之所以想起来写这个,是因为今天在网易上回帖。当时讨论伟大的科学家之类,有人提到了伽利略重要性在牛顿之上,因为牛顿说:“我之所以看的远,是因为我站在巨人的肩膀上。”而伽利略就是牛顿说的那个巨人。
牛顿的经典力学,的确是建立在伽利略和其他前人的基础上,不过这句话可不是这么理解。于是我搜集了一切其他我觉得有意思,或者有意义的名人名言,遂有此文。
1.我之所以看的远,是因为我站在巨人的肩膀上。-----艾萨克牛顿爵士
第一条自然是要写牛顿爵士的这句话了。这句话牛顿是说过的,或者说,至少是他写下来过。不过这句话却不是谦虚,也不是说牛顿的成果就是建立在伽利略的研究基础上(虽然这是事实)。这句话其实是挖苦人的。
这句话出自罗伯特胡克和牛顿的交流的信件之中。罗伯特胡克这个人也是英国了不起的一个科学家。他涉猎的学科非常广泛。制造过显微镜,研究过弹性定律(现在就叫胡克定律),汽车传动轴上的万向接头也是胡克发明的(也叫做胡克接头)。
胡克这个人支持光的波动说,认为光是一种波。而牛顿根据三棱镜可以把光变成七彩光,认为光是不同颜色的粒子组成的,所以牛顿支持光的粒子学说。两人因此交恶。
写这封信的时候,据说当时胡克是提到他很早就研究了平方反比定律(也就是牛顿定律中,引力和距离的平方成反比的定律),只是胡克到此陷入了研究的瓶颈。而牛顿回信,就有了这句话。结合通信内容,可以看出来,牛顿其实是讽刺胡克没法继续他的研究,而研究成果实际上是牛顿的。而胡克此人身材很矮,也其貌不扬。所以牛顿说他是“巨人”,其实是一句讽刺的反话。
说句题外话。牛顿爵士,就科学成就来说,可谓古今第一人。然而就人品来说,可谓卑劣之际。利用自己的地位打压对手的例子不胜枚举。甚至因为争夺微积分的发明权,。甚至动用权利以此把英国科学界和欧洲大陆隔绝开来。带来的恶果就是,英国科学家在之后的近百年都落后于法国德意志等国。可见妄自尊大而闭门造车,那是行不通的。
2.连个错误都谈不上。-----沃尔夫冈泡利
这句话是我非常喜欢的一句话,英文写作“Even not wrong”。语出奥地利著名的物理学家泡利。
泡利是奠定了量子力学的众多(其实真正影响巨大的并不多)物理学家之一。他最大的成就,也是获得诺贝尔奖的研究,叫做“泡利不相容”。这东西解释起来比较复杂。不过意义非常巨大。
我们上过初中的话就知道,物质是原子组成的,原子里面有很小的几个电子,还有个原子核。原子核里面有很小的质子,和中子。但是这些粒子都非常小,远比一个原子要小。那么就这么几个小的粒子,中间有很多空间,为什么它们不会挤压在一起呢?或者说,物质既然中间空间那么大,为什么人无法穿过墙呢?这原因就是泡利不相容。泡利不相容说,两个同样状态的费米子,无法同时在一个位置。所以墙有电子,人身上的原子也有电子。这样两个电子会“顶在一起”,互相排斥(这么解释其实不完全正确,不过大体是这个意思),所以人无法穿过墙,桌子上的东西不会透过桌子掉下去。但是光子不是费米子,所以两道光可以互相传过去,而不是如同星球大战里面的光剑那样互相抵住。(光这类东西叫做玻色子。费米子的自旋是半整数,例如1/2,玻色子的自旋是整数,例如1,2这样的数字。自旋是类似角动量的东西,说多了也没用,反正粒子就是这么分的)
泡利这个人治学非常严谨。据说有一天,一个朋友看到一个青年学者的论文,不过觉得意义不大。可是自己又没什么把握,于是把论文拿给泡利来看。泡利看过之后,评价就是这句‘连个错都谈不上’。从此这句话成为学术界的一个典故。
