世界十大科学家与物理学家:世界十大物理学家 英国《物理世界》杂志评选出了人类有史以来10位最伟大的物理学家。他们是: 1.爱因斯坦;2.牛顿;3.麦克斯韦;4.玻尔;5.海森伯格;6.伽利略;7.费曼;8.狄拉克;9.薛定鄂;10.卢瑟福。 这十大物理学家无疑是我们学习的榜样,他们的学习、生活和工作是很值得我们研究的。
出生与概况 一、爱因斯坦:1879年3月14日出生于德国南部符腾堡的乌尔姆城,父亲经营一家小型工厂,家庭经济较困难,几次搬家。6岁,母亲开始教他拉小提琴。1903年与马立克(米列娃)结婚,1903年和1910年先后生了两个儿子;1919年离婚,后与表妹伊尔萨·罗文莎结婚。1955年4月18日在美国新泽西州普林斯敦病逝。
二、牛顿:1642年12月25日(旧的儒略历)出生于英国北部林肯郡乌尔索浦(偏僻农村),是个早产儿。他出生前两个月父亲病逝;3岁时母亲改嫁,将其交由外祖母抚养。终生未娶。1727年3月20日因患泌尿系统疾病而去世。
三、麦克斯韦:1831年11月13日生于英国爱丁堡。8岁丧母。祖辈中有学者、诗人、音乐家等。父亲是位律师,学识渊博,兴趣广泛,常带麦克斯韦听讲座。1877年得了胃癌,1879年11月5日年仅48岁(本文均指周岁)的麦克斯韦病逝于英格兰剑桥。
四、玻尔:1885年10月7日生于丹麦的哥本哈根,父亲是哥本哈根大学著名的生理学教授。玻尔小时侯常昕一些哲学家和物理学家们与他爸爸讨论问题。1912年结婚,儿子A·玻尔也获诺贝尔物理奖。1962年11月18日在哥本哈根死于心脏病。
五、海森伯格:1901年12月5日生于德国维尔茨堡,父亲原是中学教师,海森伯格9岁时父亲成为慕尼黑大学的教授,因此全家迁到慕尼黑。海森伯格共有7个孩子。1976年2月1日因癌症在慕尼黑家中去世。
六、伽利略:1564年2月15日生于佛罗伦萨共和国(现在的意大利)的比萨,父亲是音乐演奏家、作曲家和数学家;母亲出生于贵族,对家庭很挑剔。1642年1月8日在佛罗伦萨共和国的阿塞蒂里去世。
七、费曼:1918年5月11日生于美国纽约市的曼哈顿区,父亲是从白俄罗斯明斯克来到美国的推销员。1942年他与中学时的恋人格林巴姆结婚,1945年6月16日妻子去世;20世纪50年代第二次结婚,但很快离婚;1960年与格温内施·霍瓦施结婚,同年儿子出生;1968年又收养一女儿。费曼晚年患了10年的癌症,1988年2月15日在美国的洛杉机去世。
八、狄拉克:1920年8月8日生于英格兰格洛斯斯特郡的布里斯托尔,父亲是法语教师,他很崇尚读书,对狄拉克的家教很严。1984年在佛里罗达州的塔拉哈西去世。
九、薛定谔:1887年8月12日生于奥地利维也纳,是独生子,母亲是一化学教授的女儿,父亲是一家成功的油布厂厂主。薛定谔接受过广泛的教育,兴趣广泛,天赋较好,小学时请家教上课。他认为父亲是他的朋友、导师和不知疲倦的伙伴。1961年1月4日在维也纳去世。
十、卢瑟福:1871年生于新西兰纳尔逊附近的乡村山区春林(后改称布赖特沃特),15岁时随家人迁到蓬加尔胡。父亲在那里种植亚麻并开了一家纺织厂,母亲为教师。因家庭人口多,童年时生活并不富裕。1895年赴英国剑桥大学,后入英国国藉。1937年在英国剑桥医院病逝。 这十大物理学家按出生地分:英国有3位,德国2位,丹麦1位,意大利1位,奥地利1位,美国1位,新西兰1位。可以看出:他们中有8位在欧洲。这也充分说明了3个世纪以来,科学发展的中心在欧洲。十大物理学家在家庭出身和教育环境上,玻尔、海森伯格和伽利略3位出自专家教授家庭;麦克斯韦、费曼、狄拉克和薛定谔4位出自生活和教育环境较好的家庭;而爱因斯坦、牛顿和卢瑟福3位则出生在环境条件上较差的家庭。这说明环境好的家庭和环境条件差的家庭都可以培养出杰出人才,家庭经济条件优越和教育环境好不是成才的必备条件。
