为什么感觉历史上物理学家地位最高?牛顿、爱因斯坦,其他化学家为什么感觉很少提?
为什么感觉历史上物理学家地位最高?牛顿、爱因斯坦,其他化学家为什么感觉很少提?
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如果要评选有史以来最伟大的科学家,牛顿和爱因斯坦可以坐稳前两位,而且他们二位之后还有麦克斯韦、伽利略等物理学家可以稳居在前十名之内,并且也有能力进入前五名的行列。其他领域中能够和伽利略并列的,化学领域只有门捷列夫,生命科学领域有达尔文,巴斯德也可以算进去。物理学家在这个名单中的确是大出风头。
你或许会想到很多原因,诸如物理学是最庞大的一门学科;物理学为技术的进步注入了最多的理论来源;物理学为推动人类文明的进程发挥了巨大作用……这些并不是关键。最关键的在于,能够排在最前面的几位物理学家可以用科学的语言数学去描述宇宙,他们给出的不是唯象的理论,而是高于唯象的理论构架。这里我以几位科学家为例说明一下。
开普勒从他老师第谷那里接手了行星的观测数据,利用他的数学才能发现了行星运行的三大定律。这是人类认识史上的大事,人类居然能够找出天上物体遵循的规律,开普勒凭此就可以成为伟大的天文学家。在一些科学家排名中,开普勒的名字经常出现在十几位上。但是和牛顿比起来,开普勒就要退回到下一层境界。
牛顿的三大定律及万有引力定律写在了《自然哲学的数学原理》中,他给出了宇宙中万物运动所遵循的规律,这是包罗万象的理论,用数学方程就可以计算出物体的运动情况。万有引力定律不仅可以推导出开普勒定律,也能够预言未知的天体,并且还能够在今天指挥着卫星、飞船的发射。开普勒三定律就属于唯象的理论,只看到是这个样子,不知道为什么是这个样子。牛顿的理论就能够告诉你为什么是这个样子。
法拉第发现了电磁感应现象,给出了用磁生出电的具体方法。法拉第发明了发电机,将人类带进了电气时代,但是他的磁生电也只是唯象的东西,不知道为什么那样做可以生出电。麦克斯韦给出了数学方程,四个简单的方程将宇宙中所有的电磁现象全部包罗进去,不仅知道为什么磁能生成电,也能够推导出欧姆定律、安培环路定律等等,并且还可以用此预言新的东西。这就是麦克斯韦的伟大。在麦克斯韦的功绩面前,法拉第、安培、库伦、奥斯特等人的工作都要排在后面。
门捷列夫发现了元素化学性质周期性的变化规律,并给出了元素周期表,这是非常了不起的功绩,有人说这样的功绩可以和相对论相提并论。这项成就能够算得上是化学领域最重要的科学成就,但和相对论还是不能比的,因为元素周期律还只是唯象的理论。在量子力学逐步发展起来后,电子轨道的概念被抛弃了,用量子力学可以更好地解释原子。用元素周期律不能解释汞在常温下是液态,用相对论和量子力学就可以给出解释。
物理学可以用数学的语言将规律呈现出来,用数学计算可以知道这个物种为啥长成这个样子吗?生命科学也需要数学的语言,《生命科学的数学原理》尚未有人给出,如果有一天有人完成了这样的巨著,能够用数学工具去计算生物的性状,他就会是能够和牛顿平起平坐的伟大科学家。
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这个问题前两天我恰巧跟一位化学教授讨论过。
我写了一篇关于牛顿的文章,说牛顿特别牛,在数学、力学、光学和天文学都是宗师级别的水平。按其他科学家对他的评价,就是在人类科学的儿童期,他建立了世界的体系。
莱布尼茨为了微积分跟牛顿打了一辈子的架,
但莱布尼茨非常中肯地说:在牛顿之前,数学界所有的工作加起来都不如牛顿一个做的多。
莱布尼茨作为17世纪的亚里士多德,最有名的数学家和哲学家,又是牛顿的敌人,讲牛顿,应该是非常客观,绝对没有半点夸张。
即便到现在,我们大学学的数学也还主要是微积分,我们的世界解释体系还在牛顿的理论之内。
这是数学,更不用说力学和天文学了,牛顿三定律、万有引力。人们第一次发现,世界运行是有规律的,符合一定规则的。比如,人们就根据引力的规律算出了海王星的位置,根据牛顿定律,人类把火箭送到了天上。人类的力量一下子就强大了很多。所以,伏尔泰称赞牛顿是世界上最伟大的人,他用真理的力量来统治我们的头脑。
第二个最伟大的科学家当然是爱因斯坦,他揭示的质量与能量的关系,解释了恒星的形成、发光和死亡,黑洞也是他预言的,原子弹也是根据这个质能方程制造出来的。引力波也是爱因斯坦的预言。去年最大的科学发现是发现了引力波,今年最大的科学发现是拍摄了第一张黑洞的照片,这些都是在验证爱因斯坦的理论。
