内蒙古自治区物理学会

Inner Mongolia Physical Society

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纪念2005国际物理年的讲话

 

(一)

   一个世纪前的1905年,是科学史上较为特殊的奇迹年,当时26岁的默默无闻的爱因斯坦发表的5篇具有划时代意义的论文,彻底改变了传统的物理学,成就了现代物理学中三项伟大理论:分子运动论、狭义相对论和光量子假说,也为造福后世的诸多技术奠定了基础。相对论和量子理论从根本上改变了人类的宇宙观,也为20世纪物理学的发展奠定了基础。回顾上个世纪,物理学在半导体、集成电路、激光、磁性、超导等方面的发现是信息革命的科学基础,由物理学研究衍生的新技术和新产品层出不穷,深刻地改变了人们的生产方式和生活方式。它还为生物、医疗、地学、农业提供了强大的探测手段和研究方法,促进了化学、天文、材料、能源、信息等学科的发展。

20世纪的物理学道路和人类对宇宙的认识,在1905年被爱因斯坦照亮。为了纪念这颗闪耀的明星,为纪念这一奇迹年100周年,全球物理学界一致呼吁2005年为“世界物理年”。 这一年也恰逢爱因斯坦逝世50周年。联合国大会于2004年6月10日通过决议,正式宣布2005年为“国际物理年”。2005年作为国际物理年有三个意义,纪念爱因斯坦,为物理学吸引人才,以及唤起社会对物理学的关注。

(二)

1905年,爱因斯坦一连写出6篇论文(其中5篇于当年、另一篇于次年发表在当时国际物理学界声望最高的《物理学杂志》上),尤其在3月到9月这6个月内,在三个不同领域中,他作出了四个有划时代意义的贡献。1905年,爱因斯坦发表的第一篇论文(写于3月)是关于光的基本性质的,提出“光量子”理论,把1900年普朗克创立的量子论大大推进一步,对早已成为定论的光的波动理论提出有力挑战,揭示了微观世界的基本特征:波动—粒子二象性。

同年4月、5月和12月,他写了3篇关于分子运动论的论文,目的是通过观测液体中悬浮粒子的运动来测定分子的实际大小,以解决半个世纪来科学界和哲学界争论不休的原子是否存在的问题。他的理论预测得到了两位化学家的实验证实,使各国科学家一致认为,分子和原子的实在性问题已无任何怀疑的余地。

这一年的5月中旬,他用五六个星期写出开创物理学新纪元的长篇论文《论动体电动力学》,完整地提出了关于电动力学和力学基础的理论,这是他10年酝酿和反复苦思的结果。这篇论文解决了19世纪末出现的物理学的一个严重危机。到19世纪 70年代,以牛顿力学为基础的古典物理学在各个领域都取得辉煌成就,不少物理学家认为物理学理论已接近最后完成。可是,这个世纪80年代的“以太漂移”实验与理论预测相反,为解决这令人沮丧的矛盾,洛伦兹等老一辈物理学家采取修补漏洞的办法,提出各种名目繁多的假设,使理论体系更加捉襟见肘。少年时代就喜爱刨根究底的爱因斯坦,则从更高的着眼点和更广的视角来审视这一问题,他大胆地摒弃了对物质不起任何作用的牛顿的绝对空间和绝对时间概念,把伽利略发现的力学运动的相对性提升为“相对性原理”:自然规律与观测者的运动状态无关。同时,又把光速对于任何观测者都是不变的这一