|
十九世纪后期和二十世纪上半叶，德国处心积虑争夺世界霸主的宝座。 然而，在科学领域，德意志早已占据了领导地位。 早在宗教改革时期，德国就涌现出不少具有世界影响力的科学家。 天文学家开普勒（1571—1630年）与哥白尼齐名，他于1571年出生在斯图加特一个破落贵族之家。 他的父亲经常酗酒赌博。 这点和贝多芬的父亲倒是很像。 开普勒从出生起就病痛缠身，他能活下来已经让人感慨生命的顽强。 谁能想到，在开普勒羸弱的身体中，装载了一颗探索宇宙的心。 开普勒第一个发现，行星运行的轨道不是圆形而是椭圆形的，行星在近日点时运行较快，而远日点时较慢。 他据此提出了著名的开普勒三定律，为牛顿发现万有引力定律奠定基础。 开普勒自己视力不好，所以对眼睛格外关心，他研究出了视网膜的作用和近视、远视的原因。 戴眼镜的朋友们，要记得开普勒为你们出过不少力。 到十九世纪后期，德意志在物理学界和化学界发生了伟大成就的井喷。 从前人们以为生命是特别的力量，只有生命体才能制造有机物，结果维勒（1800—1882年）用无机物合成了尿素，理论上说，这意味着生命可以无中生有在自然界中形成，而不必靠神灵播撒种子。 赫兹（1857—1894年）发现了电磁波，从前人类“通讯基本靠吼”，现在可以用上无线电了。 伦琴（1845—1923年）发现了X射线，引发了物理学改天换地的大变革。 李比希（1803—1873年）提出了重要发现：庄稼一枝花，全靠氮磷钾。 以前人们对于施肥知其然而不知其所以然，现在懂得如何使用不同的化肥了。 李比希号称“有机化学之父”，他的学生凯库勒名气也很大，发现了苯环的结构，为原子价理论奠定了基础。 传说他有天晚上梦见苯分子像一条蛇一样咬着尾巴转圈，终于领悟到苯的碳原子结构是环状的。 凯库勒的故事虽然传奇却并非不可理喻，正所谓日有所思，夜有所梦。 德国科学家创造的最辉煌成就还是在物理学方面。 十九世纪末，人们普遍认为以牛顿力学为基础的经典物理学已经趋近完美，有人宣言物理学已经无所作为，只能在已知规律的小数点后面加几个数字而已。 1900年，英国著名物理学家开尔文勋爵说，物理大厦已经落成，所剩只是一些修饰性的工作。 然而，他也承认，物理学的晴朗天空中存在两朵乌云，其一是光的波动理论，其二是黑体辐射问题的“紫外灾难”。 结果，正是这两朵乌云，引发了二十世纪物理学的风暴。 这场风暴的始作俑者之一普朗克（1858—1947年）是位“大学霸”，年仅21岁就取得物理学博士学位。 后来他先后在慕尼黑大学、基尔大学和柏林大学任教。 普朗克主要关注当时经典物理学无法解释清楚的黑体辐射问题，在研究中，他发现电磁波的发射和吸收不是连续的，而是一份一份地进行。 据此他开创了量子理论。 1900年年底，普朗克发表了标志量子论诞生的著名论文《关于正常光谱的能量分布定律的理论》。 依照量子理论，能量并非以“连续”的形式存在，而是不连续、大小不一的能量子（量子）。 量子大小和放射频率的不同有关，其比例可以用一个常数来代表。 为纪念普朗克的杰出贡献，德国最重要的科研机构“威廉皇帝研究院”改名为“马克斯-普朗克研究所”。 量子理论打开了新的研究道路。 1905年，瑞士伯尔尼专利局的一位年轻审查员，通过刻苦钻研，发表了论文《分子尺度的新测定》，一举拿下了苏黎世大学的博士学位。 不久他提出了二十世纪最知名的物理学理论之一——“狭义相对论”。 他就是大名鼎鼎的爱因斯坦。 爱因斯坦（1879—1955年）出身于德国乌尔姆，父亲是经营不善的犹太小工厂主。 在这样一个家庭中，诞生了二十世纪最伟大的科学家之一。 根据狭义相对论，时间与空间并非相互独立的，而应该用统一的四维时空来描述。 不同惯性系对时间的描述是不一样的，越接近光速，时间越缓慢。 最著名的例子是“双生子”，即一对双胞胎中的一个乘上高速运行的宇宙飞船，若干年后归来时，他将比他留在地球的兄弟年轻。 美国科幻作家波尔·安德森有篇著名的科幻小说《宇宙过河卒》，小说主角乘坐的飞船减速装置损毁，为了避免死亡，主角让飞船不断加速，接近光速后飞船内时间几乎静止，最后他们竟见证了宇宙的终结。 提出狭义相对论后，经过十余年的苦心钻研，1916年，爱因斯坦又提出了“广义相对论”。 爱因斯坦还提出著名的质能方程E＝MC2，为质量转化为能量提供理论依据，点亮了一连串科技树——核反应堆、核电站，以及原子弹，最后一个发明令爱因斯坦痛心疾首。 打造核武器理论基础的爱因斯坦，本人却是坚定的和平主义者。 一战时，德国科学文化界集体发表为侵略战争辩护的宣言，连伦琴、普朗克等人都签了字，爱因斯坦却拒绝了。 二战前后，爱因斯坦多次参与和平运动，纳粹于1933年查抄了他在柏林的住所，爱因斯坦从此常留美国普林斯顿。 可是他在美国的生活也不那么如意。 二战后，爱因斯坦致力于反核、裁军和世界政府运动，1955年他去世前两个月，还和英国哲学家罗素通信讨论和平宣言问题。 因为反对争霸政策与白色恐怖，他被以控告迫害红色知识分子著称的参议员麦卡锡斥责为“美国的敌人”。 爱因斯坦的姓氏德文可以拆解为“一块石头”，他本人真如一块千锤百炼、坚贞不屈的石头，终身为科学和正义奋斗不止。 相对论和量子力学并立为现代物理学的基础。 它们解决了二十世纪初物理学面临的重大问题，驱散了笼罩在物理学天空的两朵乌云，然后带来了更大的一团黑雾——困扰科学家的难题变得越来越多了。 不过，科学正是在矛盾与探索中取得进步的，不是吗？ |
|
|
