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恒星亮度的两种确定因素

2022-06-14 23:24 作者:邓如山  | 我要投稿

(1)二十世纪的物理学大师列夫·朗道被称为苏联科学史上最伟大的理论物理学家,他因发现液氦的“超流体现象”而获得了物理学诺奖。天才人物也会由于盛气凌人的自负而犯错,朗道的一位学生曾请他审阅一篇论文,文中论述了在介子衰变过程中出现的宇称不守恒现象,但朗道认为不可能出现,有违他的物理直觉,他把“看不下去”的论文随手扔在一边。几个月后,李政道、杨振宁、吴健雄等人提出并用实验验证了弱相互作用的宇称不守恒理论,一生成果丰硕的朗道得知此事,顿时产生了“对不住学生”的愧疚心态。

有些学者因受到诺贝尔奖得主的直接教诲而获得诺贝尔奖,有些学者没有受到诺贝尔奖得主的亲自教授,但也获得了诺贝尔奖,接受或不接受诺贝尔奖得主的知识和技能传授,这不是决定一名学者在其学术生涯中是否获得诺贝尔奖的唯一因素。李政道的物理生涯和学术成就很像苏联时期的朗道,两人都是全能型的物理学家,朗道是苏联的李政道,李政道是中国的朗道,李政道和朗道都是诺贝尔奖得主的传人,1956年10月1日,李政道和杨振宁发表了论文《弱相互作用中的宇称守恒质疑》,仅仅过了13个月,1957年10月31日,李和扬以“史上最快”的速度获得了物理学诺奖。

1946年,时年不到20岁的李政道在西南联合大学物理系教授吴大猷的推荐下得到国家奖学金的支持,在美国芝加哥大学攻读慱土学位,博士导师是1938年物理诺奖的得主费米教授,1950年6月,李政道发表了博士论文《白矮星中的氢含量》。印度的诺奖得主钱德拉塞卡当时在芝加哥大学执教,他非常认可李政道在天体物理领域的计算成果,李政道在论文中闸明了氢元素在白矮星内的含量不超过1%,白矮星变成黑洞的“钱德拉塞卡极限”为1.44倍的太阳质量。

朗道在1962年因建立液氦超流体理论而获得物理学诺奖,他的得奖比李政道晚了5年,但朗道比李政道“出道”早,他在1924年大学毕业后进入了当时苏联的物理学研究中心——列宁格勒大学,1929年,朗道在欧洲游学两年,几乎结识了所有量子物理领域的大师,其中包括爱因斯坦和哥本哈根学派的创始人玻尔。1962年1月,朗道在获得诺奖之前在一场车祸中受伤,1968年,他在失去研究能力之后的6年在莫斯科去世,莫斯科物理问题研究所的所长朗道享年60岁。


(2)几乎所有的科学发现既有“意内的收获”,也有“意外的收获”,意内收获的本体效应和意外收获的溢出效应适合科学哲学的效用原理,本体效应可能等于、大于或小于溢出效应,存在事务效用的等效性、增效性或减效性的三种情形,比如:1859年,两位德国科学家罗伯特-威廉-本生和古斯塔夫-罗伯特-基尔霍夫发明了分光镜,仪器的发明有最初的用意和用途,也就是将物质标本加热到白炽状态,然后分析其中的元素成分,每种元素在炙热的状态下发出了可见光和不可见光,它们有不同特征的波长或颜色,物理学家本生通过分光镜发现了两种物质元素——铯和铷。

科学家后来发现了“分光镜原理”的更大用途,根据恒星或其它天体中物质元素发射和吸收光谱的特性,通过光谱线分析得知遥远天体的化学元素组成和相应的温度,一般而言,低温物体发出的辐射波长较长,高温物体发出的辐射波长较短。依据物质的存在找到物质的固有属性,反之,依据物质的固有属性发现物质的存在,主体的和伴随的,意内的和意外的,从因到果和从果到因的科学发现适合科学哲学过程论的等效原理。

(3)恒星的亮度主要与两个因素有关,一是恒星的发光能力,二是恒星的距离,当两颗或两颗以上恒星的距离相同时,发光能力强的恒星的亮度大,恒星的亮度与恒星的发光能力成正比。当两颗或两颗以上的恒星的发光能力或光强相同时,距离近的恒星看上去更亮,距离远的恒星看上去更暗,恒星的亮度与恒星的距离或恒星与地球观察者的距离成反比。恒星的视觉亮度不同于恒星实际的发光能力,有些恒星看上去很亮,既可能是恒星有很强的发光能力,也可能是发光能力弱的恒星距离地球观察者很近,反之,有些恒星看上去很暗,既可能是恒星有很弱的发光能力,也可能是发光能力强的恒星距离地球观察者很远。

什么是科学哲学的等效原理?举例说来,发光能力越强的恒星越亮,距离地球观察者越近的恒星越亮,反之,发光能力越弱的恒星越暗,距离地球观察者越远的恒星越暗,两种增加恒星亮度的因素或两种减少恒星亮度的因素适合科学哲学作用论的等效原理。判断一颗恒星的亮度时,既要考虑到它的实际发光强度,也要考虑到它与观察者的距离。可以把每一个人比作一颗颗在“社会的天空”发光的恒星,有些人的熠熠生辉是凭借自身的能力,勤奋和智慧造就人生,有些人的光彩照人是依靠外在的资源,能力欠缺的人得到了家庭和社会的补偿,科学发现和技术进步主要依靠有创造能力的人。





(科哲笔记:2022-6-14)


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