登陆注册
15170700000032

第32章 科学悲剧(10)

有趣的是,这一结束多少与奥斯特瓦尔德反对态度的转变有关。奥氏在1906年的讲演中还断言“原子不过是假说性的东西”,但在1908年读到斯韦德伯关于验证爱因斯坦布朗运动的实验报告后,他对原子论的长期敌视态度开始动摇,而读到佩兰的实验报告后,他的转变就更明显了。他在1908年11月编写的《普通化学大纲》第4版序言中写道:“不久前我们已经有了实验证据,证明物质的分立的或颗粒状的本性——这种原子假说的证据寻找了一百年甚至一千年都未曾找到。……原子假说由此提高了地位,成为一种基础巩固的科学理论……”

从原子实在性历经2 000多年才被实验证实和玻尔兹曼的悲剧,可以看出科学理论的建立曲折漫长,和科学家成长的道路曲折漫长——玻尔兹曼历经30多年,但最终还是在曙光来临之前两年撒手人寰。

从玻尔兹曼自杀的悲剧可以看出,科学家的科学信念和心理素质是多么重要。像玻尔兹曼这样的曾任格拉茨、维也纳、慕尼黑、莱比锡等欧洲著名大学的教授、成为英国皇家学会会员和十多个国家科学院院士的科学家,其科学素质不可谓不高。然而他却缺乏坚定的科学信念和良好的心理素质,承受不了强大的反对派的压力,最终在胜利来临前选择了逃避现实的道路。他不知道,胜利往往来自“再坚持一下”的努力之中,黎明前的黑暗正是曙光出现的前夕。

从玻尔兹曼的悲剧还可看出,如果能给研究者们一点宽松的环境,给予一点支持,而不是给他们以强大的压力,那么这种悲剧就不会发生。

从原子论得到证实和玻尔兹曼的悲剧也可看出,“科学的重大革新很少通过说服反对者并使他们转变立场来实现”,“事实上倒是,反对者逐渐死去,新生的一代,一开始就熟悉新思想”。这是德国物理学家普朗克在《科学自传》中回顾原子论同唯能论斗争史后深有感触的观点。

康托尔的悲剧人生

康托尔(Georg Ferdinand Philip Cantor,1845~1918),德国数学家,集合论的创始者,奠定了函数论、分析与拓扑学的基础,并刺激了数理逻辑中直观主义与形式主义学派的进一步发展。他出生在俄国圣彼得堡的一个犹太富商家庭。其父为迁居俄国的丹麦商人。1856年,康托尔随父亲迁居德国法兰克福,在那里读中学。在法兰克福,15岁的小康托尔进入了威斯巴登大学预科学校。还在幼年时代,康托尔就表现出对数学的强烈兴趣。

1862年,17岁的康托尔离开双亲,考入瑞士苏黎世大学,第二年转入柏林大学,从师于E·E·库默尔、K·(T·W·)魏尔斯特拉斯和L·克罗奈克学习数理科学。康托尔受到了魏尔斯特拉斯的影响,兴趣开始转移到纯数学方面。1866年曾去格丁根学习一学期。在库默尔指导下,康托尔于1868年以数论方面的论文获博士学位。

1869年,康托尔经过艰苦的努力,通过讲师资格考试,担任了哈勒大学的无薪讲师,尽管生活得到家庭资助,没有出现危机,但学业上的进展却显得很迟缓。哈勒大学的教学生活平淡无奇,越发使康托尔感到烦闷。然而,在康托尔的心中,魏尔斯特拉斯教授的音容笑貌永远也抹不掉,他那勉励人进步的话语总响在耳畔:“不论在哪里,只要你认真、努力,你就会有收获……”想到这些,关于学业进展的烦闷顿时冰释了。

在哈勒大学教授H·E·海涅的鼓励下,康托尔开始研究函数论,并于1870年、1871年、1872年发表三篇关于三角级数的论文。在1872年的论文中提出了以基本序列(即柯西序列)定义无理数的实数理论,并初步提出以高阶导出集的性质作为对无穷集合的分类准则。函数论研究引起他进一步探索无穷集和超穷序数的兴趣和要求。1872年,康托尔把高斯数论中的一个重要的结论,外推到适合无穷集合的情形。这篇论文标志着27岁的康托尔开始走向集合论那迷人的世界。同年,康托尔任副教授,1879年任教授。

