有史以来最伟大的10位物理学家排名榜
对于科学真理矢志不渝的追求,是千千万万科学家的共同精神。秉承这种精神,人类经历了一次又一次科学革命,从而促进了科学的飞速发展。关于世界历史上最伟大的十位物理学家排名,这个问题并没有确切的答案,人类有史以来最伟大的10位物理学家的排列顺序是带有主观性的,但排名前三的物理学家基本上是受到广泛认可的。
英国的物理网曾经搞过一个历史上最伟大物理学家的投票活动,评选结果依次为:牛顿、爱因斯坦、麦克斯韦、伽利略、狄拉克、波尔、普朗克、费曼、法拉第、薛定谔。下面对于他们的生平经历及主要贡献分别进行介绍。
1、牛顿
艾萨克▪牛顿爵士(Sir Isaac Newton FRS,1643年1月4日—1727年3月31日),物理学家、数学家、科学家和哲学家,同时是英国当时炼金术热衷者。他在1687年7月5日发表的《自然哲学的数学原理》里提出的万有引力定律以及他的牛顿运动定律是经典力学的基石。牛顿还和莱布尼茨各自独立地发明了微积分。他总共留下了50多万字的炼金术手稿和100多万字的神学手稿。他被公认为人类历史上最伟大,最有影响力的科学家。
1679年,牛顿重新回到力学的研究中:引力及其对行星轨道的作用、开普勒的行星运动定律、与胡克和弗拉姆斯蒂德在力学上的讨论。他将自己的成果归结在《物体在轨道中之运动》(1684年)一书中,该书中包含有初步的、后来在《原理》中形成的运动定律。
《自然哲学的数学原理》(现常简称作《原理》)在埃德蒙·哈雷的鼓励和支持下出版于1687年7月5日。该书中牛顿阐述了其后两百年间都被视作真理的三大运动定律。牛顿使用拉丁单词“gravitas”(沉重)来为现今的引力(gravity)命名,并定义了万有引力定律。在这本书中,他还基于波义耳定律提出了首个分析测定空气中音速的方法。
牛顿
由于《原理》的成就,牛顿得到了国际性的认可,并为他赢得了一大群支持者:牛顿与其中的瑞士数学家尼古拉·法蒂奥·丢勒建立了非常亲密的关系,直到1693年他们的友谊破裂。这场友谊的结束让牛顿患上了神经衰弱。
牛顿在伽利略等人工作的基础上进行深入研究,总结出了物体运动的三个基本定律(牛顿三定律)。
2、爱因斯坦
阿尔伯特·爱因斯坦(德语/英语:Albert Einstein,1879年3月14日—1955年4月18日),出生于德国巴登-符腾堡州乌尔姆市,毕业于苏黎世联邦理工学院,物理学家。
1905年,爱因斯坦获苏黎世大学物理学博士学位,并提出光子假设、成功解释了光电效应(因此获得1921年诺贝尔物理奖) ;同年创立狭义相对论,狭义相对论中,爱因斯坦提出了著名的质能公式:E=mc^2(这里的E代表能量,m代表多少质量,c代表光的速度,近似值为3×10^8m/s,这说明能量可以用减少质量的方法创造)。1915年创立广义相对论,1933年移居美国、在普林斯顿高等研究院任职,1940年加入美国国籍同时保留瑞士国籍 。1955年4月18日,爱因斯坦于美国新泽西州普林斯顿逝世,享年76岁 。1999年12月,爱因斯坦被美国《时代周刊》评选为20世纪的“世纪伟人(Person of the Century)”。
爱因斯坦
爱因斯坦的理论为核能的开发奠定了理论基础,为帮助对抗纳粹,他曾在利奥·西拉德等人的协助下曾致信美国总统富兰克林·罗斯福、直接促成了曼哈顿计划的启动,而二战后他积极倡导和平、反对使用核武器,并签署了《罗素—爱因斯坦宣言》 。爱因斯坦开创了现代科学技术新纪元,被公认为是继伽利略、牛顿之后最伟大的物理学家。
