物理學界三牛人

張虎崗

物理學萌芽時代的亞里士多德

亞里士多德絕對稱得上是一個牛人。他師出名門，是柏拉圖的學生;他貴為帝王之師，這個帝王就是舉世聞名的亞歷山大。對當時的人來說，亞里士多德就是一個活生生的“百度”。

他的權威延續了近兩千年，在這兩千年里，他就是“神”一樣的存在。直到17世紀一個叫伽利略的意大利人出現后，他才被漸漸地拉下了“神壇”。

雖然現在看來，亞里士多德在物理學方面說錯了很多，但是這并不影響他的偉大，因為他給后來者指明了方向：世界是可以通過人們的研究而被認知的。

亞里士多德的權威時期，只能算作物理學的萌芽時期，物理和數學、哲學、化學、生物、天文等學科混雜在一起，被稱為“自然哲學”。在這一時期，由于生產力水平低下，自然科學知識基本上是對現象的描述、經驗的總結和思辨的猜測。

搭建近代物理學大廈的牛頓

牛頓力學體系的建立，標志著近代物理學大廈的落成，開啟了人類科學的新時代，引發了以英國工業革命為起點的第一次技術革命，使人類進入了“蒸汽時代”。有人說：“19世紀物理學大廈已經全部建成，今后的物理學知識將修飾和完善這座大廈。”

的確如此，他的巨作《自然哲學的數學原理》開辟了大科學時代，他發現了運動定律和萬有引力定律，在光學領域也取得了巨大成就——發明了第一個反射式望遠鏡。直到20世紀早期愛因斯坦提出相對論以前，牛頓創立的理論形成了所有物理學的基礎。直到今天，人造地球衛星、火箭、宇宙飛船的發射升空和運行軌道的計算，都是以牛頓的力學理論為基礎的。

在我們學習的初中物理中，光的色散、質量、力、相互作用力、重力、牛頓第一定律等物理規律都與牛頓有關。

開創 “物理學新世紀”的愛因斯坦

如果說20世紀以前物理學界是牛頓的天下，那么20世紀則是愛因斯坦的江山。即使牛頓是一個無法逾越的科學巨人，愛因斯坦也足以與他比肩。

19世紀和20世紀之交，物理學家們一只眼睛的目光從宏觀延伸到微觀，深入物質結構的內部，另一只眼睛的目光深入廣垠的宇宙深處，各種新發現、新理論如雨后春筍般冒了出來，牛頓精心搭建的經典物理學大廈搖搖欲墜。

誰將接力牛頓的“權杖”，執物理之“牛耳”呢？誰也沒有想到，這個重擔落到了一個毫不起眼的年輕人肩上——這個人就是愛因斯坦。

1905年，26歲的愛因斯坦還只是瑞士伯爾尼專利局的一名普通職員。在這一年，他寫的一篇題為《論動體的電動力學》的論文宣告了一個劃時代的理論——“相對論”的誕生。

事實上，在這一年愛因斯坦連續拋出了6枚“重磅炸彈”（6篇論文），但是由于他的思想太超前，以至于曲高和寡，這6枚“重磅炸彈”未能掀起應有的風浪。直到多年以后，人們才發現這6篇論文的分量足夠獲得諾貝爾獎。后來，人們把1905年稱為“愛因斯坦奇跡年”。

相對論——當然，還有玻爾的量子力學——應時而生，接過了經典物理學慌亂的大旗，宣告了現代物理學時代的來臨，成為現代物理學的兩塊穩固的基石之一，為物理學的迅速發展插上了翅膀，以至于人們將20世紀看作是“物理學的世紀”。

毫不夸張地說，現代物理學改變了人們眼中的物理世界圖景，它的理論成果應用于實踐，出現了原子能、半導體、計算機、激光等許多新技術科學。