还有量子理论,相对论,光的波粒二象性推动了量子理论的发展,我们在高速、微观等方面的研究全部逃脱不了量子理论和相对论的范畴。而且相对论、量子理论对哲学层面的影响也非常大,大家考虑了时间旅行、多宇宙、多历史等各种看起来很奇思妙想的事情,这些都是严密的物理理论带给咱们的。
至于化学,我跟那位化学教授讨论。因为牛顿虽然在刚才说的那些方面做了杰出的贡献,但可能不是他花时间最多的方向,他花时间最多的是炼金术。牛顿想要找到物质世界的规律。我说,牛顿时代缺乏好的实验条件,比如高压、高温,如果这些有的话,估计他能把化学玩成花。
那位教授说,
在牛顿时代,甚至更晚,化学机更多是需要经验和试错的一个劳动密集型行业,没有产生能指导世界万物或者预言什么的普遍性理论。而到了晚期,化学就是物理了。到了量子化学时代,化学的数学要求才变得高。
像居里夫人、卢瑟福等至少有10多位物理学家获得了诺贝尔化学奖。尤其卢瑟福,他一向认为世界上只有两种科学,一种是物理,一种是集邮(stamp collection)。等他知道自己获了化学奖,他极为惊讶,说,我是物理学家,怎么会得化学奖?居里夫人也是物理学家,但她开创了放射化学这个方向。
所以,化学界没有产生极有影响力的科学家。
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我觉得,历史上物理学家最牛的也许是牛顿的苹果一一万有引力,使得爱因斯坦成功发明原子弹……不知何时出现世界的和平使者,埋葬帝国乱世孽种!
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个人浅见:化学说到底还是物理学,是物理原理在原子层次上的具体表现,化学更像是唯象理论。越能解释本质的理论,地位自然就越高。
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因为物理学是所有科学的基础,物理学是研究物质运动的最一般规律和物质基本结构的学科,它研究大至宇宙,小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律,是一门解决客观宇宙中最基本问题的科学。宇宙世界有五种运动,由简单到复杂,从低级到高级,分别是机械运动、物理运动、化学运动、生命运动和社会运动。物理学研究的是最基础的机械运动和物理运动,除了社会运动以外,所有的高级运动都是由机械运动和物理运动组成,因此研究高级运动的前提必须具有物理学知识,可以说研究其他运动现象的科学家首先就是个物理工作者,甚至就是个物理学家,比如说居里夫人,
她是一个地位很高的科学家,她于1911年因放射化学的成就(成功分离出镭元素)获得诺贝尔化学奖,是个名付其实的化学家;但她本身也是一位物理学家,并且于1903年首先因发现放射性元素而获得诺贝尔物理学奖。她的化学成就是在物理成就的基础上获得的,你说物理学家能不牛吗?
牛顿和爱因斯坦的确是两位最伟大的物理学家,也是两位最伟大的科学家,他们都是研究物理的,牛顿那个时代把物理叫作“自然哲学”,
因为物理和哲学研究的对象都是关于物质及其运动的,都是这个世界最基本的问题,那时的物理学家和数学家本身就是哲学家,他们几乎是不分家的,比如说数学家笛卡尔同样还是一位哲学家和物理学家。
哲学家拥有很高的社会地位,因而从哲学中逐渐分离出来的物理学家同样拥有很高的地位,特别是牛顿开创的那个时代,机械论和原子论大行其道,西方上流社会茶余饭后必谈科学,物理学成为科学的代名词,物理学家成为科学家的代名词。爱因斯坦更是天纵其才,
用他独特的思维颠覆了传统的绝对时空观,把时空与物质及其运动联系在了一起,揭示了宇宙中最深刻的物质运动规律,第一次把时空纳入了科学研究的范围,使物理学乃至科学获得极大发展。他创立的相对论成为现代科学的两大支柱之一,而另一个支柱――量子力学也是物理学方面的,物理学成为现代科学当之无愧的主角,因此物理学家自然也就成为令人瞩目的主角。
在化学领域也有地位高名气大的科学家,比如说拉瓦锡、道尔顿、波义耳和门捷列夫等等,
门捷列夫
他们是化学发展历程中关键性的人物,当然他们的确没有牛顿和爱因斯坦名气大和科学地位高。主要原因就是上面所说的:他们的研究是以物理学为基础的,另一个原因就是爱因斯坦和牛顿他们的个人能力太厉害了。
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如果把牛顿、爱因斯坦、达尔文放在一起,你会想到什么?