3、麦克斯韦
詹姆斯·克拉克·麦克斯韦(James Clerk Maxwell,1831年6月13日〜1879年11月5日),出生于苏格兰爱丁堡,英国物理学家、数学家。经典电动力学的创始人,统计物理学的奠基人之一。1831年6月13日生于苏格兰爱丁堡,1879年11月5日卒于剑桥。
1847年进入爱丁堡大学学习数学和物理,毕业于剑桥大学。他成年时期的大部分时光是在大学里当教授,最后是在剑桥大学任教。1873年出版的《论电和磁》,也被尊为继牛顿《自然哲学的数学原理》之后的一部最重要的物理学经典。麦克斯韦被普遍认为是对物理学最有影响力的物理学家之一。没有电磁学就没有现代电工学,也就不可能有现代文明。
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。
麦克斯韦
他预言了电磁波的存在。这种理论预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。麦克斯韦大约于1855年开始研究电磁学,在潜心研究了法拉第关于电磁学方面的新理论和思想之后,坚信法拉第的新理论包含着真理。于是他抱着给法拉第的理论“提供数学方法基础”的愿望,决心把法拉第的天才思想以清晰准确的数学形式表示出来。
麦克斯韦的主要贡献是建立了麦克斯韦方程组,创立了经典电动力学,并且预言了电磁波的存在,提出了光的电磁说。麦克斯韦是电磁学理论的集大成者。他出生于电磁学理论奠基人法拉第提出电磁感应定理的1831年,后来又与法拉第结成忘年之交,共同构筑了电磁学理论的科学体系。物理学历史上认为牛顿的经典力学打开了机械时代的大门,而麦克斯韦电磁学理论则为电气时代奠定了基石。
4、伽利略
伽利略·伽利雷(Galileo Galilei,1564年2月15日~1642年1月8日)是意大利天文学家,物理学家和工程师。伽利略被称为“观测天文学之父”,被称为“现代物理学之父”、“科学方法之父”、“现代科学之父 ”。
伽利略研究了速度和加速度,重力和自由落体,相对论,惯性,弹丸运动原理,并从事应用科学和技术的研究,描述了摆的性质和“ 静水平衡”,发明了温度计和各种军事罗盘,并使用用于天体科学观测的望远镜。他对观测天文学的贡献包括对金星相的望远镜确认,对金星的观测。木星的四颗最大卫星,土星环的观测和黑子的分析。
伽利略
伽利略(Galileo)提倡日心说和哥白尼主义在他的一生中一直是有争议的,当时大多数人都赞成地心模型(如Tychonic系统)。他遇到了天文学家的反对,他们由于缺乏恒星视差而怀疑日心论。此事由罗马宗教裁判所在1615年调查,得出的结论是日心论“在哲学上是愚蠢而荒谬的,由于在许多地方与圣经的意义明显矛盾,因此形式上是异端的”。
伽利略后来在“关于两个主要世界体系的对话”(1632年)中捍卫了他的观点,该对话似乎攻击了教皇乌尔班八世,从而疏远了他和耶稣会士,后者一直支持伽利略。他被宗教裁判所审判,被发现“强烈怀疑异端”,并被迫退缩。他在软禁中度过了余生。在软禁期间,他写了《两门新科学》,其中总结了他四十年前在现在被称为运动学和材料强度的两门科学上所做工作。
5、狄拉克
保罗·狄拉克(Paul Adrien Maurice Dirac,1902年8月8日-1984年10月20日),男,英国理论物理学家,量子力学的奠基者之一,并对量子电动力学早期的发展作出重要贡献。曾经主持剑桥大学的卢卡斯数学教授席位,并在佛罗里达州立大学度过他人生的最后十四个年头。1984年,狄拉克在佛罗里达州塔拉哈西过世。他给出的狄拉克方程可以描述费米子的物理行为,并且预测了反物质的存在。
