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物理學家的錯誤預言

威廉·湯姆生、洛倫茲、盧瑟福、愛因斯坦、愛迪生等無疑都是科學巨匠,對人類做出了巨大貢獻,我們都應該記住他們的名字。但他們也會受歷史條件的制約,在科學領域有其認識上的局限性,以至做出了一些很快就證明是錯誤的預言。

威廉·湯姆生:牛頓力學是「終極理論」

著名的英國物理學家威廉·湯姆生(開爾文)對熱力學和電磁學的發展作出了重要貢獻。他不僅根據蓋·呂薩克、卡諾和克拉珀龍的理論首次提出了「絕對溫標」概念,發現了獲得低溫主要方法的焦耳—湯姆生效應,而且還和克勞修斯確立了熱力學第二定律。美英政府採用他的方案成功地鋪設了第二條大西洋海底電纜,使發報速度提高了10倍。他的偉大之處還在於把自己的全部研究成果,毫無保留地介紹給了麥克斯韋,為麥克斯韋最後完成電磁場理論奠定了基礎。

湯姆生雖然在科學上取得了如此眾多的成就,是一位在科學探索中積極奮進的人,但其晚年卻變得思想僵化禁錮。19世紀末,隨著科學技術的飛速發展,特別是牛頓力學體系和門捷列夫元素周期律的完善,科學技術彷彿已經能夠令人滿意地勾畫出自然現象及其相互關係的圖像,並且似乎達到了某種臻於完善的程度。許多人認為,牛頓的經典物理學是無所不包、無所不能的,它既能概括宇宙中最大的天體的運動,也能概括最小的原子的運動,而且「對於未來的事物如同對過去的事物一樣了如指掌」。許多科學家覺得,他們已經完成了他們應該做的工作,湯姆生就是這許多物理學家中突出的一個。1893年,他把科學發展的狀況及其歷史精心地編製成綱目,並發表演說宣布科學大廈已經建成,物理學的所有偉大發現都已齊備,以後物理學家們除了重複和改良過去的實驗,使原子量或一些自然常數增加些小數點位數以外,將再也不會有什麼事情可做了。當時,在他看來,人類對自然界的認識已經到了頂點,經典物理學已經發展到了「終極理論」,科學真理已經達到了「絕對真理」,所以科學探索可以終止了。

正因如此,湯姆生不僅自己先前的進取精神喪失殆盡,而且還反對別人獲得的科學新發現。1903年,當物理學家盧瑟福提出了劃時代的原子「蛻變理論」時,湯姆生極力反對,直到1907年他臨死時,還頑固地否定這一理論。

洛倫茲:科學的大廈已經建成

生活於19世紀末20世紀初的荷蘭物理學家洛倫茲,創立了經典電子論,確定了電子在電磁場中所受的力(洛倫茲力),預言了正常的塞曼效應,並在錯誤的以太學說的基礎上提出了與相對論建立有關的高速運動的參考系與靜止參考系之間時間、空間坐標的變換關係(洛倫茲變換),還寫作了不少科普讀物。

雖然在物理學研究中取得了多方面的成就,但洛倫茲頭腦中卻充滿了經典物理學的思想。像威廉·湯姆生一樣,他認為當時「科學的大廈已經建成」。但是就在這時,作為光和電磁波傳播介質的「以太」的存在,被德國物理學家邁克爾遜用實驗否定了,結果立即使得牛頓的經典物理學理論混亂起來。頭腦中充滿經典物理學思想的洛倫茲面對眼前的事實,陷入了極度的苦惱之中。他對科學喪失了信心,哀嘆物理學的「危機」。他絕望地說道:「在今天,人們提出了與昨天所說的話完全相反的主張,在這樣的時期,真理已經沒有標準,也不知道科學是什麼了。我很悔恨,我沒有在這些矛盾出現的五年前死去。」思想的僵化不僅使洛倫茲先前的探索精神完全喪失,思想上陷入了對科學的絕望感覺之中,而且在行動上使盡自己的天才,千方百計地去把否定「以太」存在的新發現納入牛頓的經典物理學理論大廈之中,企圖阻擋科學向前發展的步伐。

盧瑟福:人類無法利用原子中的能量

盧瑟福在原子科學探索中作出了多方面的貢獻,是現代原子科學的奠基人。他指出了放射性現象乃是一种放射性元素的原子自發地衰變為完全不同的另一種元素的原子的過程,打破了自道爾頓以來牢固地建立起來的原子不可分的觀念,提出了原子的核式結構,確定了射線的性質,發現了質子,實現了原子核的人工轉變,預言了中子和幾種同位素的存在,培養了多位諾貝爾獎獲得者。