当康托尔接触到实数集合这一领域时,就像一个长期关在家中的孩子突然闯进游乐场一样。

他迷恋于此,真有乐不思蜀的感觉。在游览和玩耍的过程中,他发现了一个奇怪的现象,就是对无穷集合这一方乐土,很多人都是看上一眼就离开了。

许多涉及无穷的问题长期争论不休,最后争论双方都达到了荒谬的地步。因此大多数数学家,包括像高斯、柯西这样的大数学家,只好对无穷集合采取避而远之的态度。康托尔心想,大家都采取这种态度,那里面一定会有奇珍异宝等待人们发现。康托尔勇敢地向这个神秘莫测的无穷集合深渊发起了挑战。

康托尔首先调查有关这一领域的历史状况。19世纪下半叶,数学分析日益严密化,促使人们有必要去理解实数结构。人们从小就知道,1的后面是2,2的后面是3……依此类推,那么最后面的是什么?数学家把它称为“无穷”。从自然数1一直到“无穷”,构成了一个集体或集团,数学家们把它叫做“无穷集合”。

在整数和实数两个不同的无穷集合之外,是否还有更大的无穷?从1874年初起,康托尔开始考虑面上的点集和线上的点集有无一一对应。他夜以继日地苦读、研究、计算、论证。他书架上排列的书越读越少,废弃的演算草纸却越堆越多。他首先攀上了高斯数论的台阶,随后又越过了刘维尔超越数的壁垒,向无穷集合的中心地带靠近,靠近……康托尔向无穷集合继续冲击,得出了许多有趣、惊人的结论。面对这些可喜的研究成果,起初他都不敢相信自己的眼睛,他说,“我见到了,但我不相信。”这似乎抹煞了维数的区别。自己得出的结论,竟是“荒谬”的吗?

按照康托尔研究的理论,下述观点是完全正确的——1厘米长的线段内的点,和太平洋内的点,和地球内部的点竟是“一样多”!

函数的自变量根本不是自变的!

……康托尔感到困惑了。他面临着艰难的抉择。难道像伽利略那样说声“不可理解”,然后再烧毁那些计算的草纸吗?康托尔可不会做那样的傻事。他首先全面地检查了自己研究过程的各个环节,一项一项地辨析、筛选,把一切可疑之点都加以清除……最后,康托尔感到自己的研究过程和论证方法是无懈可击的,因而结论是可靠的,尽管它们是那样的稀奇古怪。他拿起他的鹅毛笔,工整地写下了这样几个大字:《论所有实代数数学的集合的一个性质》,然后在论文封面上签上了自己的名字:乔治·康托尔。

这样,在1874年,年仅29岁的康托尔在《数学杂志》上发表了关于无穷集合理论的第一篇革命性论文。这篇论文的发表,标志着集合的诞生。

1877年,康托尔证明了三维形体的点和线上的点可以有一一对应。1878年,康托尔又发表了集合论的第二篇论文,进一步把一一对应的概念作为判别两个集合相同或不相同的基础。而且,数学界也善意地接受了它。于是,康托尔变得更加信心十足了。在1870~1884年,康托尔陆续发表了《论无穷线性点集》等一系列论文,总共6篇,创立了以研究集合论的一般性质为对象的数学分支——“集合论”,成为科学集合论的奠基人。

当康托尔在传统数学领域中开拓新领域时,数学界的人们容忍了他的“奇谈怪论”,而一旦他站在数学新领域大声疾呼时,便立即招来密如疾雨的讨伐之箭。善良的康托尔以为,数学界的人会理解他的研究内容,慢慢会适应新结论。可是他错了,他还要为自己善良的错误判断付出沉痛的代价。

读者们纷纷谴责刊物发行者把一篇篇胡言乱语的文章发表出来,简直是天大的笑话,并扬言要追究编辑的责任。后来,数学家们的攻击和反对,更加耸人听闻,有人嘲笑集合论是一种“疾病”,叫嚷要把数学“从疾病中恢复过来”。康托尔开始时还能够轻松的一笑,认为事情早晚会过去的。慢慢地,他感受到了真正的压力,这压力与日俱增,逐渐使他喘不过气了。

