大科学家的失误

[日期:2018-01-02] 作者:数学组 次浏览 [字体: ]

大科学家的失误

牛顿科学探索的中止

牛顿虽然在科学探索领域里成果丰硕,但在他从事科学探索的漫长岁月里,经济收入却一直很不宽裕。1692 年,50 岁的牛顿被富裕的物质生活所吸引,决定抛弃科学探索的艰辛生活,寻找一个能够带来更多经济收入的职位。消息传出,人们纷纷为牛顿推荐去处。开始有人推荐他去担任伦敦查特蒙斯公立学校校长,但当牛顿问清这个职位的月薪不够高时,便辞掉了这个职位。1696年,好心的哈利发克斯爵士推荐牛顿去当英国皇家造币厂督办,这个职位的年薪可观,牛顿欣然同意迁居伦敦,当上了皇家造币厂的督办。

牛顿走马上任后毫不停歇,把他那伟大的头脑从此转到了铸造货币之上。在财政部花园后面,牛顿派人建起了10 座大熔炉,先是一炉炉地把旧币熔化掉,然后把熔化后的贵金属运送到伦敦塔,在那里重新铸成货币。牛顿就这样投身于熔旧铸新工作,一晃到了1699 年,才告结束。牛顿的热情工作受到了皇家的赞许,因而被皇家授予终生“造币厂厂长”职衔。造币厂厂长这个职衔给牛顿带来了丰硕的薪俸,他每年可以得到一笔多达2000英镑的可观经济收入。我们说这笔收入可观,是因为当时建立格林尼治天文台,即所谓弗拉姆斯蒂德大厦,才花去500英镑的资金。

牛顿把整个身心都投入到了货币铸造之中,因而整日为此奔忙,使得他无法继续担任剑桥大学的教学和科研工作,不得不于1701年辞去了剑桥大学教授职务,退出了三一学院。这样,就使得牛顿后半生生活发生了巨变:即从清贫之境变成了富裕之境,与此同时也使他从一个在剑桥大学过着相当宁静隐居生活的学者,一举变成了一个在伦敦官场上颇有影响的人物,同英国皇室结成了日益密切的联系。牛顿生活事业的这一急剧变化,当然成了当时人们的笑谈。在一出话剧中,一个逗人发笑的丑角说:“牛顿吗?——我是听过伊萨克先生的名字的——谁都知道伊萨克先生的大名。伟大嘛,铸币大臣!”牛顿的全名叫做伊萨克·牛顿。

生活道路的如此巨变,导致了牛顿科学探索道路的闭塞,使其科学探索工作彻底中止了下来。

高斯的话柄

高斯虽然被誉为18世纪是伟大的数学家,赢得了同代人的广泛尊敬,但与此同时他也给同代和后代人留下了不可避开的话柄。即他虽然在1824 年以前,已经独立地得到了非欧几何学的令人满意结果,但由于康德的唯心主义空间观念占据着统治地位,高斯没有勇气去突破它,因而一直没有把研究结果发表出来,造成了他的一大失误。康德说,空间观念是天赋的,人生下就有空间观念,这种空间就是欧几里德空间,它是惟一的空间。康德说的欧几里德空间观念在当时占据着统治地位,人们都相信它,认为不可突破。高斯发现在非欧几何学则突破了这一传统的空间观念,所以高斯害怕他的非欧几何学与传统空间观念相违背,引起不理解者的反对,因此这一研究成果到他死后才被人们披露出来。

高斯不仅没有勇气发表已经取得的非欧几何学研究成果,而且在别的数学家得出这一成果之时,他也不敢拿出勇气进行公开支持。1826 年,俄国数学家罗巴切夫斯基在喀山大学物理学会议上,宣布他创立了非欧几何。此后,他又连续发表了一系列非欧几何学著作。罗巴切夫斯基的非欧几何学动摇了旧的传统空间观念,因而引起了教廷的反对,主教宣布他的学说是邪说,更有人用匿名信在反对杂志上嘲笑、谩骂、侮辱罗巴切夫斯基,甚至宣布他是疯子,最好的态度也不过是“对一个错误的怪人的宽容的惋惜态度”。高斯是了解罗巴切夫斯基非欧几何学正确的人,而且这时他已大名鼎鼎,完全有能力站出来为新生的非欧几何学进行辩护,但罗巴切夫斯基的遭遇正是高斯先前估计到的,也正是他不敢发表自己的非欧几何学结论的“怕处”所在。因此,他没有敢于站出来为之辩护,只在私人通信里说到自己对罗巴切夫斯基的钦佩。