这句话是什么意思呢?在自然科学界,一个理论,必须具备的一个条件叫做‘可证伪性’。意思就是说,一个理论,要可以被证明是错的。比如我说球没有棱角,那么可以证伪的部分就是,如果有人发现球有两个互相垂直,成为90度的角,那球就有棱角,理论就是错的。又比如说,相对论说光速是信息传播速度的极限。那么如果我们发现有东西传播的速度比光还快,那相对论就有问题。这就叫做可证伪性。
那么如果一个东西没有可证伪性,比如说‘上帝存在’。上帝是无形又无所不在的。无法看到,无法证明存在,也无法证明不存在。一个没法证明不存在的东西,在科学上就是个毫无价值的理论。这就是缺乏可证伪性。
一个理论,如果被证明是错的,这说明虽然它错了,但是它具备可证伪性,可以证明是错的。可是如果连错都谈不上,说明连可证伪性都没有。那么这种理论根本和科学毫无关系。甚至还不如一个错误的理论。
我在网上经常看到一些民间科学家,或者神棍,大谈以太的存在,元气是暗物质等等莫名其妙的言论。他们的理论总是可以‘解释’好多东西,可是解释的毫无意义。比如说,暗物质其实就是元气,这句话有意义么?没什么意义。因为这个元气就是看不到摸不着的,并不具备可证伪性。这种鬼扯,连个错误都不如,根本就是浪费时间的垃圾理论。
3.我有个一个公式,你有么?------保罗狄拉克
据说苏联物理学家朗道曾经给物理学家排了个名次,最高的0分是牛顿,其次0.5分是爱因斯坦,然后1分的是一些对量子力学有极其杰出贡献的科学家,例如薛定谔,玻尔等等。而这个级别的人之中,就有狄拉克。
狄拉克这个人在量子力学的领域非常了不起。反物质就是他研究发现的。狄拉克最了不起的成就,可能就是狄拉克方程了。
目前的物理学,主要分相对论和量子力学。相对论对引力解释非常好,而量子力学对电磁力,强相互作用力和弱相互作用力解释非常好。自然界就这么4个基本力。如果某个理论可以同时解释这4个基本力,那物理界基本就算是没有什么根本性的问题需要解决了。问题是,相对论和量子力学并不互相兼容。两者是有矛盾的,这意味着,必然有一个是有问题的,或者两个都有问题。
狄拉克的厉害之处,就是他把狭义相对论和量子力学结合了起来,通过一个方程来描述粒子的运动。这个方程就叫做狄拉克方程。这个方程的意义对于外行(例如我)来说,恐怕很难描述,或者说理解其重大意义。总之是很厉害的玩意就是了。
狄拉克这个人,据说是有点不苟言笑。不吸烟不喝酒,也不怎么喜欢玩。是一个很无聊的人。而且据说连话都不多。朋友们都创造了一个单位叫做‘狄拉克’,意思是一小时说一个字。
而同样是物理学家的理查德费曼,这个人就有趣的多了。喜欢唱歌喜欢敲鼓,还喜欢撬门开锁当小偷,还喜欢讲笑话,人超有趣的,是我最喜欢的物理作家(强烈推荐费曼的两本自传)。
费曼很钦佩狄拉克的学术水平,经常试图和狄拉克套近乎。可是狄拉克就烦费曼这样的话痨。有一次费曼的热脸刚凑上去,狄拉克就把冷屁股露出来,说了那句话“我有一个公式,你有么”。这里的公式说的就是狄拉克方程。费曼一时语塞,就这么被狄拉克打发了。
我估计费曼对此耿耿于怀。虽然费曼也的确有一些公式,不过没有一个有狄拉克方程的名气大。费曼甚至在他的《费曼物理学讲义》中,讲到狄拉克方程的时候,连方程的名字都没说。
其实费曼也大可不必如此。费曼最出名的成果之一是‘费曼图’,例如图形计算粒子的运动。远比干瘪的数字漂亮的多。如果让我纹身,我肯定会选择费曼图而不是狄拉克方程。数字纹上有啥意思,就算纹数字,我也纹欧拉公式啊,哪里轮得到狄拉克?