十大物理学家的婚姻家庭情况差别较大。有终生不娶的,也有多次离婚的;有没有子女的,也有子女很多的;有子女非常出色的,也有子女一般的。简言之,他们在科学上是杰出的,而在婚姻和家庭上与普通人没有什么区别,他们同样要承受着家庭的困扰和生活的压力。 十大物理学家除了麦克斯韦仅活了48岁以外,其余9位平均寿命在75.9岁。可见,尽管这些物理学家终生致力于科学,不辞辛苦为之奋斗,但这并没有影响他们的寿命。他们还是比较长寿的,年龄最大的牛顿活了85岁。
性格与爱好 爱因斯坦:6岁跟母亲学拉小提琴,14岁登台演出。爱好音乐,终生喜欢拉小提琴。历史、地理、语言成绩差,曾遭学校退学。在提出相对论之前,常与一些青年在一起讨论各种问题。
牛顿:童年成绩很差,是全校有名的“劣等生”。性格有点孤僻。爱动手制作小玩意。
麦克斯韦:活泼,会骑马,会制小玩具,是撑杆跳能手。从小数学出众,15岁在《爱丁堡皇家学会学报》发表几何论文。
玻尔:小时候常跟父亲一起做小型物理实验。
海森伯格:喜欢同青年朋友一起背上背包,带上干粮、地图长途旅行。旅行中边欣赏景物边讨论问题,是个乒乓球迷,不喜欢同仪器打交道。 伽利略:从小善于观察,善于思考。10岁已显超常。 费曼:聪明,从小学习成绩优秀。 狄拉克:从小喜欢自然科学特别是数学。薛定诗:小时请家教辅导已显露才华。除喜欢数学、物理,还喜欢语言。擅长写诗,又热心登山、上剧院。 卢瑟福:成绩好,手也巧,很小就会修理钟表。 从以上情况我们可以看出:十大物理学家并不是个个从小都显得聪明。这说明从小不显聪明的孩子并不一定不能成才。十大物理学家大多数有科学之外的爱好,如爱旅游等,也许正是这些爱好开阔了他们的思维,激发了他们的科学灵感,从而获得成功。他们中的一些人喜欢和别人一起讨论,当然不一定都讨论科学问题,这些讨论可以拓宽知识面,开阔视野,值得学习。他们中的不少人从小爱动手,对小实验、小制作有兴趣,这也是很值得我们学习的。
对科学的主要贡献及做出最杰出成就的年龄 爱因斯坦:26岁发表"狭义相对论"和"光电效应"论文,37岁发表"广义相对论"。 牛顿:23~24岁创立微积分,发现万有引力定律、三大运动定律及光的许多属性,发明反射望远镜,45岁发表《自然哲学的数学原理》。 麦克斯韦:29~34岁创立电磁场理论,42岁出版《电学和磁学论》。 玻尔:28岁左右完成3篇关于原子结构理论的论文,51岁提出原子核的液滴模型。 海森伯格:24岁发明矩阵力学,26岁发现了"测不准原理"。 伽利略:25岁演示他的落体原理,45岁制作望远镜并观测月球,68岁发表《关于托勒玫和哥白尼两种世界体系的对话》。 费曼:22岁发表"费曼图",43岁发表《量子电动力学》。 狄拉克:25岁开始对量子电动力学进行数学方面的研究,28岁发表《量子力学原理》,30岁提出元限真空极化作用。 薛定谔:34~39岁在苏黎世大学研究理论物理,38~39岁发现了薛定湾方程,形成了波动力学。 卢瑟福:24岁辨别α,自辐射,40岁发现原子的核式结构,48岁发现质子。 可以很明显地看出:十大物理学家所作的开创性工作都是在他们年轻的时候,绝大多数是在20多岁,有6位竟然不超过25岁。岁数较大时,一般只能做些操作性工作和总结性工作。这一点是很值得我们注意的。开创性工作需要活跃的思维和理性的思考。
世界十大科学家
十、拉普拉斯(1749~1827)
拉普拉斯是天体力学的主要奠基人,是天体演化学的创立者之一,是分析概率论的创始人,是应用数学的先躯。拉普拉斯用数学方法证明了行星的轨道大小只有周期性变化,这就是著名拉普拉斯的定理。他发表的天文学、数学和物理学的论文有270多篇,专著合计有4006多页。其中最有代表性的专著有《天体力学》、《宇宙体系论》和《概率分析理论》。1796年,他发表《宇宙体系论》。因研究太阳系稳定性的动力学问题被誉为法国的牛顿和天体力学之父。
