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爱因斯坦和达尔文谁的贡献更大 外国语言文学学院俄语系 宋平 201011103007摘要： 爱因斯坦和达尔文是不同领域的伟大科学家，他们的研究成果对后世有极大影响。对人们的生活方式，思维方式带来巨大影响。这些影响遍及各个领域，碰撞出的火花点燃了一个个科学之梦。关键词：爱因斯坦 达尔文 科学成就 影响一、爱因斯坦和达尔文的主要成果爱因斯坦，世界十大杰出物理学家之一，现代物理学的开创者、集大成者和奠基人，同时也是一位著名的思想家和哲学家。物理研究方面：相对论（广义相对论和狭义相对论），质能公式：E=mc2，光电效应，光的波粒二象性。达尔文，英国生物学家，进化论的奠基人，出版物种起源这一划时代的著作，提出了生物进化论学说，从而摧毁了各种唯心的神造论和物种不变论。除了生物学外，他的理论对人类学、心理学及哲学的发展都有不容忽视的影响。二、爱因斯坦的研究成果及其影响1、相对论：几乎宇宙所有的奥秘都隐藏在相对论那几行简单的公式中, 直到今天，很多内容仍是世界物理学家们正在努力攻克的难题。相对论的基本假设是相对性原理，即物理定律与参照系的选择无关。狭义相对论和广义相对论的区别是，前者讨论的是匀速直线运动的参照系（惯性参照系）之间的物理定律，后者则推广到具有加速度的参照系中（非惯性系），并在等效原理的假设下，广泛应用于引力场中。相对论和量子力学是现代物理学的两大基本支柱。经典物理学基础的经典力学，不适用于高速运动的物体和微观领域。相对论解决了高速运动问题；量子力学解决了微观亚原子条件下的问题。相对论颠覆了人类对宇宙和自然的“常识性”观念，提出了“时间和空间的相对性”、“四维时空”、“弯曲空间”等全新的概念。时间旅行是有可能的。狭义相对论证明，高速旅行会使时间变慢。假定人们能够制造一艘以亚光速飞行的宇宙飞船，那么一定意义上的时间旅行就变成可能了。如果飞船以亚光速从地球出发向遥远的星系飞去，来回的旅程仅仅几年(按飞船上的时间)，但在地球上却已过去了数千年。广义相对论表明，时空可以不是平坦的，而是弯曲的。我们可以在地球与宇宙遥远的某处之间凿出一个虫洞，然后用某种“奇异物质”把洞口撑开，使之成为一个突然出现在宇宙中的超空间管道，让我们在瞬间到达遥远的彼岸。然后当我们返回时，虫洞的奇异性质让我们年轻了很多。数学家法兰克提普勒据此设想了把时空卷起来的时间旅行方法。他认为，如果太空中的一个巨大物体以一半光速旋转，时空便会扭曲。因此，只要将来有人制造一个巨大的圆筒，它的长约为直径的10倍，然后使圆筒以15万公里/秒的速度旋转，便会使圆筒中央附近产生一个扭曲折回的时空。要将这圆筒当时间机器使用，宇宙飞船一定要开到圆筒的中心沿圆筒内壁盘旋飞行：逆圆筒旋转方向是驶入过去，顺圆筒旋转方向则是驶入未来。但正像所有理论上的时间机器一样，就是驶向过去无论怎样也不能到达比制成圆筒更早的时点。2、E=mc2质能方程物质不灭定律，说的是物质的质量不灭；能量守恒定律，说的是物质的能量守恒。（信息守恒定律）。虽然这两条伟大的定律相继被人们发现了，但是人们以为这是两个风马牛不相关的定律，各自说明了不同的自然规律。甚至有人以为，物质不灭定律是一条化学定律，能量守恒定律是一条物理定律，它们分属于不同的科学范畴。爱因斯坦认为，物质的质量是惯性的量度，能量是运动的量度；能量与质量并不是彼此孤立的，而是互相联系的，不可分割的。物体质量的改变，会使能量发生相应的改变；而物体能量的改变，也会使质量发生相应的改变。