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发信人: sonic (天涯☆明月☆刀), 信区: other
标题: 千年大事（十五）从苹果到相对论
发信站: 听涛站 (Tue Jun 27 22:10:50 2000), 转信

　　昨天，英国的伦敦大街跟平时
有所不同。熙来攘往的行人脸色如
霜，神色特别凝重，没有平日的悠
然自得，四处弥漫着哀愁。

　　记者觉得不对头，连忙掏出时
间显示仪查看。原来虫洞的时光转
化器发生了故障，误把前往1672年
采访牛顿的记者带到1727年。

　　不巧的是，这一年的3月20日凌晨，发现万有引力定律的英国著
名科学家牛顿病重不治，与世长辞，享年85岁。

　　人死不能复生。记者无法采访到牛顿本人，只好赶往追悼会，希
望从牛顿朋友及乡亲口中，探知他的生平事迹。

　　在追悼会上，法兰西科学院的常务秘书丰特奈尔以悲恸口吻宣读
悼词，细诉牛顿种种美德和成就。出席追悼会的科学界人士无不黯然
，纷纷对这位科学巨人的逝世表示深切的悼念。

　　牛顿在临终前曾说过这番话：“我不知道在别人看来，我是个什
么样的人。在我自己看来，我不过像是一个在海滨玩耍的小孩，为不
时发现一块比寻常更为光滑的卵石或比寻常更为美丽的贝壳而欢喜，
而对于展现在我面前的浩瀚的真理海洋，却全然没有发现。”

　　1642年的圣诞节，伊萨克·牛顿（Issac Newton）诞生在英国林
肯郡格兰汉镇附近的沃尔斯索普村（Woolsthorpe）的一户农民家庭
。他小时候成绩并不出色，只对制作机械玩具极感兴趣。

　　格兰汉镇中学校长斯托克斯发现牛顿是个富有想象力的孩子，不
断鼓励他用功读书。牛顿明白校长苦心因而发奋学习，18岁时被著名
剑桥大学的三一学院（Trinity College）录取。三年级时，牛顿有
幸投身于数学大师巴罗的门下，学到了哥白尼、开普勒、伽利略、笛
卡尔的近代自然科学理论和研究方法，64年开始在光学及数学有了一
些发明与发现。

　　1665年6月，一场瘟疫席卷英国，剑桥大学被迫停课，把教师和
学生全打发回家，年轻的牛顿是其中一人。23岁的他在家乡农舍度过
了宁静而“神奇”的一年，这也是他科学发明的黄金时期。

　　牛顿一生最杰出的成就在于数学、光学和万有引力定律三方面。
在家乡期间，他在数学上奠定了微积分运算的基础，在光学上做了各
种实验。在力学上，他初步勾画出解决宇宙万物运动之谜的方向和运
动规划。

　　把牛顿视为“偶像”的沃尔斯索普村农民马克告诉记者许多关于
牛顿的轶事。

　　马克津津乐道：“相传在牛顿回乡避疫的一个怡人秋夜，他坐在
家乡的苹果树下，一面望著月亮，一面沉思。忽然，一颗苹果掉了下
来，砸中他的头。在电光火石的刹那，牛顿联想到所有的东西一旦失
去支撑，必然会坠落，那么月亮呢？就因为这粒苹果，天才牛顿立刻
领悟出万有引力的概念。”

　　1667年，牛顿从故乡回到剑桥，在巴罗教授的指导下继续从事光
学研究，并于隔年研制出第一副反射望远镜，从此名声大振。26岁那
年，他在巴罗教授的举荐下担任卢卡锡数学讲座教授，并于72年当选
为皇家学会的会员。

　　他在皇家学会会议上宣读自己第一篇正式的科学论文《关于光和
色的新理论》，提出光的本质是微粒的见解，不料论点遭到皇家学会
一位科学家胡克的反对。牛顿听到胡克与一些皇家学会会员对他的微
粒说的批评后，反应十分激烈。他马上撤回论文，决定不再发表研究
成果，过着隐士般的生活。

　　直到1685年，牛顿在他的好朋友——天文学家哈雷的鼓励下，发
表了讲述万有引力定律的论文《论运动》及科学巨著《自然哲学的数
学原理》（简称《原理》）的初稿。两年后，《原理》正式出版，在
全世界引起轰动。

　　这本用拉丁文写成的科学巨著以牛顿的三大运动定律和万有引力
为基础，建立了完美的力学体系，解决了行星运动、落体运动、微粒
运动、声音和波、潮涨潮落及地球扁圆形状等问题，也奠定了近代物
理学的基础。

　　《原理》是数学论著，对一般人来说有如天书，但仍广受大众的
欢迎，卖得很好。

　　在追悼会即将结束时，丰特奈尔仰天悲叹：“牛顿是罕见的典范
人物，值得我们永远怀念。”

启开星际奥秘的爱因斯坦
蔡宝卿（1919年11月6日）伦敦报道

　　英国皇家学会和皇家天文学会昨日共同在伦敦举办一项会议，公
布英国皇家天文学家艾丁顿爵士的日全蚀观测结果验证了爱因斯坦的
新理论，修正了牛顿的说法。

　　这种事件在平常是不会受到大众的注意，但这次媒体却史无前例
地争相报道。这则新闻由电报传到全世界，隔天早晨就上了众多报纸
的社论，一夜之间，爱因斯坦从一个默默无闻的大学教授变成鼎鼎大
名的传奇人物，荣誉如潮水般向他涌来。

