2023年8月20日晚八點(diǎn),科學(xué)傳播公益項(xiàng)目“高山科學(xué)經(jīng)典”邀請(qǐng)到中國(guó)科學(xué)院自然科學(xué)史研究所研究員方在慶,上海社會(huì)科學(xué)院哲學(xué)研究所副所長(zhǎng)成素梅,特普麗總經(jīng)理,高山書院2021級(jí)同學(xué)楊帆擔(dān)當(dāng)主持,一起導(dǎo)讀《玻爾茲曼:篤信原子的人》。
作為奧地利首屈一指的物理學(xué)大師,玻爾茲曼以建立統(tǒng)計(jì)力學(xué)和提出熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(jì)解釋而聞名,以他名字命名的成就包括玻爾茲曼分布、玻爾茲曼熵公式、玻爾茲曼常數(shù)等。他是19世紀(jì)的麥克斯韋與20世紀(jì)的愛因斯坦之間的中間環(huán)節(jié),其思想深深影響了普朗克的光量子假說(shuō)和愛因斯坦關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)的研究,對(duì)現(xiàn)代物理學(xué)的誕生產(chǎn)生了巨大的影響。
關(guān)于世界本源的問(wèn)題,一直是科學(xué)界爭(zhēng)論不休的話題。在沒(méi)有電子顯微鏡的幫助下,玻爾茲曼憑著自己的物理直覺(jué),相信原子的存在,認(rèn)為物質(zhì)由分子和原子組成。但他的理論并沒(méi)有受到認(rèn)可,原子論的反對(duì)者們常常以“你見過(guò)一個(gè)真實(shí)的原子嗎?”來(lái)反駁他,物理化學(xué)的創(chuàng)始人之一奧斯特瓦爾德、哲學(xué)家馬赫等人與他展開了十年的論戰(zhàn)。然而短短兩年后,1908年,法國(guó)物理學(xué)家佩蘭的實(shí)驗(yàn)最終證明了原子的存在。但遺憾的是,玻爾茲曼已經(jīng)無(wú)法見證自己的勝利,他以極端的方式離開了這個(gè)世界。
楊帆老師在高山科學(xué)經(jīng)典節(jié)目中
這個(gè)謎一樣的結(jié)局讓很多人唏噓不已,直播中主持人楊帆老師首先談到,玻爾茲曼以自我結(jié)束生命走向了終點(diǎn),可能與他自身對(duì)原子論的堅(jiān)持有關(guān)。方在慶老師在導(dǎo)讀時(shí)也以也以這個(gè)話題開場(chǎng),和兩位老師以及守候在直播間的觀眾分享了自己的觀點(diǎn)。
方在慶老師在高山科學(xué)經(jīng)典節(jié)目中
也許所有的答案都藏在這本傳記《玻爾茲曼:篤信原子的人》之中。
方老師對(duì)此書的導(dǎo)讀從五個(gè)部分展開,分別是作者簡(jiǎn)介、目錄;玻爾茲曼生平簡(jiǎn)介;玻爾茲曼的主要科學(xué)貢獻(xiàn);玻爾茲曼所處的社會(huì)政治環(huán)境;玻爾茲曼為何以極端方式離世。
方老師首先提到了楊振寧受邀在維也納舉行的關(guān)于玻爾茲曼逝世100周年的紀(jì)念會(huì)上對(duì)玻爾茲曼的評(píng)價(jià),楊振寧把玻爾茲曼看成是從經(jīng)典物理學(xué)到現(xiàn)代物理學(xué)過(guò)渡人物。如果說(shuō)普朗克是量子力學(xué)之父,那么玻爾茲曼就是量子力學(xué)之母。方老師認(rèn)為玻爾茲曼是一個(gè)有趣的人,玻爾茲曼當(dāng)時(shí)受到名不見經(jīng)傳的音樂(lè)家安東布魯納的影響,給他種下了一個(gè)熱愛音樂(lè)的種子,此后終身熱愛音樂(lè)。
在談到玻爾茲曼的成長(zhǎng)經(jīng)歷和科學(xué)成就時(shí),方老師導(dǎo)讀中提到15歲時(shí),玻爾茲曼父親的去世給了他巨大打擊,但并沒(méi)有使他一蹶不振,他以優(yōu)異的成績(jī)考上了維也納大學(xué)攻讀物理學(xué)和數(shù)學(xué),3年后就拿到了博士學(xué)位。