4.我发现了一个美妙的证明,可是地方太小写不下了。------皮埃尔费马
刚才说到了欧拉,我觉得也别光写物理学家,也说说数学家有意思的名言。
这句话来自于费马。费马也是民科的重灾区。民科经常研究一些能‘看得懂’的研究课题。例如哥德巴赫猜想。这个题目小学生都看得懂,可是证明起来,那就是难于上青天了。然而只要能看懂,民科就敢于挑战权威。前赴后继的当了薪柴,走在传火的路上。
费马吸引民科的就是著名的费马大定理。
说费马大定理之前,先简单的介绍一下费马。费马本身也和民科差不多,不是科班出身。不过这么说也不确切,费马是正经的大学毕业。只不过费马并没有选择成为专职的数学家,而是当了一个律师。费马的数学研究,完全是个人兴趣爱好。流传在世的研究,也都是和其他数学家通信,或者自己笔记的记载。
因为他不是专业人士,所以研究也都是凭着爱好,不是特别的在意论文发表。格式自然就简单随意。
有一次费马在看丢番图的数学著作的时候,忽然有了灵感,在书的旁边空白写了个笔记。大体内容如下
如果正整数n>2。那么
x^n+y^n=z^n
这个不定式方程没有正整数的解
就是x的n次方加上y的n次方等于z的n次方。它们的解不会是正整数
明白了么?没明白的话想想勾股定理,3的2次方加上4的2次方等于5的2次方。这是n=2,如果n比2大,那么就不可能有3,4,5这样正整数的解了。
该死的是,费马在书的空白处写了这个定理之后,还写了一句话。就是那句‘我发现了一个美妙的证明,可是地方太小写不下了。’
灾难就此开始了。
很多人看到费马一个随手的笔记,都能想出来一个定理,那证明过程或许很巧妙,但是不应该太复杂。否则不用稿纸就凭着心里想,应该是想不太出来的。
然后很多试着证明,失败了。
更多人试着证明,失败了。
然后有人悬赏巨款征集证明过程,在几百年之间无数人都失败了。
一直到1993年,有两个人在前人的基础上用了7年做出了证明,发表之前被发现有错误,然后修改了一年,终于在1995年发表了最终的证明。
整个过程用了360多年。
在这300多年之中,为了证明费马大定理,发展出了群论等全新的数学领域。以此发展的数学理论分支不说不计其数,也不是一只手可以数的过来的。甚至最后的证明还用到了计算机。可以说证明方法非常不简洁,甚至都很难说是个数学证明了。
由此有人猜测,费马其实当年也没有证明。要么是说大话(可能性不大),要么是费马自己有个证明,但是证明却是错的,而费马自己没意识到。
费马大定理证明难度极高,甚至数学王子高斯都说,他不会去证明费马大定理,因为他认为那是无法证明的,而这种无法证明的东西,他随便都可以出几个。
事实证明高斯错了。然而这绝不能怪高斯自大。在没有电子计算机的年代,证明费马大定理无异于登天。
我不知道现在的数学书的留白是否足够大。但是我想,人们是应该吸取教训的。
5.尤里卡!-----阿基米德
说过了数学家和物理学家,我想了想,物理几乎是离不开数学的。其实几乎这两个字都可以去掉。
但是数学家依然不是物理学家。数学家是讨论数学这个工具,而物理学家是用这个工具来讨论这个世界的规律。
不过能身兼数学家和物理学家的,往往都是一些了不起的神人。例如牛顿,。还有一个例如,就是阿基米德了。
阿基米德算是我这样工科生的老祖宗,祖师爷级别的。杠杆原理可以说是大道至简。如果再详细介绍一遍阿基米德,我估计我晚上是不用睡觉了。
还是就事论事吧。就从那个王冠说起。
据说国王让金匠拿着黄金打造一定王冠。可是按照韩非子的说法,领导嘛,必须具备疑神疑鬼的优良品格。于是国王怀疑金匠用其他廉价金属掺在里面偷梁换柱了。
可是称了称重量,没什么毛病。但是国王还是疑心。于是让阿基米德想办法找出验证的方法来。
阿基米德其实也没办法啊。
好在古希腊人除了疑神疑鬼之外,还有个优良品格,就是爱洗澡。而且阿基米德还是西西里人,现在算是意大利。意大利古代是罗马,罗马人也爱洗澡。虽然西西里人总觉得自己不是意大利人,不过阿基米德爱洗澡是跑不了的了。
我洗澡的时候总是把热水放的慢慢的,可是我娘子总是骂我水弄的满地都是。阿基米德老婆显然比我娘子强。因为阿基米德一下池子,水也弄的满地都是,可是显然没人骂他。于是他看了看,就大喊了一句希腊语‘εὕρηκα’,拉丁文写作eureka,意思是‘俺发现了’。这句话发音就是尤里卡。
阿基米德发现,浸入水的体积,就等于排出浴池的水的体积。也就是说,把一个水盆装满水,把王冠放在水里,流出水盆的水,就和王冠金属的体积一样。这样就知道是否和原来的金子大小相等了。
阿基米德之后进一步的发展了这个想法,如果一个东西漂浮在水面上,而不是沉下去了?结论是物体排开的重量,等于它收到的浮力。这就是浮力定律了。
阿基米德70多岁的时候,因为他居住的锡拉库扎和罗马人交战。阿基米德发明了很多武器,例如起重机等等来帮助抵抗罗马人进攻。其中甚至包括聚光镜(但是一般认为这是假的故事)。罗马人数次被阿基米德的先进武器击败。奈何罗马当时是朝阳帝国,最终还是攻破了城市。不过罗马人尊重知识分子,不会踏上亿万只脚。指挥官下令要保护阿基米德。
士兵冲进了阿基米德的家,而阿基米德当时在做几何研究。老头子骂了一句‘滚,别弄坏我的图形,我还要做题呢。’结果大头兵一怒之下,违反了长官命令,杀死了阿基米德。只能说不作死未必就会被杀死啊。
至于那个王冠到底有没有掺假,谁关心呢?
