因斯坦 。

1925年 , 尼尔斯·玻尔和阿尔伯特·爱因斯坦在保罗·埃伦费斯特家中讨论了很多话题 。 玻尔-爱因斯坦之争是量子力学发展中最有影响的事件之一 。 今天 , 玻尔最具影响力的是他的量子贡献 , 但爱因斯坦更出名的是他对相对论和质能等效的贡献 。
这位物理学家已经成为20世纪标志性的人物之一 , 在众多科学事件发挥了举足轻重的作用;也许正是他亲手颠覆了主宰科学思想200多年的牛顿物理学 。 他最著名的方程 , E = mc2 , 是如此有知名度 , 以至于连不知其含义的人都耳熟能详 。 他因在量子物理学方面的建树而获得诺贝尔奖 , 而他最成功的理论——广义相对论 , 即我们现在所用的引力理论——在首次提出100多年后 , 经受住了所有的检验 。
那么 , 如果爱因斯坦从未存在过 , 世界会有什么不同?会不会有其他同样伟大的物理学家出现 , 并取得完全相同的成就?这些科学成就会很快实现 , 还是要花更长时间 , 甚至于有些可能至今都未发生?难道我们需要一个同等份量的天才 , 才能实现他的伟大成就吗?或者 , 我们是否严重高估了爱因斯坦的罕见性和独特性 , 仅仅因为他只是在正确的时间出现在正确的地点 , 并拥有正确的能力 , 就把他提升到了我们心目中不应该的至高位置?这是一个非常值得探索的有趣问题 。 就让我们来一探究竟吧 。

1919年 , 亚瑟·爱丁顿的观测实验结果表明 , 广义相对论可以用于描述大质量物体周围的星光弯曲 , 从而推翻了牛顿的理论 。 这是爱因斯坦引力理论的第一次观测实证 。
爱因斯坦之前的物理学
1905年被称为爱因斯坦的“奇迹年” , 当时他发表了一系列论文 , 而这些论文后来为物理学的诸多领域带来了革命性的突破 。 不过 , 在那之前的很短时间内 , 物理学取得了大量的进展 , 使许多长期以来关于宇宙的假说受到了极大的挑战 。 两百多年来 , 艾萨克·牛顿在力学领域里堪称无人能敌 , 他的万有引力定律既适用于太阳系中的天体 , 也适用于从地球某座山上滚下来的球 , 或是从大炮中射出的炮弹 。
在深信牛顿学说的物理学家眼中 , 宇宙有着莫大的确定性 。 如果你能写下宇宙中每一个物体的位置、动量和质量 , 你就能以任意精度计算出它们在任何时刻的演变 。 此外 , 空间和时间是绝对的实体 , 引力以无限的速度运动 , 具有瞬时效应 。 整个19世纪 , 电磁学也发展迅速 , 揭示了电荷、电流、电场与磁场甚至光本身之间的复杂关系 。 有赖于牛顿、麦克斯韦和其他许多科学家的成功 , 物理学的很多问题似乎都已经解决了 。
然而 , 后来的事实却并不如人意 。 有些谜题似乎暗示了许多不同方向的新事物 。 关于放射性的最初发现使人们意识到 , 当某些原子衰变时 , 其质量实际上会有所损失 。 衰变粒子的动量似乎与原初粒子的动量不匹配 , 这表明 , 要么某些过程并不守恒 , 要么存在某些不可见的东西 。 原子不一定是最基本的粒子 , 而是由带正电的原子核和离散的带负电的电子组成 。

较重且不稳定的元素会发生放射性衰变 , 通常是以发射一个α粒子(1个氦核)或经历β衰变的形式(如图所示) , 一个中子转换成质子、电子和反电子中微子 。 这两种类型的衰变都改变了元素的原子序数 , 产生了与原先元素不同的新元素 , 并导致产物的质量低于反应物的质量 。

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