九、莱布尼茨1646.7.1.—1716.11.14
德国最重要的自然科学家、数学家、物理学家、历史学家和哲学家,一个举世罕见的科学天才,和牛顿同为微积分的创建人。他博览群书,涉猎百科,对丰富人类的科学知识宝库做出了不可磨灭的贡献。
八、居里夫人(1867~1934)
1898年法国物理学家贝可勒尔(Antoine Henri Becquerel)发现含铀矿物能放射出一种神秘射线,但未能揭示出这种射线的奥秘。玛丽和她的丈夫彼埃尔·居里(Pierre curie)共同承担了研究这种射线的工作。他们在极其困难的条件下,对沥青铀矿进行分离和分析,终于在1898年7月和12月先后发现两种新元素。居里夫人即玛丽居里(Marie Curie),是一位原籍为波兰的法国科学家。她与她的丈夫皮埃尔居里(Pierre Curie)都是放射性的早期研究者,他们发现了放射性元素钋(Po)和镭(Ra),并因此与法国物理学家亨利。贝克勒尔(Henry Becquerel)分享了1903年诺贝尔物理学奖。之后,居里夫人继续研究了镭在在化学和医学上的应用,并且因分离出纯的金属镭而又获得1911年诺贝尔化学奖。
七、欧拉(1707-1783)
18世纪最优秀的数学家,也是历史上最伟大的数学家之一,被称为“分析的化身”。欧拉渊博的知识,无穷无尽的创作精力和空前丰富的著作,都是令人惊叹不已的!他从19岁开始发表论文,直到76岁,半个多世纪写下了浩如烟海的书籍和论文.可以说欧拉是科学史上最多产的一位杰出的数学家,据统计他那不倦的一生,共写下了886本书籍和论文(七十余卷,牛顿全集八卷,高斯全集十二卷),其中分析、代数、数论占40%,几何占18%,物理和力学占28%,天文学占11%,弹道学、航海学、建筑学等占3%,彼得堡科学院为了整理他的著作,足足忙碌了四十七年。到今几乎每一个数学领域都可以看到欧拉的名字,从初等几何的欧拉线,多面体的欧拉定理,立体解析几何的欧拉变换公式,四次方程的欧拉解法到数论中的欧拉函数,微分方程的欧拉方程,级数论的欧拉常数,变分学的欧拉方程,复变函数的欧拉公式等等,数也数不清.他对数学分析的贡献更独具匠心,《无穷小分析引论》一书便是他划时代的代表作,当时数学家们称他为"分析学的化身"。
六、高斯(1777年4月30日—1855年2月23日)
德国著名数学家、物理学家、天文学家、大地测量学家。高斯被认为是最重要的数学家,并有数学王子的美誉。高斯的数学研究几乎遍及所有领域,在数论、代数学、非欧几何、复变函数和微分几何等方面都做出了开创性的贡献。他还把数学应用于天文学、大地测量学和磁学的研究,发明了最小二乘法原理。高理的数论研究 总结 在《算术研究》(1801)中,这本书奠定了近代数论的基础,它不仅是数论方面的划时代之作,也是数学史上不可多得的经典着作之一。高斯对代数学的重要贡献是证明了代数基本定理,他的存在性证明开创了数学研究的新途径。高斯在1816年左右就得到非欧几何的原理。他还深入研究复变函数,建立了一些基本概念发现了着名的柯西积分定理。他还发现椭圆函数的双周期性,但这些工作在他生前都没发表出来。1828年高斯出版了《关于曲面的一般研究》,全面系统地阐述了空间曲面的微分几何学,并提出内蕴曲面理论。高斯的曲面理论后来由黎曼发展。 高斯一生共发表155篇论文,他对待学问十分严谨,只是把他自己认为是十分成熟的作品发表出来。其著作还有《地磁概念》和《论与距离平方成反比的引力和斥力的普遍定律》等。
五、门捷列夫