6.我正在想第三个人是谁。-----亚瑟爱丁顿爵士
过去我小时候,一说到科学家,那都是德艺双馨的老爷爷。然而长大了才明白,科学家出成果的时候,往往都是很年轻,重大成果往往都是30岁之前的。爱因斯坦牛顿莫不如是。而德艺双馨,更是少见。学术界有很多例如之父爱德华泰勒,就是著名的人品卑劣。海森堡测不准定理的那个海森堡,,没造出来,。牛顿打压对手是臭名昭著的。而据说希腊人为了维护数学的纯正,杀死了第一个发现根号1的人(估计那个人不小心找到了两边长为1的等边直角三角形)。
爱丁顿这个人,品德虽然没那么恶劣,但也谈不上高尚。或者说,这人其实很臭屁。
爱丁顿是英国人,还是个天文学家。然而他是很早期就赞同爱因斯坦相对论的人。在一战刚结束的1919年,爱丁顿就趁着日蚀,通过天文观测,证明了爱因斯坦相对论对引力能扭曲光的预言,从而正式了广义相对论对空间的几何描述。
在当时这是一件很有话题的事情。不光是相对论被证实,也是在战后,一个英国人为了德国佬的理论漂洋过海观测,体现了和平主义的大无畏精神。
然后就有记者采访爱丁顿,问问他的感受。爱丁顿巴拉巴拉说了一堆。记者嘛,大多数是很聪明,却不学无术的人物。这个记者就凑趣了评价了一下相对论,说相对论非常难理解,世界上据说只有3个人真正明白相对论的意思。
爱丁顿听了之后,就和假人似的,完全也不搭茬。记者等了半天,憋不住了。就问爱丁顿在想什么。
于是爱丁顿回答‘我正在想第三个人是谁’。言外之意,世界上除了爱因斯坦和他爱丁顿,就没人明白相对论了。
这句话经常被人拿出来来说明相对论之难。其实爱丁顿也是说大话。爱因斯坦的狭义相对论,也被洛伦兹和庞加莱得到过。洛伦兹没有想到时间改变,错过了狭义相对论的发明权。庞加莱大气,反而帮爱因斯坦做宣传,不争功。
而爱因斯坦的广义相对论,功劳完全在他本人,不过要说没人可以理解,那真是小看天下英雄了。
而在相对论被提出的一百多年后的今天,狭义相对论只要初中生水平就可以理解,高中生就可以看明白推导,并且使用。广义相对论相对需要数学技巧,不过理解也就是高中程度,运用的话大学生就可以简单使用。
3000年前的人解个二元一次方程都难,现代人上过学的都能做得到。相对论名头固然大,也并非就是学不会的高深玩意。
7.‘人们都看得到天上美丽的星星,但是只有我知道它们为何美丽。’-------还是臭屁的爱丁顿
一个人如果就因为一个相对论吹嘘,以此说他臭屁,未免有点不公。说他臭屁是因为他的确臭屁的。
说的就是亚瑟爱丁顿。
爱丁顿本人是个天文物理学家,和生活大爆炸里面的印度人是一个工作。
爱丁顿一度把工作重心放在造父变星上,这是一种非常明亮的,还闪烁的星星。爱丁顿以此探索恒星内部的构造,并且发表了关于恒星周期方面的论文,并且获得了学术界的认同。
此后不久,在他夜晚和女朋友散步的时候,他发表了男人都会发表的感慨,那就是‘我真了不起。’
一般男人往往发表此类言论都是在床上,例如‘爽不爽’,‘刚才高潮了没有’之类。也有的是发生在酒桌上,例如和女友吹嘘自己在社会上有多狠。
爱丁顿嘛,文化人,吹牛皮自然水平也要文化一点。他指了指天上的星星,问女朋友,漂亮不。女朋友估计也不爱搭理他,随便应了一声。爱丁顿于是大发感慨,说了句‘人们都看的到天上美丽的星星,但是只有我知道它们为何美丽。’