在狭义相对论中，爱因斯坦提出了著名的质能公式：E=mc2 （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3108m/s，这说明能量可以用减少质量的方法创造！）。爱因斯坦的质能关系公式，正确地解释了各种原子核反应：就拿氦4来说，它的原子核是由2个质子和2个中子组成的。照理，氦4原子核的质量就等于2个质子和2个中子质量之和。实际上，这样的算术并不成立，氦核的质量比2个质子、2个中子质量之和少了0.0302u（原子质量单位）！这是为什么呢？因为当2个氘dao核（每个氘核都含有1个质子、1个中子）聚合成1个氦4原子核时，释放出大量的原子能。生成1克氦4原子时，大约放出2.71012焦耳的原子能。正因为这样，氦4原子核的质量减少了。这个例子生动地说明：在2个氘原子核聚合成1个氦4原子核时，似乎质量并不守恒，也就是氦4原子核的质量并不等于2个氘核质量之和。然而，用质能关系公式计算，氦4原子核失去的质量，恰巧等于因反应时释放出原子能而减少的质量！这样一来，爱因斯坦就从更新的高度，阐明了物质不灭定律和能量守恒定律的实质，指出了两条定律之间的密切关系，使人类对大自然的认识又深了一步。原子裂变证明了质能方程的正确性。约里奥居里、费米、西拉德这三位科学家分别独立发现了链式反应：铀235的核受到中子轰击就会发生裂变，分裂成两个中等质量的新原子核，放出13个中子，并释放出巨大能量；这些中子又能引发其它铀核再分裂，形成连锁反应，释放巨大能量。链式反应使原子能成为杀伤力巨大的新武器。核电站等的理论基础也是质能方程。在地球资源日益枯竭的今天，核能是最具潜力的能源之一。3、光电效应：利用光电效应中光电流与入射光强成正比的特性,可以制造光电转换器-实现光信号与电信号之间的相互转换。这些光电转换器如光电管等，广泛应用于光功率测量、光信号记录、电影、电视和自动控制等诸多方面。具体例子：光电管：最早的电影是没有声音的后来虽然有了声音，但那是靠留声机来配合影片播放的声和影配合不好时，效果当然不好我们现在能够看到声和影完全配合一致的有声电影，还是多亏了光电管光控继电器，工业生产中的大部分光电控制设备都用光控继电器光控继电器在工业上可以用于产品的自动计数、安全生产等方面。工人在冲床、钻床、锻压机械上劳动时，如有不慎，容易出事故为保证安全，可以在这些机床上安装光控继电器当工人不慎将手伸入危险部位时，由于遮住了光线，光控继电器就立即动作，使机床停下来，避免事故的发生。宇宙大爆。1917年，人类仍然认为银河系就是整个宇宙，而这个宇宙永远是稳定不变的。这一年，爱因斯坦试图根据广义相对论推导整个宇宙模型，但他发现，宇宙不是膨胀就是收缩。为使这个模型保持静止，他额外增加了一个宇宙常数表示一种斥力，同引力相反，随着天体之间距离的增大而增强。然而，爱因斯坦很快发现自己错了。因为科学家们很快发现，宇宙实际上是膨胀的。1929年，哈勃发现所有星系都在远离我们而去，这表明宇宙正在不断膨胀。宇宙的膨胀意味着，早先的星体似乎同在一个很小的范围内。1948年，伽莫夫提出了大爆炸宇宙理论，系统地提出了宇宙起源和演化的理论。根据大爆炸宇宙理论，极早期的宇宙是一大片由微观粒子构成的均匀气体，温度极高，密度极大，且以很大的速率膨胀着。伽莫夫还作出了一个非凡的预言：宇宙仍沐浴在早期高温的残余辐射中，正如一个火炉虽不再有火，但还可以冒一点儿热气。1964年，美国贝尔公司年轻的工程师彭齐亚斯和威尔逊，在一次偶然的机会中发现了伽莫夫所预言的早期宇宙的残余辐射，并因此而荣获诺贝尔奖。广义相对论的智慧之处就在于，它从诞生起就能描述整个完整的宇宙，即使那些未知的领域也被全部囊括了进去。