几乎当时所有的大数学家都纷纷表明了态度,批评、讽刺、嘲笑、攻击,这使康托尔精神上受到很大的压力。

在围攻康托尔的论战之中,最激烈、最严厉的便是他的老师克罗奈克。他对康托尔的集合论持全面否定的态度,并以敌视的态度对待康托尔。当康托尔需要在柏林谋得一个教授职位时,他竟然出口伤人地说:“一个连常识都搞不清楚的人,还想来柏林弄个教授职务,真是一个疯子!”从此,德国数学界就传出了康托尔是“疯子”的流言蜚语。

由于克罗奈克的阻挠,康托尔的愿望始终未能实现。在哈勒,康托尔一方面需要为生活辛勤地东奔西走,一方面又要受到来自四面八方的攻击。这使康托尔的生活和研究处于极其艰难的状态。有谁会为一个“疯子”加薪水呢?除非他也是一个“疯子”。同样,也没有人愿意和他谈话,没有人愿意听他讲课。研究数学成了康托尔不可饶恕的“罪孽”。

反对康托尔理论的人,都在大城市,那里是信息中心,而克罗奈克又是魏尔斯特拉斯退休以后柏林学派的领袖人物。由于他粗野地攻击康托尔的学术思想持续10年之久,致使很多人对康托尔的工作抱有怀疑态度,这不仅阻碍了集合论的深入和发展,而且给康托尔的正常生活带来了苦难……人言可畏,一言丧邦!康托尔面对种种非难和攻击,精神上受到严重压抑,陷入了极度痛苦之中。为了反驳他人的无理批评,康托尔废寝忘食,时常处于用脑过度的状况。1884年,他患了深度精神抑郁症,最后终于精神崩溃,被送进医院。康托尔真的变成了一个疯子。

可是,真理毕竟是真理,任何嘲讽和攻击丝毫也抹煞不了真理的光辉。1897年,在苏黎世举行的第一次国际数学家会议上,康托尔的思想得以在大会上传播。经历漫长的20余年的艰难、坎坷和波折,康托尔的集合论,最终获得了世界公认。

康托尔一生坎坷,为开拓数学新领域奋斗不息,集合论不仅给他带来了巨大的声誉,也给他带来了无穷的磨难。他的晚年是在病痛折磨中度过的。1918年1月6日,康托尔永远地离开了他又恨又爱的世界。

战争魔鬼弗里茨

打开诺贝尔化学奖得主手册,你会发现一战中1916年和1917年未颁奖,而一战后的首届——1918年的奖由德国化学家弗里茨·哈伯获得。一战硝烟刚散,诺贝尔化学奖评委会就立即把奖授予这位合成氨的发明者,足见这一发明的重要。

氨是一种基础化工原料,它的合成不但可大量产出氮肥,使粮食或其他农作物大量增产,还在其他行业大有用途。为此,哈伯理应名垂青史。然而不幸的是,他也首创了大规模的化学战,使成千上万的人痛苦地死去或终身残废,由于他对人类文明的严重摧残,弗里茨·哈里几乎作为战争魔鬼被同盟国审判。

哈伯于1868年12月9日出生于德国的边境城市布雷斯劳一个富商的家中。中学毕业后,在卡尔斯鲁厄工业大学预科攻读有机化学。大学毕业后,由于所发表的论文有独到的见解,使德国化学界为之轰动,于是德国皇家科学院破格授予他化学博士学位,当时他年仅23岁。1894年起,他在卡尔斯鲁厄工业大学任教。

在合成氨发明以前,农作物所需氮肥主要来自人畜粪便、花生饼、豆饼等。随着农业和工业的发展,各国越来越希望能用空气中的氮气来大规模廉价生产氮化物。为此,许多国家的科学家进行过不懈的探索和研究。然而,从18世纪中叶开始的这一努力,历经一个半世纪之后,到20世纪初,仍未如愿以偿。

