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我以为，科学具有简单和确切的性质。其简单，即是说其道理都是简单的，被揭示出来之後，人人都可以理解;其确切，即是说科学的任何一条规律都是明确的，不可作模棱两可、含含糊糊的多种解释。 自然，人对於科学的认知的过程是一个逐渐累加的过程，千百年来累加的结果，科学的任何一个分支，都发展到了令人匪夷所思的高度和难度。但分解开来看科学的每一步发展，每一个道理，也都是简单的，明确的。就像一座100多层的高楼，仍然是一砖一瓦垒起来的，或者是一个个简单的构建连接起来的。 牛顿发现万有引力定律，已经是哥白尼之後的事情了。那时人们已经知道地球是圆的，地球围着太阳旋转。此时的万有引力定律，连傻子都能理解，都会相信!显然，人在地球上有“重量”，这“重量”便是地球对人的吸引力，否则，当地球的旋转使得你处於地球的“下”面时，你岂不是要堕入宇宙的深渊? 平面几何就靠着那麽极其简单的几条公设，竟然演绎出那样辉煌的一座几何的大厦。可每一的推演，又都是那样的简单，让人不得不信;并且是如此的确切，是则是，非则非，定而不可移! 一部力学也就是在那几条很简单的牛顿定律的基础上演绎出来的。如今发射远端导弹，发射人造卫星和飞船，这些飞行物的轨道参数都是靠着牛顿力学计算出来的。在牛顿死後不久，哈雷即用牛顿力学，成功地预测了哈雷彗星再次掠过地球的日期。这也成了证明牛顿力学正确的最初和最为有力的证据。 一部电磁学，仅由4条定律演绎而成。正是这部电磁学，将人类带入电气时代。更为神奇的是，麦克斯韦在将电磁学的这4条规律用方程(因此被称为麦克斯韦方程组)推演一番之後，成功地预言了电磁波。23年後，赫兹才证明了电磁波的存在。看一看今天电磁波给人类生活带来了多麽深刻的变化，可它的道理并不难理解：变化的电场在它的周围建立变化的磁场，变化的磁场复又在它的周围建立变化的电场，如此交替地变化并向远处传播，就成了能够向远处传播的电磁波。 最为神奇，而道理却是甚为简单的是核科学的发展和原子弹的爆炸以及後来核能的开发和利用。在这里先讲一件十分生动并且人人都知道，可却没有人去深究其意义的往事：1939年法西斯德国发动第二次世界大战，1941年12月日本偷袭珍珠港。当时在美国的科学家们，公推已在美国定居的爱因斯坦游说美国总统罗斯福，建议立刻研制核武器。当时的情况是，自从1896年贝克勒尔发现放射性以来，经过40来年的研究探索，在核科学这一领域，已积累了相当丰厚的知识，并揭示了核反应可以释放出大量的能量，预言了原子弹的存在。但预言终归是预言，现实的情况是，到当时为止，核科学家们所使用的最为高精尖的仪器，也就是一个大小像个骨灰盒的“威尔逊云室”，其内部结构也十分的简单，其他的仪器是更为简单的感光胶片，计数管等。就是靠着这点乱七八槽的简单玩意儿，科学家们竟然敢预言威力大到可以抹平整座城市的原子弹，岂非是痴人说梦?要知道，在此之前，连一个手榴弹大小的核反应的能量都没获得过。 更为严重的情况是，当时二战正酣，必须紧急动员全国的人力、物力支持战争。那时仅日本就有十几艘航空母舰在太平洋游弋(到二战结束日本共制造了25艘航母)，对美军构成了巨大的威胁。你设身处地地想一想，仅是各类舰只和飞机的制造，对美国的制造业乃至全美的经济的压力有多大?如果有人劝说罗斯福在此紧急关头，动用国家极大极大的人力物力，去搞什麽毫无把握的原子弹，难道是疯了不成?谁敢出这个馊主意，罗斯福又岂敢轻易冒这个险? 