是牛顿的三定律,还是爱因斯坦的相对论,亦或是达尔文的进化论。
如果你想到了确实是以上内容,那请你再回忆一下,你知道牛顿三定律是哪三个定律吗,定律适用的范围是什么?你知道爱因斯坦的相对论讲述了什么内容吗?你知道达尔文的进化论和现代进化论的区别吗?
如果你对以上内容都不知道,那请你再回想一下,你是不是知道牛顿被苹果砸中过脑袋,然后发现了万有引力;爱因斯坦是不是小时候成绩不好,长大了却成为了天才;达尔文是不是被人讽刺过祖先是猴子?
如果你听到过以上内容,你就会知道,
我们了解的并不是科学家的科学贡献,而是它们的故事。
就好像,我们一直认为霍金是这个时代最为伟大的科学家之一,但事实上在真正的科学家面前,他就相当于一个科普作家。我们一直认为回国养老的杨振宁,却是这个时代的科学宗师之一。
之所以会有这样的认知偏差,是因为对于大多数人而言,容易记住的并不是某个人的贡献,而是他的故事。
故事的传播能力
在石器时代时,人类社会经历过一次原始富饶社会,在当时所有的人们都不从事农业生产,而是依靠采集和捕猎。由于当时人类人口不多,所以人们每天只用花费很短的时间就可以获取足够的食物,所以他们每天有大量的时间聊天,尤其是种群内部的故事。
虽然听故事、讲故事是人们的天性,但科学家认为故事对于人们来说非常重要。首先人们可以将从前发生过的事情讲述给后人听,比如:上古神话,虽然黄帝、炎帝的故事掺杂着许多神话内容,但
仍旧有科学家从这些神话故事中窥探当时的生活。
再者,人们可以从故事中潜移默化地接受教育,比如:格林童话让我们见识到了真善美等。因此,一些经典的故事可以穿越时空的阻拦,传播到后世。
比如:莎士比亚的作品,《红楼梦》等等。
而牛顿、爱因斯坦之所以这么出名,也是因为他们的故事广为流传。对于很多人来说,即使没有接触过牛顿力学,也听说过牛顿被苹果砸的故事;对于不了解相对论的人来说,也知道爱因斯坦小时候学习成绩不好,被老师批评的故事等;即使不了解梵高的人,也听说过他生前一贫如洗,死后作品却拍出天价的故事。
正是因为这些故事,我们才知道了这些科学家、艺术家们,所以本质上我们记住的并不是他们的贡献,以及他们研究的领域,而是他们的故事。
也正是因为故事的传播能力很强,所以很多人为了出名,会进行炒作,而炒作本质上也是为了捏造故事,让故事传播,
比如:刘邦斩白蛇的故事;毕加索每次在办画展时,都会邀请社会名流,听自己讲创作背后的故事,让人们更加了解他以及他的作品。
从这方面来看,故事的传播能力越强,故事的主角名气越大,所以牛顿和爱因斯坦才会获得如此多人的尊崇。
而其他人之所以名气不大,并不是他们能力不突出,而是他们没有流传的故事被人们记住。
化学家为什么没有出名的科学家?
其实诺贝尔也有出名的科学家,最被人所熟知的就是大名鼎鼎的诺贝尔,然而人们熟悉他也是因为他设立的奖项以及他的故事。
而奠定了化学基石的门捷列夫则很少被人们了解,即使有人知道他发表了第一张元素周期表,但也不了解他发表的第一张元素周期表的具体内容。
其实不仅是化学界,在其他学科中大名鼎鼎如雷贯耳的名人,一旦跨越领域则很少被人们熟知,最主要的原因就是他们没有可帮助人们记忆的故事,以至于人们并不清楚他们做了什么。
不过,对于这些科学家本身而言,无论是被人铭记还是遗忘,都阻挡不了他们的光辉,
在他们研究的领域内,后辈学者们早已经将他们当做楷模,当做是偶像,人生的导师。
对于他们而言,自己所做的贡献能够揭开自然客观规律,自己所做的贡献能够帮助全人类往前前进一小步,已经足够令他们欣慰,至于会不会被世人所知,则不是他们追求的目标。
有则更好,无则无妨。
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个人认为,按照基础层次讲,物理以数学为基础,化学以物理为基础,生物以化学为基础。早期物理学家都是数学出身。因此,从发展角度来说,物理发展直接推动了化学生物的发展,当然物理受到的关注最好。另外,从学科角度,化学生物很少有确定的公式去预测事物发展,相当一部分生物化学家提出的理论试用范围较小,因此普世性原理少,无破发点。
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简说一下我的认识。