但盧瑟福在對待利用原子能量直接為人類服務的看法上,思想長期處於保守狀態,結果使他得出了一系列錯誤斷言。他在很早的時候就錯誤地斷言:人類永遠也做不到利用原子中的能量,這個問題(利用原子能)「只不過是紙上談兵而已」。到了1932年,當他的實驗室對原子的研究取得了巨大成就,報紙上開始有人預言原子能將來可能被應用到人類生活中的時候,他還堅持駁斥說:「沒有這樣的事,實驗人員進行自己的探索的真正目的,是出於了解自然界最深秘密的極大興趣。」好在其他科學家在原子能利用探索道路上,沒有迷信盧瑟福的權威,也沒有被他的錯誤斷言束縛,他們朝著前方奮力探索,用事實證明了盧瑟福斷言的錯誤,為人類找到了原子能這一嶄新能源。

愛因斯坦:量子力學是沒有理論根據的

愛因斯坦是20世紀最偉大的科學家,物理學革命的旗手,是人類歷史天空中最耀眼的巨星。愛因斯坦在量子力學初創階段,成為第一位率先站出來支持其發展的大科學家,眾多科學家在他的引導下也紛紛投身量子力學探索並取得了一系列成就。但其後不久,他對待量子力學的思想卻保守起來,成了量子力學的頑固反對者。德國物理學家海森伯在繼眾多科學家探索量子力學成就的基礎上,找到了反映量子波粒二象性事實的「測不準原理」或不確定關係。這一原理為人們後來認識微觀粒子提供了重要的理論依據。可是愛因斯坦對這一原理給予了否定,說量子力學沒有理論做依據,只是偶然的假說。他不僅口頭上對量子理論進行批駁,而且在行動上也停止了對量子理論的研究,結果使他從此再也沒有獲得量子力學新的研究成果。

愛迪生:交流電是沒有前途的

愛迪生是位舉世聞名的電學家和發明家,他除了在留聲機、電燈、電話、電報、電影等方面的發明和貢獻以外,在礦業、建築業、化工等領域也有不少著名的創造和真知灼見。愛迪生一生共有約2000項創造發明,為人類的文明和進步作出了巨大的貢獻。

特斯拉最偉大的成就就是他發明了交流發電和供電系統。這一系統以其安全、成本低、輸電損耗小、電機製造容易、便於變換電壓等優點,克服了直流發電和供電系統的各種弊端,適應於當時社會對電力急劇增長的技術需要,有廣闊的應用前景。但是,積極倡導直流電應用的愛迪生卻激烈地反對使用交流電,甚至不惜使用卑劣的手段來誹謗特斯拉的這項科研成果,險些將交流電的使用扼殺於襁褓之中。

1884年,一貧如洗的特斯拉來到美國,一心要實現他的交流電夢想。初見愛迪生時,便向這位他已深為敬仰的名人介紹起自己的交流電來。不料,這位發明大王一聽到交流電便勃然大怒「交流電太危險,是沒有前途的,大家喜歡直流電,我一輩子要的也就是直流電。

1888年,特斯拉終於得到金融家威斯汀豪斯的支持。威斯汀豪斯電氣公司決定投資研製他的交流感應電動機。愛迪生得知後惱怒異常,不惜用各種手段試圖將交流電扼殺於搖籃之中。他暗地裡疏通議員通過一項法案,規定電流的電壓不許超過800V,以此限制交流電的有效使用。他僱用小學生們到街上去抓小貓小狗等牲畜,拿這些小東西在試驗室里做試驗,殘酷地將它們置於交流電下電死。他舉辦記者招待會,當眾用1000V交流電做電死貓的表演。愛迪生的試驗很快達到了極端:用活人來做實驗。他疏通了紐約州監獄的官員,使他們答應將絞刑的死刑方式改為電刑,即改用特斯拉專利所提供的交流電的電刑。1890年8月6日,一名殺人犯被判第一次使用交流電來執行死刑。由於沒有經驗,當局所使用的電流太弱,犯人只是被電得半死,後來又不得不再電一次。據一位記者報道,這種恐怖的景象要比絞刑可怕得多。從此,交流電的名聲一片狼藉。

面對科學巨人愛迪生的連續誹謗與攻擊,在強大的輿論壓力下,特斯拉與威斯汀豪斯毫不氣餒,堅持實驗,以大量的事實和可靠的數據來證明交流電具有安全、可靠等優點。1893年,在芝加哥萬國博覽會上,交流電以其非常明顯的優越性得到了人們的認同。從此。交流電迅速被推廣應用,成為人類文明建設的強有力手段。


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