可事情的结果是，罗斯福接受了爱因斯坦的建议，於1942年6月开始了制造原子弹的曼哈顿工程，并经过3年的努力，与1945年的7月15日，成功的爆炸了世界第一枚原子弹。并在20余天後，将另外的两颗分别投放到了广岛和长崎，导致第二次世界大战最终的结束。 不管罗斯福是如何的伟大，我想他在科学上的素养也肯定无异於常人。可他为什麽能够接受科学家的建议，毅然决然地作出搞原子弹的伟大决策?最为根本的原因，就是原子科学是一门科学，他所迈出的每一步，都十分地简单，又十分地明确，让任何人，包括外行人，包括他罗斯福，一听也必须点头称是。 在这里举一个很典型的例子，即是原子的太阳系模型的建立。笔者举这个例子的一个原因，是这个模型的建立者——卢瑟福，恰恰就是新西兰人。现在我们所使用的100元的新西兰货币，上边的头像，便是我故事的主角卢瑟福。他曾经当过英国皇家学会的会长，这一当时世界上科学家的最高荣誉，足以说明他科学的成就。他自然是诺贝尔奖金的获得者，更让人惊奇的是，在他的助手和学生中，日後竟然有12个人也获得诺贝尔奖，他的实验室，被人誉为是“专门培养诺贝尔奖得主的幼稚园”! 在卢瑟福建立他的原子模型之前，人们认为原子就像一个一个球体，正电均匀地分布於整个球体，而带负电的电子，则稀疏地镶嵌在球体中，类似於一个的葡萄乾面包。卢瑟福的贡献是设计了一个实验,用带正电的阿尔法射线，穿透一个薄金属片。如果原子的葡萄乾面包模型是对的，这束阿尔法射线穿过金属薄片後或有减速，但不会发生运动方向的变化。然而实验的结果却是，极少数的阿尔法粒子发生了大角度的偏转，更有的阿尔法粒子被180度地弹回。能够使阿尔法粒子的运行轨道发生偏转，说明该阿尔法粒子在运行的过程中，遇到了带正电且质量很大的东西。这个东西应该就是原子核了。而由於实际发生偏转的阿尔法粒子仅有大约万分之一，由此可以断定原子核所占据的体积是极其小的，绝大部分的阿尔法粒子都毫无阻挡地穿过了。由此卢瑟福提出了他的原子结构的模型：原子的中间是一个核，原子的全部正电和几乎全部质量都集中在核(质子和中子)上，而周围是电子围绕着原子核旋转。原子核所占体积极小，如果把一个原子比喻为一个体育馆，而原子核的大小只不过是一粒灰尘。 上述模型涉及的一些资料，需要一些的数学的知识。然而道理是极其简单、明确的。跟任何人一讲，他都不会持有异议。 发现原子核的裂变现象，并且伴随着巨大的能量释放的实验则更为简单，如此经过计算，即可算出如果有十几或几十公斤的裂变物质，其裂变後所放出的能量，便足以毁灭一个城市。 正是这一科学原理的简单和确切，才能使得当年并非一个科学工作者的罗斯福总统相信，并最後下决心发展核武器。也使得罗斯福总统永远地载入了核科学发展历史的史册。 笔者的命题只在於阐述科学原理的简单和确切。然而设计这些实验，发现新的现象，获得新的认知，却并非易事。如今建造一个高能物理的实验装置，费数亿、十数亿美元的财力，穷数百、数千科学家的精力，耗数年、十数年的时间，都是常有的事。另外原理尽管简单、确切，但实现起来在技术上也会有极大的难度，当年中国搞原子弹，就曾经声言宁可不穿裤子也要搞出来。热核反应的原理并不复杂，并且已在氢弹中得到了证明。可为了实现持续地可控地反应，全世界的科学家竟然为此奋斗了60余年，到现在还只是八字没写出一撇。再过60年，能否推出可以实际应用的热核发电装置，也很难说。 “科学原理的简单和确切”，近两三百年以来这是西方文化发展，尤其自然科学发展比较显着的特点，也正是由於这点，西方得以把其势力扩张全球，用其“利炮坚船”压倒东方。 (责任编辑：新西兰 XinXiLan) |