哈伯对合成氨的大规模试验始于1904年。1906年,哈伯在600℃的高温、2000个大气压下,用锇作催化剂,成功地以电解水生成的氢与大气中的氮为原料,得到了氨浓度为6%~8%的产率,并在1909年进行了报道。这是一个具有实用价值的工艺方案的转折点。1909年哈伯又用原料气循环使用的方法,成功地解决了氨、氮混合气转化率不高的问题。

哈伯的科研成果极大地震动了欧洲化学界,独具慧眼的德国巴登苯胺纯碱公司(BASF)捷足先登,抢先付给哈伯2 500美元预订费,并答应购买以后的全部科研成果。1909年,哈伯上述改进后的生产流程工艺专利被BASF购买,并声明,不管生产工艺如何改进,合成氨的售价如何下降,BASF每出售一吨氨,哈伯将分享10马克,永不改变。其后,该公司的卡尔·波施(Carl Bosch)等研究人员对催化剂、设备耐用性、合成塔进气口加热装置、出气口冷却用换热器等进行了改进,经过了多次(其中催化剂就做过2万多次试验)失败后,终于在1914年建成一座日产30吨合成氨的工厂。从此,合成氨进入大规模工业生产阶段。

同类推荐
  • 少年儿童不可不知的80种文明礼仪

    少年儿童不可不知的80种文明礼仪

    本书从家庭、学校、公共场合、人际交往四个方面介绍少年儿童成长中应该注意和学习的各种文明礼仪和行为规范。全书设置80个小节,每节都配有生动有趣的小故事、小案例,贴近实际生活,融入了时代特色和生活气息。每个小节又设置了实践小课堂,教授你具体的注意事项,解决你“怎么做”的问题,方便你在学习过程中对这些知识进行具体的实际操作。
  • 学生最想知道的未解之谜:迷雾笼罩的科学

    学生最想知道的未解之谜:迷雾笼罩的科学

    《学生最想知道的未解之谜:迷雾笼罩的科学》去粗取精,择取人们关注的科学未解之谜汇编而成,从宇宙、大自然、生物医学、数理化等多个方面诠释了科学领域的种种神秘现象,引导读者进入精彩玄妙的未知世界,使读者更加立体、更加真实地感受奇妙的科学世界。客观地说,经过多方面资料的填充和精心编撰,《学生最想知道的未解之谜:迷雾笼罩的科学》是一部以满足读者对科学世界的求知与探索为宗旨的,融知识性、趣味性于一体的科普性读物。
  • 中华传统美德百字经·真:严肃认真

    中华传统美德百字经·真:严肃认真

    《巅峰阅读文库·中华传统美德百字经:真·严肃认真》通过中华传统美德教育,弘扬、传承中华传统美德,使青少年增强辨别真善美与假恶丑的能力,树立正确的价值观、人生观,增强社会责任感。《真(严肃认真)》在每一篇故事后面给出了“故事感悟”,旨在令故事更加结合现代社会,结合我们自身的道德发展,以帮助读者获得更加全面的道德认知,并因此引发读者进一步的思考。同时,为丰富读者的知识面,我们还在故事后面设置了“史海撷英”、“文苑拾萃”等板块,让读者在深受美德教育、提升道德品质的同时,汲取更多的历史文化知识。
  • 拯救计划

    拯救计划

    周舟的书稿被同学车闯抢走了,要是书稿被班主任看到,那就麻烦了,因为书稿里写了不少她的“光辉事迹”呢。周舟家的宠物们立刻总动员起来,他们疯狂飙车,夜遇藏獒,勇探鬼楼……这帮疯狂的家伙最后能完成这个疯狂的拯救计划吗?
  • 学生版时文选萃:有一缕阳光就要灿烂

    学生版时文选萃:有一缕阳光就要灿烂

    本书主要内容包括:有蓝天的呼唤,就不能让奋飞的翅膀在安逸中退化;有大海的呼唤,就不能让搏击的勇气在风浪前却步。成功的密码,在于懂得怎样避开障碍,让我们把不满表达成上进,把委屈升华为不屈,从一时的压抑中酝酿出一生的热情执著,从一时的失意中进发出一生的拼搏。把心径扩大一毫米,避开障碍的密码,用一片星光来照亮前方,有一缕阳光就更要灿烂!一则小故事蕴含着大道理,一段平凡的对话浓缩着生命的真谛。
热门推荐
  • 执念至此,休想走