门捷列夫的最大贡献是发现了化学元素周期律。今称门捷列夫周期律。1869年2月 ,门捷列夫编制了一份包括当时已知的全部63种元素的周期表(表1)。同年3月,他委托N.A.缅舒特金在俄国化学会上宣读了题为《元素的属性与原子量的关系》的论文,阐述了元素周期律的要点:①按照原子量的大小排列起来的元素,在性质上呈现明显的周期性。②原子量的大小决定元素的特征。③应该预料到许多未知单质的发现,例如,预料应有类似铝和硅的,原子量位于65~75之间的元素。④已知某些元素的同类元素后,有时可以修正该元素的原子量。
四、麦克斯韦(James Clerk Maxwell 1831--1879)
麦克斯韦主要从事电磁理论、分子物理学、统计物理学、光学、力学、弹性理论方面的研究。尤其是他建立的电磁场理论,将电学、磁学、光学统一起来,是19世纪物理学发展的最光辉的成果,是科学史上最伟大的综合之一。他预言了电磁波的存在。这种理论遇见后来得到了充分的实验验证。他为物理学树起了一座丰碑。造福于人类的无线电技术,就是以电磁场理论为基础发展起来的。
三、希尔伯特1862~1943
希尔伯特是对二十世纪数学有深刻影响的数学家之一。他领导了著名的格廷根学派,使格廷根大学成为当时世界数学研究的重要中心,并培养了一批对现代数学发展做出重大贡献的杰出数学家。希尔伯特的数学工作可以划分为几个不同的时期,每个时期他几乎都集中精力研究一类问题。按时间顺序,他的主要研究内容有:不变量理论、代数数域理论、几何基础、积分方程、物理学、一般数学基础,其间穿插的研究课题有:狄利克雷原理和变分法、华林问题、特征值问题、“希尔伯特空间”等。在这些领域中,他都做出了重大的或开创性的贡献。希尔伯特认为,科学在每个时代都有它自己的问题,而这些问题的解决对于科学发展具有深远意义。
二、爱因斯坦
阿尔伯特·爱因斯坦 (Albert Einstein,1879年3月14日-1955年4月18日),举世闻名的德裔美国科学家,现代物理学的开创者和奠基人。
爱因斯坦1900年毕业于苏黎世工业大学,并入瑞士籍。1905年获苏黎世大学哲学博士学位。曾在伯尔尼专利局任职。苏黎世工业大学、布拉格德意志大学教授。1913年返德国,任柏林威廉皇帝物理研究所长和柏林大学教授,并当选为普鲁士科学院院士。1933年因受纳粹政权迫害,迁居美国,任普林斯顿高级研究所教授,从事理论物理研究,1940年入美国国籍。
十九世纪末期是物理学的变革时期,爱因斯坦从实验事实出发,重新考查了物理学的基本概念,在理论上作出了根本性的突破。他的一些成就大大推动了天文学的发展。他的量子理论对天体物理学、特别是理论天体物理学都有很大的影响。理论天体物理学的第一个成熟的方面——恒星大气理论,就是在量子理论和辐射理论的基础上建立起来的。爱因斯坦的狭义相对论成功地揭示了能量与质量之韦尔奇为人情恶间的关系,解决了长期存在的恒星能源来源的难题。近年来发现越来越多的高能物理现象,狭义相对论已成为解释这种现象的一种最基本的理论工具。其广义相对论也解决了一个天文学上多年的不解之谜,并推断出后来被验证了的光线弯曲现象,还成为后来许多天文概念的理论基础。
爱因斯坦对天文学最大的贡献莫过于他的宇宙学理论。他创立了相对论宇宙学,建立了静态有限无边的自洽的动力学宇宙模型,并引进了宇宙学原理、弯曲空间等新概念,大大推动了现代天文学的发展。
一、牛顿
艾萨克·牛顿爵士,FRS(Sir Isaac Newton,1642年12月25日-1727年3月20日)是一位英格兰物理学家、数学家、天文学家、自然哲学家和炼金术士。他在1687年发表的论文《自然哲学的数学原理》里,对万有引力和三大运动定律进行了描述。这些描述奠定了此后三个世纪里物理世界的科学观点,并成为了现代工程学的基础。他通过论证开普勒行星运动定律与他的引力理论间的一致性,展示了地面物体与天体的运动都遵循着相同的自然定律;从而消除了对太阳中心说的最后一丝疑虑,并推动了科学革命。
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