在格拉茨時(shí)期,年僅25歲的玻爾茲曼成為了格拉茨大學(xué)數(shù)學(xué)物理學(xué)的正教授,而且在此時(shí)期發(fā)表了關(guān)于氣體分子熱平衡進(jìn)一步研究的非常重要的論文。并取得了兩個(gè)重要的成果,一個(gè)是H定理,一個(gè)是玻爾茲曼傳輸方程。方老師認(rèn)為玻爾茲曼對(duì)原子的堅(jiān)定信念實(shí)際上源于他對(duì)牛頓世界觀的信念,他最重要的成就實(shí)際上就是用統(tǒng)計(jì)論證的方法確定了熱平衡狀態(tài)的特性及其動(dòng)態(tài)演化,解釋了時(shí)間不可逆現(xiàn)象。
成素梅老師(左)、方在慶老師(右上)、楊帆老師(右下)在高山科學(xué)經(jīng)典節(jié)目中
成素梅老師也談到玻耳茲曼的成就和格拉茨大學(xué)有很大的關(guān)系,在格拉茨大學(xué)有很好的研究團(tuán)隊(duì),和學(xué)生的關(guān)系融洽,其寬松單一的研究環(huán)境幫助他專心做自己的研究,天時(shí)地利人和造就了他。
主持人楊帆也借此概括總結(jié)認(rèn)為對(duì)于想做研究的人而言生活簡(jiǎn)單、家庭舒適、滿足科研的條件、有良好的研究團(tuán)隊(duì),才能心無(wú)旁騖、專心的做科研。
在圓桌討論時(shí),方老師分享了關(guān)于玻爾茲曼為何以極端方式離世的理由主要從個(gè)人個(gè)人挑戰(zhàn)、專業(yè)爭(zhēng)議、同事和學(xué)術(shù)界的孤立和誤解、自身健康這些角度來(lái)分析,成老師也認(rèn)為關(guān)于這個(gè)問(wèn)題的答案時(shí)復(fù)雜的,并不是單一的原因造成了玻爾茲曼自殺,這其中往往受到多種因素的影響。
在提到他人對(duì)玻爾茲曼的評(píng)價(jià)時(shí),方老師認(rèn)為,奧斯特瓦爾德特別磊落的一點(diǎn)在于他說(shuō)在科學(xué)的敏感性和清晰度方面玻耳茲曼勝過(guò)我們所有的人。他個(gè)人認(rèn)為玻耳茲曼對(duì)自己是很自信的,比如說(shuō),在他晚年的時(shí)候,他深信對(duì)分子運(yùn)動(dòng)論的抨擊是一種誤解。關(guān)于成名的科學(xué)家都很有特點(diǎn)和個(gè)性,而且能得到保持,是一個(gè)社會(huì)進(jìn)步和寬容的表現(xiàn)??茖W(xué)的繁榮不但要允許個(gè)性的存在,而且要允許爭(zhēng)論存在。成老師在最后認(rèn)為普朗克如果沒(méi)有受玻耳茲曼研究的影響,也許量子概念的提出會(huì)更晚,所以玻耳茲曼對(duì)量子力學(xué)有其奠基性工作。
與科學(xué)家一起讀好書,“高山科學(xué)經(jīng)典”是一個(gè)由高山書院發(fā)起的公益科學(xué)傳播項(xiàng)目。邀請(qǐng)百位知名科學(xué)家每周導(dǎo)讀一本科學(xué)經(jīng)典書籍,引領(lǐng)公眾參與閱讀的大型科學(xué)傳播公益項(xiàng)目,旨在提升全民科學(xué)素養(yǎng)、培育科學(xué)精神、傳播科學(xué)思想。期望在全民學(xué)科學(xué)的時(shí)。背景下,高山科學(xué)經(jīng)典能在科學(xué)傳播領(lǐng)域盡一份綿薄之力。
高山科學(xué)經(jīng)典項(xiàng)目書單
高山科學(xué)經(jīng)典的目標(biāo)是,讓科學(xué)精神通過(guò)書籍,跨越地域、階層、年齡、民族的界限,傳播到每個(gè)角落、每個(gè)人心中。希望科學(xué)成為一種生活方式。與科學(xué)家們跨界對(duì)談,讓科學(xué)更有趣。
高山科學(xué)經(jīng)典世界讀書日發(fā)布會(huì)現(xiàn)場(chǎng)
未來(lái),“高山科學(xué)經(jīng)典”項(xiàng)目將打造三大重點(diǎn)產(chǎn)品:出版《高山科學(xué)經(jīng)典》系列叢書;開展線上導(dǎo)讀直播;沉淀專業(yè)級(jí)科學(xué)導(dǎo)讀視頻節(jié)目。達(dá)到出版、傳播、教育多重效應(yīng)。開展全民科學(xué)閱讀,共同推動(dòng)“科學(xué)復(fù)興”,提升全民族科學(xué)文化素質(zhì),實(shí)現(xiàn)“公心大用”。
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