　“ 顿爵士到底观测到什么结果呢？

　　原来阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein）早已预测，光并
非像学校教的那样，永远走直线，它在经过重物附近时会因为受到重
物造成的空间变化的影响，而走曲线。他计算出某一颗星在太阳后面
发出光时，光线经过太阳附近到地球行走路线的曲率。照他的计算，
这颗星从地球看起来，会在另一位置，而不是在原先设想的位置。

　　白天在太阳的强光下，看不到天空中的任何天体，必须等到日全
蚀，才有机会观测到位于太阳后面的星星。1919年5月29日，在太阳
完全被遮蔽的几分钟内，艾丁顿和助手成功地拍到几张星星在云层掩
映下的照片，这些照片经过分析，发现那颗星的确就在爱因斯坦预测
的位置上。

　　当人们用电报通知爱因斯坦时，他回答说：“我一点也不感到惊
讶，因为如果预测的不是这样，对上帝来说就太遗憾了。”

　　17世纪以来，人们一直坚信牛顿力学是全部的物理学，乃至整个
自然科学的基础，研究任何物体的运动，都可以运用牛顿力学。可是
到了19世纪末，在一些新的物理学实验中，科学家遇到了用传统的理
论体系所无法解释的现象。

　　19世纪的物理学中并存着两种理论，一是研究物体运动的古典力
学，一是研究光线的电磁学。古典力学是由伽利略（Galileo）以及
牛顿奠立的理论，光理论（电磁学）是由英国物理学家麦士威（
James Clerk Maxwell）在1850年建立的。这两套理论存在许多论点
上的冲突。

　　令物理界争执不休、苦恼不解的谜题，爱因斯坦只花了6个月的
时间就解决了。1905年，他创立了狭义相对论，去除了力学与电磁学
的冲突，指出物质运动、时间与空间并不是孤立存在。

　　狭义相对论的两个基本原理是相对性原理和光速不变原理。牛顿
认为时间是绝对的，与外界事物完全无关并独立存在，不管在宇宙哪
个角落，也不管发生什么事情，它总是均匀流逝，每分每秒对你我都
一样。

　　爱因斯坦却指出，时钟会走慢。例如一艘太空船中的一切过程会
比地球慢，速度越快，这种时间延迟现象就越明显。另外，长度、重
量也都随着运动速度的变化而变化。

　　他也推论出著名的质能关系：E = mc2.，即物体的能量相当于质
量与光速的平方乘积，揭示了原子内部蕴藏着巨大能量的秘密。

　　年仅26岁的爱因斯坦在没有名师指导的情况下，自己钻研，在德
国《物理学年鉴》上发表了5篇重要的论文，提出了光量子的概念，
解释了光电效应。他也证明了热分子运动论，提出了测定分子的新方
法。当时他只是瑞士伯尔尼专利局的技术员。

　　然而，爱因斯坦对狭义相对论不满意，原因是它并不完备，只能
在匀速直线运动的情况下适用，不能解释加速运动和万有引力的问题
。1907年，他开始从事广义相对论的研究。

　　4年后的今天，狭义相对论终于获得首肯。在巨大的荣誉面前，
爱因斯坦并不自满。他说：“用一个大圆圈概括我所学到的知识，圆
圈之外的一大片空白就意味着无知……我不懂的东西还很多。”

谁来统一两种理论？
蔡宝卿论述

　　牛顿力学统治了自然研究领域200年之久，直到20世纪初，爱因
斯坦提出了相对论，才使力学有了新的突破。但这不能当作是爱因斯
坦推翻了牛顿，因为两人是处于不同时代的科学巨人，代表着不同时
代的科学高度，他们的定律和理论在各自适用的范围内，都是正确的。

　　人类对宇宙的好奇是无穷无尽的。当代学人霍金（Stephen
Hawking）便指出，今天出现了两套同样有分量的理论来描述宇宙，
广义相对论及量子力学——本上半世纪人类知识的两大成就。

　　不幸的是，它们互不相容！当代物理学家的一大部分工作，就是
寻找一套能同时包容广义相对论和量子力学的巨大构思。

　　不过，牛顿、爱因斯坦会再出现吗？

未来人说：宇宙不存在达不到的境界

　　人类以自己的智慧，把原先的愚昧落后的社会，变成了高度发展
和充满活力的世界。然而，认识宇宙的道路是漫长的，总是在老问题
的解决过程中产生新问题，新问题转而又变成老问题，循环反复，没
完没了。

　　不妨告诉你们一个秘密，我们未来人拥有一套无懈可击的宇宙统
一理论，掌握了逆转时空的奥秘，要不怎能带你们回到历史大现场？
不过，以人类现在的科学及智慧水平，即使我们肯倾囊相授，你们也
会一头雾水。

　　不过别气馁，发展科学文明的是急不来的，每一条路都必需走一
走。正确的道路应该是这样：吸取你的前辈的经验，然后再向前走，
因为宇宙不存在达不到的境界或不可认识的东西。

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