近代科学技朮的发展,主要依赖于物理学和化学,但是,物理学研究的范围要比化学的范围大得多。从物质结构讲,化学研究的范围,仅限于分子到原子两个层次,而分子以上,所有物体的运动都属于物理学的范围。原子以下,所有的粒子及其组成,结构,变化,也都属于物理学研究范围。大到宇宙星体,小到正负粒子,几乎无所不包。范围大,应用广,自然吸引许多高智商的人去探讨,追寻,所以物理学产生比较多的科学家是时代的需要,是人类文明进步的必然结果,是顺理成章的事。
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科坛大咖排位游戏,如同品三国,聊水浒他们有他们的土壤,我们有我们的环境。他们是世界级的,我们是地区级的。
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我们耳能闻熟的众多科学家中,物理学家确实比化学家更加出名,在《影响人类历史进程的100名人排行榜》中,排名进入前十的科学家只有牛顿和爱因斯坦,两人都是物理学家,而近代化学之父拉瓦锡排到第二十位。
物理学家在大众视野中名气更大,主要是因为物理上的概念,更容易在大众当中传播和推广,比如常被影视作品和科幻小说提到的时间旅行、曲速飞行、黑洞等等概念,都和物理有关,然而一个化学家的发现,却很难衍生到影视作品当中。
英国著名生物化学家弗莱明,发现青霉素拯救了数亿人,其贡献难以估量;还有瑞典化学家诺贝尔,发明TNT炸药,创立诺贝尔奖,但是论名气都比不上牛顿和爱因斯坦。
数学、物理学、化学以及生物学,它们之间其实有着微妙的联系,数学是一切科学的基石,准确地说,生物学其实是化学的衍生学科,化学是物理学的衍生学科,于是有了一种调侃的说法:正是物理学家的无能,才有了化学,也正是化学家的无能,才有了生物学。
假如我们拥有足够强大的数学知识和超级计算机,我们就可以根据物理定律模拟任何物质的化学性质和行为,原子之间的化学键,说到底还是电磁力和强力的作用结果,化学定律也是建立在物理学之上的统计结果。
如今,物理学、化学和生物学在某些领域都有了交叉应用,比如科学家对新冠病毒的研究,表面上看是生物学问题,深入后病毒的蛋白质、RNA复制涉及化学知识,而病毒的突触蛋白和人体细胞结合,又会涉及物理学问题。
在化学当中存在不少名人,比如居里夫人、拉瓦锡、门捷列夫等等,他们对化学的贡献推动着人类文明的进步;但实事求是地说,牛顿和爱因斯坦对科学的贡献,目前来说是任何化学家都无法比拟的,物理学家确实比化学家更受世人的关注。
就牛顿而言,他提出了万有引力定律、建立牛顿运动三大定律,发现微积分,创立了经典力学,极大地推动了人类文明的进步,没有牛顿的这些,后面也不会有工业革命,也不会有如今的人类文明。
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一般来说,研究某一现象规律的学科,就显得比研究某一现象本身的学科,要深刻的多。因为规律是一个抽象概念,而现象本身是看得见、摸得着的形象概念。所以,物理就显得就比化学要高深。
从本质上来说,物理学、神学和哲学,在研究范畴上都属于同一档次,他们都是为了合理的解释某一现象的规律。只不过神学过多的赋予了神话色彩,他们把规律解释为“天造”。而哲学更多的是,添加了人文色彩。而物理是以数学为基础,通过计算、实验得出的一种科学规律,所以他就比凭空猜想,要显得比较高深、比较专业。
神学和哲学在历史上统治人们的思想很多年,正是因为他们能解释人们不理解的事物。随着科学的进步,更为严谨的物理学逐渐代替了他们。因为物理学是经得起辩证的,而不像神学和哲学那样经不起推敲。所以物理学家的地位很高,因为他的位置上,以前坐的是教皇,是先贤。
而化学只是物理的一个小小的分支,他的研究结果也是根据一些实验数据得到的。对于这样一个具有一定可控性的学科来说,物理学的天马行空,思考深度就要高得多。
物理学经过了力学、电磁、量子力学以及天体物理等等,这些听起来比较晦涩难懂,一般人如果不是专业,就很难理解。而人们通常对自己不理解的事物,或者难以理解的理论,就会觉得特别厉害。所以物理学也就站在了学科的顶尖。
另一方面,正是由于物理学专业性太强,一般你很少能见到或听说身边有搞物理的人。而身边从事化工专业的人,但是却比较常见。从人员比重来看,物理学业是一个高级的学科。
也正是如此,高门槛将物理学和普通人割裂开来,使得一般人见到这种高门槛的学科,就会具有崇拜的心理,这也就是所谓的“高山仰止”。
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