暗能量。在发现了宇宙膨胀这个事实后，爱因斯坦就急忙把宇宙常数去掉了，并认为这是他“一生中最大的错误”。随后，宇宙常数被抛进历史的垃圾堆。然而造化弄人，几十年后宇宙常数又复活了。近年来，科学家们通过各种的观测和计算证实，暗能量(暗中把星系相互撕扯开来的能量)不仅存在，而且在宇宙中占主导地位，普通物质仅约占4%。暗能量的发现表明，爱因斯坦所提出的作为与引力相抗衡的宇宙常数不仅确确实实存在，而且大大扰动了我们的宇宙，使宇宙的膨胀速率严重失控。根据一些科学家的预测，再过200多亿年，宇宙将迎来动荡的末日，恐怖的暗能量终将把所有的星系、恒星、行星一一撕裂，宇宙将只剩下没有尽头的寒冷、黑暗。黑洞大发现。1916年爱因斯坦发表广义相对论后不久，德国物理学家卡尔史瓦西就用这个理论描绘了一个假设的完全球状星体附近的空间和时间是如何弯曲的。他证明，假如星体质量聚集到一个足够小的球状区域里，比如一个天体的质量与太阳相同，而半径只有3公里时，引力的强烈挤压会使那个天体的密度无限增大，然后产生灾难性的坍塌，使那里的时空变得无限弯曲，在这样的时空中，连光都不能逃逸！由于没有了光信号的联系，这个时空就与外面的时空分割成两个性质不同的区域，那个分割球面就是视界。这就是我们今天耳熟能详的黑洞。在黑洞中心，全部物质被极为紧密地挤压成为一个体积无限趋近于零的几何点，任何强大的力量都不可能把它们分开，这就是所谓的“奇点”状态。广义相对论无法对此进行考察，而必须代之以新的正确理论量子理论。 三、达尔文的研究成果及影响达尔文最伟大的贡献在于是自然科学拜托宗教的纠缠。19世纪中叶，达尔文创立了科学的生物进化学说，以自然选择为核心的达尔文进化论，第一次对整个生物界的发生、发展，作出了唯物的、规律性的解释，推翻了特创论等唯心主义形而上学在生物学中的统治地位，使生物学发生了一个革命变革。自然选择说主要包括以下三个和谐统一的内容： （1）生存斗争的理论。生殖过剩与生存条件的有限这一矛盾是地球上的物种被淘汰的外在原因之一。 （2）遗传性发生变异的理论。虽然变异的机制并不清楚，但普遍发生变异的事实不容否认，达尔文以此说明物种演变的内在原因。 （3）适者生存的理论。生存条件一直在变化，如果物种的变异适合于变化的环境，那么就在生存斗争中取得胜利而发展；如果物种的变异不适宜于它当时生存的条件，那么就趋于衰减或灭亡。 达尔文对遗传学所做出的重要贡献。主要包括3个方面：1）收集整理了大量的生物遗传变异的资料，并提出了若干重要的论点；2）创立了发育的遗传理论泛生论，对后来的遗传理论（尤其是德弗里斯，高尔顿和魏思曼的遗传理论）产生了重要影响；3）提出了遗传物质分子载体的概念芽球，可以看作是基因概念的雏形。达尔文社会主义。即达尔文进化论在社会经济及政治事物中的应用。在达尔文的进化论问世之后，斯宾塞提出了社会达尔文主义，认为社会可以和生物有机体相比拟，社会与其成员的关系有如生物个体与其细胞的关系。社会达尔文主义本身并不是一种政治倾向，而是一种社会基模，根据自然界食物链现象提出弱肉强食，物竞天择，适者生存的观点，并以此解释社会现象。虽然现在这种主义已不再流行，但它给人类社会带来的影响非同小可。打击犯罪方面。到20世纪80年代后期，科学家们在法庭上作证有关的DNA证据定罪的罪犯的可靠性。这些证据已经成为一个强大的法医工具。 在医药方面，进化理论有一定指导我们，现在我们知道作为一个医学界对抗生素的使用更加小心。病毒的演变也疫苗的发展是至关重要的。 有些病毒，如脊髓灰质炎，有遗传物质的变化缓慢随着时间的推移，使医生创建一种疫苗，将持续