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100年前,人們眼中的宇宙還很小

http://finance.sina.com   2020年01月12日 19:05   北京新浪網

  來源:原理

  我們可以想象得出100年後人類的生活嗎?那時的人類科學和科技進步到了何種程度?我們是否已經成了星際居民遨遊宇宙?而當2120年來臨時,那時的人們回望現在的我們,就好像我們回看1920年的歷史一樣。

  1920年不能算是尋常的一年。當時,第一次世界大戰剛剛以《凡爾賽條約》的簽署爲標誌而結束,各國正在從戰爭中逐漸恢復。1920年的科學界也並不平靜,這一年科學界發表了許多深刻改變人類的發現,科學界送走了一些科學家,也迎來了一些新生命,日後成長爲科學研究中的關鍵人物。

  現在,讓我們把時間撥回到100年前。。。。。。

  1920年,新年剛過不久,科學界傳來一個噩耗,丹麥著名數學家鄒騰去世。在這一年中,一些大師永遠地離開了我們,但他們的思想即使到今天仍在流傳。

  丹麥數學家鄒騰

  1920年1月6日,丹麥數學家鄒騰去世

  雖然鄒騰(H。 G。 Zeuthen)這個名字對大多數人而言還很陌生,但他在丹麥乃至世界數學史上具有重要影響,他在圓錐曲線的枚舉幾何學、代數曲面理論以及數學史等領域都做出了傑出的貢獻。鄒騰從小在數學方便表現出了天賦,彷彿“不需要花時間去學”。進入大學後,他有機會前往巴黎師從法國幾何學泰斗沙勒,並開始自己的枚舉幾何學研究。後來,他又出版了數學史著作《古代圓錐曲線的歷史》,同時代的著名數學家評價這本書“開啓了一個新的時代”。多年來,他在哥本哈根大學教學的同時編寫數學課本和講義,並在大學開設數學史等課程。他的整個職業生涯幾乎都在哥本哈根度過,他爲丹麥登上世界數學的舞臺做出了巨大貢獻。

  印度數學家拉馬努金

  1920年4月26日,拉馬努金去世,享年32歲

  拉馬努金(Srinivasa Ramanujan)是一位天才的傳奇數學家,他是英國皇家學會最年輕的會員之一,也是劍橋大學三一學院的第一位來自印度的院士。他出生在印度一個沒落的婆羅門家庭,幾乎沒有受過正規的高等數學教育和訓練,卻憑藉出衆的數學直覺和不懈的耐心鑽研,在數學分析、數論、無窮級數和連分數等領域作出了重大貢獻。1913年,他開始與劍橋大學著名數學家哈代通信,哈代隨後邀請他到英國,開始了兩人富有成果的合作。拉馬努金一生提出了上千個公式和命題,併爲後人的研究指明瞭方向。1973年數學家德利涅證明了最著名的“拉馬努金猜想”,並因此獲得菲爾茲獎。

  然而,科學不會停下向前的腳步。在這一年裏,人們通過實驗、觀測等當時一切可用的科技手段,在各個領域收穫了許多令人欣喜的發現,其中有一些深刻地改變了我們的生活。

  提取胰島素

  班廷提出一種提純胰島素的方法

  胰島素的發現是現代醫學史的一個里程碑。20世紀初,一些醫生髮現胰腺中的提取物具有降糖作用。但由於無法制備高純度的製劑,相關研究一度陷入困境。1920年,年輕的外科醫生班廷(Frederick Banting)向糖尿病領域的權威教授麥克萊德(John Macleod)提出了一種提純胰島素的方法。班廷建議通過結紮狗胰管,再對其進行分離和提取。胰島素的提純工作就是從那時開始的。到1921年,班廷提取胰島素的來源從狗的胰腺轉向牛的胚胎,使得實驗發生了飛躍性的進展。1923年,班廷和麥克萊德二人因在胰島素方面作出的貢獻而獲得諾貝爾生理學及醫學獎。

  測量獵戶座α

  獵戶座α的光球角直徑首次被測量

  1920年,威爾遜天文臺的邁克爾孫測星干涉儀首次測量出了獵戶座α的光球角直徑,獵戶座α成爲除太陽之外第一顆被測出光球的角直徑的恆星。獵戶座α又名參宿四,距離地球超過600光年,它是一顆紅超巨星,也是已知的裸眼可見的最大和最亮的恆星之一。後續的研究報道它的角直徑約在0.042到0.056角秒之間。紅超巨星是恆星演化過程中“臨近終章”的階段,處於這個階段的恆星會出現忽明忽暗的現象。2019年年底,獵戶座α亮度突然變暗,但尚不確定這種亮度變化是否與超新星爆發有關。科學家正在密切關注這顆恆星亮度的後續變化。

  小艾伯特實驗

  心理學家約翰·沃森和助手

  進行了著名而極具爭議的“小艾伯特實驗”

  1920年,心理學家約翰·沃森和助手進行了著名而極具爭議的“小艾伯特實驗”。在實驗中,11個月大的小艾伯特起初對在身邊活動的白鼠並未表現出恐懼。隨後,當艾伯特觸摸白鼠時,實驗人員就在他身後製造出巨大而刺耳的聲音,艾伯特隨即大哭並表現出恐懼。重複數次後,即使沒有噪聲,小艾伯特在面對白鼠,甚至其他毛茸茸的物品時,也表現出了恐懼和不安。由於錄像顯示小艾伯特有癡呆的跡象,實驗結果的可靠性被質疑。而在實驗完成後,沃森並未除去嬰兒的條件反射,這也違反了學術道德。曾有後續研究試圖調查實驗對嬰兒後來的影響,他們發現小艾伯特在6歲時因病夭折,實驗的後續影響也無從而知。