    执念至此,休想走

    曾经的任小茴在心里偷偷的告诉自己,如果十年之后自己还是一个人,而他也还是一个人,要不要不要脸的跑过去跟他说,嘿,听说你也一个人,要不,我们凑合凑合过吧。而十年的时光从任小茴的脸上肆无忌惮的爬过,她果真还是一个人。只是,听闻,他始终都不是一个人。
  • 婚姻终结者

    婚姻终结者

    她是一个名门的美女,可是,一场不幸,却让她从那高端一下子就跌落至低谷,命运的捉弄,却让本来就十分讨厌吕吉祥的女子不得不下嫁给他为妻……于是,一场爱情与非爱情的游戏便从此就开幕了。
  • 快乐学习丛书-如何成为小老师

    快乐学习丛书-如何成为小老师

    什么是快乐?快乐是社会的认可,是心灵的满足,是成功的愉悦。让学生在在追求成功中享受学习,享受快乐。因为有了快乐,才会产生更大的兴趣,兴趣是成功的老师,学习无疑是成功的,有效的和快乐的。
  • 尊敬师长的故事

    尊敬师长的故事

    每一个好故事,都会带你种下完美人生的种子;每一个好故事,都是我们领悟人生的一盏明灯;每一个好故事,都是我们人生的一块基石。它给我们智慧的启迪,让我们抓住希望,对今天更加珍惜,对明天充满自信!一滴墨水可以引发千万人的思考,一本好书可以改变无数人的命运。
  • 心灵之家

    心灵之家

    敌强我亦不屈,即使前路要用血与汗来铺就,我亦不惧,对强者强者之路的追寻,只为保卫家园和亲人。心灵的家园,永恒的圣地,亦是我最终的归宿。
  • 请君入劫

    请君入劫

    鸿蒙初开,大道孕生天地万物,人为万物之灵.此时大道昌盛,人在道中如同鱼游水里.人与道合,长寿者比比皆是,百岁亡而称殇千岁才是暮年.仙路坦荡,养性修身即可成仙,后世人称鸿蒙仙.然,岁月流转,亿万年来大道流失,人心不古诡变百出,与道渐行渐远,不再为天地眷顾.四十不惑六十已花甲百岁可望不可求.仙路变得坎坷艰难,人欲成仙必要历经千难万险.纵如此也不能为天地认同,每百年千年或万年不等降下一次天劫,修士则炼就各种翻天覆地的法宝来抵御天劫.成仙从修身养性顺应自然变成了养丹炼宝对抗天意.终于,大道震怒.据盘古石所记,宇宙中将有一次大道劫,斩尽天下不合道的人与物.人鬼妖魔神仙六界皆在劫中,而发生时间就在今日今时
  • 烂菜也无忧(才子当道系列)

    烂菜也无忧(才子当道系列)

    [花雨授权]他那赋秋身为中原三大才子之一,受皇命所托要和天下第一的“烂菜楼”合作办场无忧宴。这里真的是天下第一厨开的酒楼吗?破桌烂椅,要饭的不上门,那个五大三粗、虎背熊腰、横眉怒目的人真是个女子吗?逃命要紧啊!
  • 重生之我爱美男

    重生之我爱美男

    既然老天给我一个重生的机会,我定会好好感受生活,一定要活得自由,随心所欲。小编是个新手,这篇文就是练练手,写的狗血请大家手下留情,不要打我,么么哒!!!
  • 追妻不归路

    追妻不归路

    ----不堪一击的自尊心来源于小心翼翼的不自信。----感情就像牙齿,没了就是没了,再怎么装都是假的----只是物极必反,爱深了便成了纵容,纵容变成了祸患----想去一个地方,没有共同的回忆,看到美丽的风景,吃到美味的食物,就觉得失恋也就那么回事儿----然后一直发呆,直到忘记他长什么样子----最傻不过明知是飞蛾扑火,也还是要尝试,然后灰飞烟灭
  • 破辰

    破辰

    辰,不过是一片星空,天再大,始终档不住我的脚步,我要冲出天空,看看那传说中的辰。{注:本小说是多重混合小说,修真,玄幻,古武等}