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科學技術專欄 本專欄主持人:鄺宗航 約翰.希曼為眼光銳利的爵士亞伯拉罕.帕伊斯編著的《阿爾伯特.愛因斯坦的科學與生平》一書所作之導讀概要 作者:秋萍,顔亮 自從大科學家愛因斯坦於1955年逝世後,人們回顧他的生平,發現了在他早已被人們熟悉的外在表現背後,他在不同的場合有著不同的心態。但他的心理是健全的,儘管連與他交往密切的朋友們也往往猜不透他。他的氣質與性情中并無相互矛盾的因素,雖然他的著作涉及面廣而非限於一隅。原書的作者帕伊斯本人也是傑出的理論物理學家,他在普林斯頓大學與晚年的愛因斯坦相處甚久,因此能夠充份理解地敘述愛因斯坦的個人特質與政治活動。倘若讀者熟悉物理學術語,就容易看懂愛因斯坦所采用的數學公式,並領悟他的科學發現之社會作用。 首先愛因斯坦能夠不爲前人的理論所拘留,他提出的相對論顛覆了人們對空間與時間的固有觀念。在二十世紀初,許多遠航者未習慣用格林尼治時間來校正地球自轉所導致的各地時差,也就無法確切地知道自己已航行了多久。 那時還年輕的愛因斯坦在1916年已想到了高速運動的物體例如星球的運動與光的傳播須以電磁波來解釋,而且人們對天體的觀察結果因他們所處的空間位置而異。是愛因斯坦首先揭示了在宇宙中的高速運動物體上時間會過得比在地球上快或慢,儘管基本的物理學法則未變。 愛因斯坦稱上述理論為廣義相對論,是他藉助於張量積分以及微分幾何學而推導出來的。他指出了質量與能量是可以相互轉化的,這取決於引力,而且在恆星的強引力作用下光綫會呈現彎曲現象。這一結論在1919年被對於日食的觀察結果所證實。諸如此類的發現對於天體物理學及宇宙學的建立與發展大有用處,正是基於對質量與能量互換的認識,人們纔找到了利用原子能即核能的方法。 他還曾在1905年指出光本身可以量子化,即光與物質間存在相互作用,物質在足夠高溫時可以燃燒而釋放出光子,而冷卻時能夠吸收光子。這是光電效應的機理,其應用導致了許多器具的發明。 嚴格地說愛因斯坦是科學家而不是哲學家,但他卻對量子物理學的發展起了激發哲學式思索的作用。
愛因斯坦關懷社會或人類命運,所以他支持猶太人建立以色列國,也力主世界和平。他在提出相對論時,致力於探索如何把關於空間時間及物質的通用理論與經典的電學和磁學統一,并指出重力會轉化成介質的幾何學彎曲,而磁力僅僅是運動著的電荷所產生的效應。雖然他在有生之年未能完成可獲證實的統一場論,但他大約三十年的艱苦努力探索為科學工作者們樹立了艱苦卓絕的榜樣。對宏觀宇宙的研究與對物質微觀世界即分子原子基本粒子的研究是相輔相成的。他不愧是繼牛頓之後最偉大的科學天才。
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