言外之意,人们能看到星星的光,可是他爱丁顿已经了解了恒星内部的运作模式,知道它们的发光规律了。
然而臭屁的人也需要治。一个印度天文学家钱德拉塞卡,也是研究天文(废话,天文学家能不研究天文么),在一些学术上和爱丁顿就有相左的看法。
爱丁顿贵为爵士,很大度的邀请钱德拉塞卡参加一个大会,让钱德拉塞卡发表他的看法。钱德拉塞卡不明就里,以为爱丁顿提携新人,上去就说了一通。
结果钱德拉塞卡说完,爱丁顿直接上去,用事先准备的反驳把钱德拉塞卡的演讲批的一文不值。
人性啊,同志们,这就是人性啊。
然而最终事实证明,钱德拉塞卡关于白矮星的看法是正确的。钱德拉塞卡也凭借着‘钱德拉塞卡极限’,获得了诺贝尔奖。
公正会不会到来,不好说,反正偶尔还是来的。
8.‘这是老子挖的最后一颗土豆。’------欧内斯特卢瑟福男爵
新西兰和澳大利亚都是大洋洲的‘大国’。然而这两个兄弟同病相怜。网上有人经常骂,你们澳洲有什么?高铁卫星,你们有么?
澳新两国,就科研来说,当真可以拿来讲的不多。生物技术和农牧业倒是发达。可是谁会把种地当做高科技呢?
然而就算是这样科技的荒漠,偶尔也能出几个人才的。
卢瑟福男爵就是新西兰这片科学荒漠走出来的。
卢瑟福父母都是普通劳动阶层。家里也不富裕。谁富裕会在19世纪生活在新西兰这样的穷乡僻壤?为了上学,他从小就在工厂帮忙打工,学费也主要依靠奖学金。颇有点贫困山区孩子的意思。不过19世纪的卢瑟福,恐怕还是要比21世纪中国贫困山区孩子的条件要好的多的。
卢瑟福在坎特伯雷大学遇到了他尊敬的导师,可因为没有奖学金,依然不能全职做学问。平时还是要下地干活补贴家用。
一直到1895年他差不多24岁的时候,他才考上奖学金。据说当他母亲把录取通知书拿给卢瑟福的时候,男爵阁下正在地里挖土豆呢。
得知了拿到奖学金的消息,卢瑟福把手里的铁锹一扔,宣布到‘这是老子挖的最后一颗土豆了。’
都说做什么都是为国家做贡献,这句话也就是安慰下层民众。事实证明,有几个人能去大学做研究,还愿意下农田种地啊。把知识分子关在牛棚,强迫下乡,那根本就是摧残人的价值。
就算到了剑桥之后,还有英国佬讥笑卢瑟福是乡巴佬。
然而无论卢瑟福男爵是不是乡巴佬,他对原子核构造的突出研究贡献,依然被人们称之为原子核之父。卢瑟福首先发现了质子,并且把原子内部的射线分类。给出了一个在当时算是非常完善的原子核模型。
本来还准备了更多,结果发现自己写作速度居然比想象的慢。或者说,想写的东西比计划的要多的多。干货之外加入了太多插科打诨。可是每次写到冷静之处,我都问自己,这些玩意真的有人会看么?
答案或许还是那样,我写了还是给自己看的。虽然未必自己会真的‘看’,不过写作本身也是个思考的过程。人可以自我反思,有时候,在思考中,旧的知识就会融会贯通,形成新的知识。就的八卦趣事,就会形成新的八卦流言,搞不好哪天就流传于世呢。
最起码,别人不看,我老娘或许还会看了。
不过夜依然深了,我和娘子还没有打炮,光写这么几个就已经凌晨了。排版就免了。能和我志趣相投,或者愿意看我写东西的人,难道会在意版面么。