1933年,因为“发现了在原子理论里很有用的新形式”(即量子力学的基本方程——薛定谔方程和狄拉克方程),狄拉克和埃尔温·薛定谔共同获得了诺贝尔物理学奖。
狄拉克
总结起来,狄拉克对物理学的主要贡献是:给出描述相对论性费米粒子的量子力学方程(狄拉克方程),给出反粒子解;预言磁单极;费米—狄拉克统计。另外在量子场论尤其是量子电动力学方面也作出了奠基性的工作。在引力论和引力量子化方面也有杰出的工作。
6、波尔
尼尔斯·亨利克·戴维·玻尔,丹麦物理学家,哥本哈根大学硕士/博士,丹麦皇家科学院院士,曾获丹麦皇家科学文学院金质奖章,英国曼彻斯特大学和剑桥大学名誉博士学位,1922年获得诺贝尔物理学奖。
玻尔通过引入量子化条件,提出了玻尔模型来解释氢原子光谱;提出互补原理和哥本哈根诠释来解释量子力学,他还是哥本哈根学派的创始人,对二十世纪物理学的发展有深远的影响。
波尔
1922年,玻尔因对研究原子的结构和原子的辐射所做得重大贡献而获得诺贝尔物理学奖。为此,整个丹麦都沉浸在喜悦之中,举国上下都为之庆贺,玻尔成了最著名的丹麦公民。为了支持正义与和平,玻尔将自己的诺贝尔金质奖章捐给了芬兰战争。后来,人们又为他募集黄金重铸了一枚,永远陈列在丹麦博物馆里。
1924年6月,玻尔被英国剑桥大学和曼彻斯特大学授予科学博士名誉学位,剑桥哲学学会接受他为正式会员,12月又被选为俄罗斯科学院的外国通讯院士。
1927年初,海森堡、玻尔、约尔丹、薛定谔、狄拉克等成功地创立了原子内部过程的全新理论量子力学,玻尔对量子力学的创立起了巨大的促进作用。
7、普朗克
马克斯·卡尔·恩斯特·路德维希·普朗克,(1858年4月23日~1947年10月4日),出生于德国荷尔施泰因,毕业于柏林大学,德国著名物理学家、量子力学的重要创始人之一。
普朗克和爱因斯坦并称为二十世纪最重要的两大物理学家。他因发现能量量子化而对物理学的又一次飞跃做出了重要贡献,并在1918年荣获诺贝尔物理学奖 。
1874年,普朗克进入慕尼黑大学攻读数学专业,后改读物理学专业。1877年转入柏林大学,曾聆听亥姆霍兹和基尔霍夫教授的讲课,1879年获得博士学位。1930年至1937年任德国威廉皇家学会的会长,该学会后为纪念普朗克而改名为马克斯·普朗克学会 。
普朗克
从博士论文开始,普朗克一直关注并研究热力学第二定律,发表诸多论文。大约1894年起,开始研究黑体辐射问题,发现普朗克辐射定律,并在论证过程中提出能量子概念和常数h(后称为普朗克常数,也是国际单位制千克的标准定义 ),成为此后微观物理学中最基本的概念和极为重要的普适常量。1900年12月14日,普朗克在德国物理学会上报告这一结果,成为量子论诞生和新物理学革命宣告开始的伟大时刻。由于这一发现,普朗克获得了1918年诺贝尔物理学奖。
8、费曼
理查德·菲利普斯·费曼(英文:Richard Phillips Feynman,1918年5月11日—1988年2月15日),美籍犹太裔物理学家,加州理工学院物理学教授,1965年诺贝尔物理奖得主 。
理查德·费曼,高中毕业之后进入麻省理工学院学习,最初主修数学和电力工程,后转修物理学。1939年以优异成绩毕业于麻省理工学院,1942年6月获得普林斯顿大学理论物理学博士学位。同年与高中相识的恋人艾琳结婚。1942年,24岁的费曼加入美国原子弹研究项目小组,参与秘密研制原子弹项目“曼哈顿计划”。1945年艾琳去世。“曼哈顿计划”结束,费曼在康奈尔大学任教。1950年到加州理工学院担任托尔曼物理学教授,直到去世。