一代数学巨匠高斯,因为缺乏与旧的传统观念斗争的勇气,不仅一时淹灭了自己也淹灭了他人的非欧几何学研究成果,给人们留下了夺不去的话柄。

爱因斯坦的否定

爱因斯坦一生科研成果卓著,其中最卓著的是他创立了相对论,并发展了普朗克提出的量子假说。

然而,令人遗憾的是爱因斯坦虽然在量子力学初创阶段,成为第一位率先站出来支持并予以发展的大科学家,但其后不久,他对待量子力学的思想却倒退僵化起来。结果使众多科学家在他对量子力学成功探索引导下,纷纷投身量子力学探索并取得了一系列新的成就之时,他却从1925 年开始走上自己的反面,成为量子力学的顽固反对者。这一年,德国物理学家海森堡在继爱因斯坦之后众多科学家探索量子力学的成就的基础上,找到了反映量子波粒二象性事实的“测不准原理”。这一原理就是对于微观粒子来说。要想精确地测定其位置,就无法精确地测定其速度;反过来,要想精确地测定其速度,就无法精确地测定其位置。这一原理为人们后来认识微观粒子提供了重要的理论依据。可是爱因斯坦对这一原理却给予了否定,说量子力学没有理论做依据,只是偶然的假说,“不完整”.就像上帝同世人掷骰子似的,而“上帝是不同世人掷骰子的”;他决不抛弃“可见的”因果关系而去接受可能性。他不仅口头上这样对量子理论进行批驳,而且在行动上也停止了对量子理论的研究,把精力完全转移到了相对论研究上,结果使他从此再也没有获得量子力学研究成果。

思想僵化,就这样给爱因斯坦造成了令人遗憾万分的倒退和失误,许多人当时都认为“这是一个悲剧——因为他从此在孤独中摸索前进,而我们则失去了一位领袖和旗手”。大科学家爱因斯坦这令人痛心的失误。对我们是多么珍贵的启示啊!

门捷列夫的黑点

门捷列夫的元素周期律是化学领域里的一项革命性发现。以后:门捷列夫也曾想进一步弄清元素的性质随原子量增加呈周期性变化的原因,但是由于他的思想未能从元素不能转化、原子不可分割等形而上学传统观念的束缚中解脱出来,因而到19 世纪末人们发现了放射性元素和电子的存在,为揭开原子从量变到质变内幕提供了新的实验依据之时,他不仅不能利用这些新的科学实验成果进一步发展他的周期律学说,相反,却极力否认原子的复杂性和电子的客观存在,竭尽全力去进行反对。他说,承认电子存在不但“没有多大用处”,“反而只会使事情复杂化”,“丝毫不能澄清事实”。放射性的发现明明表明元素是可以转化的,他却说“我们应当不再相信我们已知的单质的复杂性”,“应当消除任何相信我们已知单质复杂性的痕迹。”并宣布:“关于元素不能转化的概念特别重要”,“是整个世界观的基础”。

然而化学家们正是在19世纪末放射性和电子等一系列伟大发现的基础上,一步步揭示出了元素周期律的本质,扬弃了门捷列夫的原子不可分和元素不可转化的陈旧观念,根据门捷列夫元素周期律的合理内核,制定出了新的元素周期律。在门捷列夫元素周期律基础上诞生的元素周期律新理论,比门捷列夫的理论更具有真理性。它揭示了元素在周期表中的排列顺序是按原子中的质子数排列的。随着原子序数的增加,原子的质子数增加,这时一般地说中子数也增加。质子数和中子数总合起来表现为原子量的增加。但实践证明,并不是有多少种元素就有多少种原子。一种元素中有含中子数多的同位素,也有含中子数少的同位素。元素的原予量是同位素的平均数。这里的所谓质子数,就是原子核外围的电子数,也就是原子核的电荷数,即原子序数,从而,解决了门捷列夫解决不了的问题。但这些探索元素周期律后来获得的成果,都被门捷列夫在反对放射性发现和电子存在中丧失了。

僵化思想,就这样使大化学家门捷列夫在探索元素周期律奥秘的前进道路上走向了倒退,丧失了应该根据新的科学实验成果发展元素周期律的良机,为我们留下了珍贵的启示。

 

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