  薩哈電離方程

  天體物理學家薩哈提出了薩哈電離方程

  薩哈電離方程描述的是恆星光譜與溫度之間的關係。這個方程最早由印度天體物理學家薩哈(Meghnad Saha)提出,它表示了在一顆恆星中,任何一種特定元素的電離狀態會如何隨着溫度和壓力的變化而變化。這個方程的一個重要應用是解釋了恆星的光譜分類。薩哈也因此分別在1930、1937、1939、1940、1951、1955年被提名爲諾獎物理學獎候選人,然而他的提名卻一再被諾獎委員會拒絕,給出的原因是薩哈電離方程是一個有用的“應用”而非“發現”。但在天體物理學領域,學者認爲薩哈方程打開了恆星天體物理學之門,是天文研究來說是諾獎級別的貢獻。

  當然,我們還有很多沒有搞清楚的事情。當時的人們甚至還不清楚,銀河系是不是宇宙的全部,併爲此進行了一場世紀辯論。科學家提出了很多假說和“預言”,但尚沒有能力驗證它們,有些假說甚至在半個多世紀後才通過更先進的技術手段被證實。科學就是在以這樣的方式不斷前進。

  世紀大辯論

  20世紀最偉大的一場科學辯論

  發生在1920年4月26日

  20世紀最偉大的一場科學辯論發生在1920年4月26日,當時,天文學家沙普利和柯蒂斯在華盛頓的史密森尼國家自然歷史博物館中爲宇宙究竟有多大展開了辯論。沙普利主張銀河系就是整個宇宙,認爲像仙女座星雲等螺旋星雲都是一些小的天體,是銀河系的一部分;而柯蒂斯認爲,通過望遠鏡觀測到的那些螺旋狀星雲實際上是可以與銀河系相媲美的星系或島宇宙,他爭辯道仙女座星雲中的新星比銀河系中還要多。這場辯論的真正獲勝者直到1924年才得以揭曉:哈勃計算出仙女座星系中的一顆造父變星的距離,得出它不在銀河系內,最終證明柯蒂斯是對的。

  中子的存在

  盧瑟福首次預言了原子核中

  應當還存在着一種中性核子——中子

  1920年,盧瑟福首次預言了中子的存在,但直到1932年查德威克才在實驗中找到了它。1934年茲威基和巴德提出當一顆大質量恆星耗盡燃料時,它的核心會在引力作用下坍縮,以至於大部分電子和質子會擠壓在一起形成中子,最終形成了一個極端緻密的中子星。無論是中子還是中子星都包含了許多祕密,其中一個與中子有關的大謎題是:它的壽命究竟有多長?近年來,有兩種同樣精確的測量中子的方法卻給出了相差9秒的結果!這讓一些物理學家非常憂慮,他們仍在試圖用最新的研究來理解和解釋這一差異。

  米蘭科維奇循環

  地球物理學家米蘭科維奇

  在專著中提出了“米蘭科維奇循環”

  1920年,塞爾維亞地球物理學家米蘭科維奇(Milutin Milanković)出版了專著《太陽輻射造成的熱現象的數學理論》,詳細闡述了有關地球公轉與自轉的各種參數及地球氣候模式之間的關係,也就是後來著名的“米蘭科維奇循環”。米蘭科維奇發現有三個循環週期主要影響地球與太陽之間的關係,分別是偏心率、轉軸傾角和歲差。在很長一段時間裏,這個理論缺乏足夠的證據支持,直到約半個世紀後,科學家開始有能力在海底等處進行取樣分析,才找到了更多支持證據。全球氣候的自然變化還有其他許多影響因素,而自工業革命後不可忽視的人爲因素同樣是目前學界的共識。

  同樣在這一年,世界也迎來了許多新的生命。他們當中有許多日後成長爲科學家,用他們有限的生命在科學的海洋中不斷探索,一步步推動科學與人類文明向前邁進。

  羅莎琳德·富蘭克林

  1920年7月25日,羅莎琳德·富蘭克林出生於英國

  羅莎琳德·富蘭克林(Rosalind Franklin)作爲一位著名的物理化學家爲諸多領域做出了突出貢獻,包括對煤和病毒的研究。更重要的是,她所拍攝的DNA的X光衍射圖“照片51”是揭開DNA結構之謎的關鍵。但遺憾的是,這項工作在她生前並沒有獲得應有的認可。1962年,諾貝爾生理學和醫學獎被授予沃森、克里克和威爾金斯,以表彰他們在DNA雙螺旋結構研究中所做的貢獻,此時富蘭克林已經去世。在富蘭克林生活的年代,女性進入科學界仍然不是一件容易的事情。當1941年富蘭克林從劍橋大學本科畢業時,劍橋大學甚至尚未開始授予女性學位。但她一生仍在科學上做出了不可磨滅的貢獻。

  湯定元院士

  1920年5月12日,湯定元出生於江蘇金壇縣

  湯定元是中國科學院院士,我國紅外物理的奠基者,他開拓了我國半導體學科和半導體光電器件的研究。湯定元22歲時從國立中央大學物理系畢業後留校任教,後赴美留學。學成歸國後開始在中科院應用物理所等機構工作。20世紀50年代,他帶領的研究小組首次進行了鍺光電導光譜分佈的定量研究。隨後他又領導進行了一系列紅外研究,建立起我國紅外研究的學科體系,併成功研製多種先進的紅外光電探測器,應用於遙感探測中,爲“兩彈一星”等項目做出了重要貢獻。2019年6月,湯定元因病在上海與世長辭。

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