费曼
提出了费曼图、费曼规则和重正化的计算方法,这是研究量子电动力学和粒子物理学不可缺少的工具。费曼还发现了呼麦这一演唱技法,曾一直期待去呼麦的发源地——图瓦,但是最终未能成行。 他被认为是爱因斯坦之后最睿智的理论物理学家,也是第一位提出纳米概念的人。
9、法拉第
迈克尔·法拉第 (Michael Faraday,1791年9月22日~1867年8月25日),英国物理学家、化学家,也是著名的自学成才的科学家,出生于萨里郡纽因顿一个贫苦铁匠家庭,仅上过小学。1831年,他作出了关于电力场的关键性突破,永远改变了人类文明。
迈克尔·法拉第是英国著名化学家戴维的学生和助手,他的发现奠定了电磁学的基础,是麦克斯韦的先导。1831年10月17日,法拉第首次发现电磁感应现象,并进而得到产生交流电的方法。1831年10月28日法拉第发明了圆盘发电机,是人类创造出的第一个发电机。1867年8月25日,法拉第因病医治无效逝世,享年76岁。由于他在电磁学方面做出了伟大贡献,被称为“电学之父”和“交流电之父”。
法拉第
法拉第把磁力线和电力线的重要概念引入了物理学,通过强调不是磁铁本身而是它们之间的“场”,为当代物理学中的许多进法拉第展开拓了道路,其中包括麦克斯韦方程。法拉第还发现如果有偏振光通过磁场,其偏振作用 就会发生变化。这一发现具有特殊意义,首次表明了光与磁之间存在某种关系。
10、薛定谔
埃尔温·薛定谔(Erwin Schrödinger,1887年8月12日—1961年1月4日),奥地利物理学家,量子力学奠基人之一,发展了分子生物学。维也纳大学哲学博士。苏黎世大学、柏林大学和格拉茨大学教授。在都柏林高级研究所理论物理学研究组中工作17年。因发展了原子理论,和狄拉克(Paul Dirac)共获1933年诺贝尔物理学奖。又于1937年荣获马克斯·普朗克奖章。
物理学方面,在德布罗意物质波理论的基础上,建立了波动力学。由他所建立的薛定谔方程是量子力学中描述微观粒子运动状态的基本定律,它在量子力学中的地位大致相似于牛顿运动定律在经典力学中的地位。 提出薛定谔猫思想实验,试图证明量子力学在宏观条件下的不完备性。亦研究有关热学的统计理论问题。在哲学上,确信主体与客体是不可分割的。主要著作有《波动力学四讲》《统计热力学》《生命是什么?——活细胞的物理面貌》等。
薛定谔
1926年他提出著名的薛定谔方程,为量子力学奠定了坚实的基础。方程的提出只是稍晚于沃纳·海森堡的矩阵力学学说,此方程至今仍被认为是绝对的标准,它使用了物理学上所通用的语言即微分方程。这使薛定谔一举成名,他还在同年证明了自己的波动力学是与海森堡和玻恩的矩阵力学在数学上是等价的。1933年纳粹夺权后离开德国移居英国牛津,在马格达伦学院担任访问学者,获得诺贝尔物理学奖。
1944年薛定谔出版了《生命是什么》,此书中提出了负熵(Negentropie)的概念。他自己发展了分子生物学奠定了分子系统发生学,成为现代进化论的基础,想通过用物理的语言来描述生物学中的课题。他还发表了许多的科普论文,它们至今仍然是进入到广义相对论和统计力学的世界的最好向导。
最著名的思想实验是薛定谔的猫,在这个试验中他把量子力学中的反直观的效果转嫁到日常生活中的事物上来,并想以此来表达他对想要用一般的统计学说来解释量子物理的拒绝。