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如果我们随便问一个路人:你知道哪些物理学家?
大部分的人基本上都会最先想到牛顿和爱因斯坦。如果我们仔细回忆就会发现,初高中甚至包括大学的物理学课程当中,很少有听说中国人的身影的?
那么问题就来了,中国未来还有可能出现像牛顿、爱因斯坦这样伟大的物理学大神吗?
史上伟大的物理学家
如果要给物理学史上的物理学家们排个座,那牛顿、麦克斯韦、爱因斯坦毋庸置疑可以排到第一梯队。原因很简单,因为他们三个人开创了三个纪元。牛顿在前人的基础上,提出了牛顿力学和万有引力定律,统一了天上和地上的物理学,奠定了近代科学的范式,开启了经典物理学的纪元。
麦克斯韦提出了麦克斯韦方程,统一了电与磁,预言了电磁波的存在以及光是电磁波,他的成就开启了电气时代和信息时代的纪元。
至于爱因斯坦,他的狭义相对论统一了时间和空间,质能等价理论统一了质量和能量,广义相对论更是一部深化了牛顿的万有引力定律,开启了现代科学的新纪元。
更关键的是,这三位大佬都是凭借自己一人之力完成了这些成就。现代物理学中的另外一个支柱是量子力学。量子力学的建立实际上是凭借三代物理学家的努力,第一代是普朗克、爱因斯坦为首的科学家,第二代是波尔、波恩、索末菲为首的科学家,第三代是海森堡、薛定谔、狄拉克、泡利,德布罗意等科学家,前前后后知名的科学家差不多有50多位。
而最靠近我们这个时代的理论物理学高峰是:粒子物理学标准模型。这个理论是建构在量子力学和狭义相对论之上,建构这个理论的科学家就更多了,其中知名的华人科学家就好几位,比如:杨振宁、李政道、吴健雄、丁肇中等人。
物理学的发展
所以,我们很容易发现,仅仅凭借一个人之力,要完成一个开创新纪元式的物理学理论是十分困难的。不仅如此,能够做出这种成就的人都是距离我们这个时代很远的。就拿距离我们最近的爱因斯坦来说,他做出狭义相对论和广义相对论都是100多年前的事情了,就更不要说150年前的麦克斯韦和300多年前的牛顿了。
那为什么越靠近我们这个时代就越难出现类似于牛顿、爱因斯坦这样的科学家呢?
这就要说到物理学的特点,近代物理学在发展之初就奠定了它的范式。要么是理论物理学家先给出一个理论猜想,然后实验物理学家通过实验来验证;要么就是实验物理学家发现以前的理论和新发现的现象不匹配,然后理论物理学家基于新的现象提出理论。这就使得理论的诞生非常依赖观测和实验。比如:现代的高能物理就非常依赖对撞机。
牛顿的力学理论已经可以很好地解释宏观低速的世界。后来,随着观测和实验技术的发展,科学家发现了很多牛顿力学很难解释的尺度。于是,量子力学弥补了微观世界的不足,相对论解决了宏观高速和引力巨大的不足。
这几个理论之外,还有新理论的预言吗?
实际上,还真的有!比如:超弦理论。但是由于我们观测技术和实验技术的限制,我们无法验证这个理论。因此,超弦理论只能被当成科学家说,而无法比肩牛顿力学、相对论和量子力学。所以再好的理论,没有实验来支持都是白扯。
因此,是观测技术和实验技术限制了理论物理学的发展,而不是人类的智商不够用了。
中国未来会出现伟大的理论物理学家吗?
客观地说,中国未来想要出现类似牛顿、爱因斯坦这样的科学家是真的很难。
正如上文说到的,如今的理论物理学发展是要依靠强大的观测技术和实验技术。这就使得一个科研项目少则几十人,多则成百上千人参与。科学的发展已经使得不会有人可以凭借一个人之力来完成一个基础理论的可能性了。如今的前沿科研项目,动不动就需要几十亿,上百亿来建造观测仪器。
因此,未来诞生的伟大理论应该是一个团队的共同成果,而绝非是某一个人的单独成就。
虽然如此,实际上我们国家已经有一位成就十分接近牛顿、爱因斯坦的科学家了,他就是杨振宁。如果非要给杨振宁在排个名次,他应该是仅次于牛顿、麦克斯韦、爱因斯坦之后的第二梯队的科学家,而且在第二梯队可以排名十分靠前。
中国十大物理学家有王淦昌、吴有训、叶企孙、黄昆、饶毓泰、钱三强、钱学森、严济慈、杨振宁、吴大猷。
1、王淦昌
王淦昌是清华大学物理系第一届毕业生,也是20世纪实验物理学三大女杰之一的迈特内教授唯一的中国学生。他在我国的核研究方面做出了巨大的贡献,常年辗转于17号工地、221厂等地,终于攻克了爆轰物理试验、炸药工艺、近区核爆炸探测、抗电磁干扰等技术难关。可以说中国在研究两弹一星的许多关键技术上都是由他带领攻克的。
2、钱学森
钱学森在新中国建国初期,组织设计和发射了我国第一枚导弹、第一枚人造地球卫星,指导实施了两弹结合试验,被誉为两弹一星元勋。他在导弹还有航天方面对我国做出了巨大的贡献,其能力跟地位是无法撼动的。
3、钱三强
钱三强是我国的原子弹之父,是于1913年出生的浙江人士。钱三强在原子研究中作出非凡成果,他在法国科技界的声誉不断提高。仅在11年后,他就被提升为法国国家科学院研究中心的研究生导师。当年在留法的中国学者中只有钱三强一人得到这样高级学术职位。
4、饶毓泰
饶毓泰是我国近代物理学的一位奠基者,其研究了气体导电过程,对低压汞弧放电机理研究做出了重要贡献。
毕生致力于我国物理学教学和科研事业,创办南开大学物理系,后又长期执教北京大学,培养了吴大猷、马仕俊、马大猷、郭永怀、虞福春、黄昆等一批国内外知名物理学家,为我国物理学的发展做出了贡献。
5、杨振宁
世界著名物理学家,是中美关系松动后回中国探访的第一位华裔科学家,积极推动中美文化交流和中美人民的互相了解。
主要提出过相变理论、玻色子多体问题、杨—Baxter方程。1949年,与恩利克·费米合作,提出基本粒子第一个复合模型,1956年与李政道合作共同提出宇称不守恒理论而获得了诺贝尔物理学奖,是最早获得诺贝尔奖的华人,近代物理学,尤其粒子物理标准模型的建立都是基于宇称不守恒理论搭建的。
杨振宁也被认为是爱因斯坦之后最伟大的理论物理学家之一,在世界物理学历史的梯队上,杨振宁的成就甚至可以挤到和牛顿、爱因斯坦同一位置。1997年紫金山天文台将其发现的一颗国际编号为3421号的小行星命名为“杨振宁星”。
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我是欧南号的签约作者“谢莉”
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