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2017/12/13 17:43:03
伽利略曾预言:当人们能精确测算星球的运动轨迹时,却还难以描述一条小溪的流动规律。
阿尔伯特.爱因斯坦也曾经研究过水利学:验证巴尔定律
著名的物理学家爱因斯坦其实不仅是个只钻研宇宙学的科学家,除了时空和空间理论外,爱因斯坦也研究过地质,通过业余时间他研究了河流侵蚀理论,提出了相关力学研究见解。通常情况下,我们知道爱因斯坦关于狭义相对论等空间理论的论文,很多人都不知道爱因斯坦还发表过一篇关于化学和布朗运动的研究文章。早在1926年,爱因斯坦对巴尔定律进行了验证性研究,在此基础上发表了一篇文献。
爱因斯坦研究的巴尔定律主要揭示了南北半球河流受侵蚀方向不同之谜
冯.巴尔花了毕生精力对胚胎学进行了研究,揭示了从鸟类到人类等物种的演化进程,他发现在生长的不同阶段,不同生物体的胚胎看上去都非常相似,从根本上说,他启动了胚胎学领域的研究。但是他也花了一些时间研究地质,提出了河流的侵蚀理论,巴尔定律在河流中的体现与科里奥利效应相当,这项研究表明运动位移较大的物体都在一定程度上受到地球自转的影响,说明北半球运动的物体在地转偏向力作用下可出现向右边偏转的现象,南半球则相反。
通过对巴尔定律的研究,爱因斯坦对地球自转偏向力有了进一步的认识。对北半球和南半球不同走向的河流分析,南半球河流的左岸将受到科里奥利力的作用,因而会产生更大的侵蚀,与此相反,北半球的河流则在右岸出现较大的侵蚀效应。虽然巴尔定律可以解释问题的形成原因,但人们并不明白其中的力学原理,对此爱因斯坦在论文中指出沿着河流底部流淌的水产生摩擦效应,使其速度减慢,底部泥沙受到压力梯度作用,在河道一边被侵蚀后,河道底部又出现泥沙重新分布现象。
美国Choice杂志发表的Ding的书评有这样一段话:“水力学和泥沙动力学的复杂程度可用汉斯.爱因斯坦所举的例证来说明,一次他谈及:他父亲(阿尔伯特.爱因斯坦)曾有兴趣于这一领域,但经过深思之后,他还是选择了较为简单的物理学”。
最终汉斯.爱因斯坦“明知山有虎,偏向虎山行”,把一生的精力都献给了他父亲视为畏途的学科:水利学。
汉斯.爱因斯坦(Hans Einstein)是著名物理学家阿尔伯特.爱因斯坦的长子、爱德华.爱因斯坦的长兄 ,加州大学伯克利分校(UC Berkeley)水利工程学教授。
他1936年获瑞士联邦理工学院科学博士学位。1938年移居美国。1947年起任加利福尼亚大学副教授、教授。1959年和1960年先后获美国土木工程师学会水力学研究奖和史蒂文斯奖(最佳讨论奖)。汉斯.爱因斯坦第一个提出床沙质和冲泻质的概念,首先把阻力和泥沙运动有机地联系起来,并根据河流实测资料提出了确定沙波阻力的计算方法。爱因斯坦是把随机过程和力学分析结合起来研究推移质运动的创始人。他建立了包括推移质和悬移质在内的床沙质挟沙能力关系。他和协作者明确提出了近壁层流层的不稳定性,指出即使在光滑的周界上,近壁层流层也会受到水流紊动的直接影响。爱因斯坦的主要专著有《明渠水流的挟沙能力》,主要论文有《粗糙边壁上的水动力》、《水流综合阻力》、《河道阻力》、《冲泻质输沙率能用床沙质函数估算吗?》、《高度不均匀沙的输送》、《变态模型的相似律》和《光滑边壁上的层流附面层》等。我国著名水利泥沙专家钱宁先生师从爱因斯坦,获得博士学位,他们提出的动床泥沙模拟试验方法被称作“爱因斯坦—钱宁方法”。
(钱宁,国立中央大学土木系、水利系、工学研究所水利工程组(河海大学前身)校友)
钱宁,著名水利泥沙专家,1922年12月4日出生于江苏省南京市。父钱天鹤是中央研究院自然博物馆馆长,金陵大学蚕桑系主任。钱宁1939年考入重庆的中央大学土木系,高年级时选水利作为专业,1943年毕业留校攻读水利专业的研究生并兼任助教。1947年在美国依阿华大学和加州大学伯克利学流体力学及泥沙专业,在著名物理学家阿尔伯特.爱因斯坦之子、泥沙权威汉斯.爱因斯坦教授指导下,刻苦钻研,取得了博士学位。他们联名发表过十多篇学术论文,其中有些结论被许多国家的泥沙学者所引用,他们提出的动床泥沙模拟试验方法被称作“爱因斯坦—钱宁方法”。30岁刚刚出头的钱宁,已在美国泥沙学界崭露头角。 1947年赴美留学,可是,这位青年学者深知祖国河流泥沙问题严重,早在加州大学泥沙实验室从事研究工作时,他就暗暗立下誓愿:学成归来,用以报国。
杨建邺教授在《爱因斯坦传》的后记里追述了这样的故事:
他的姨父钱宁先生(1922-1986)在美国留学时师从爱因斯坦的长子汉斯?爱因斯坦(Hans Einstein,1904-1973),曾是小爱因斯坦最得意的研究生(钱先生留美期间在高速非均匀泥沙输运动力学方面有突出的工作)。当钱宁决定回国时,小爱因斯坦把他父亲写的一封亲笔信赠送给了钱宁,钱宁珍藏了十几年,可惜在“文革”抄家时不知所终。1973年,汉斯?爱因斯坦的夫人以老爱因斯坦的座右铭相赠,钱宁在《老爱因斯坦教授的座右铭》这一回忆文章中述及此事,照录于下:
“我在美国柏克莱加州大学追随小爱因斯坦教授从事河流泥沙问题的研究,前后达七年之久。他的父亲老爱因斯坦是世界驰名的物理学家。1955年我从美国归来,临行前夕,向小爱因斯坦道别,他取出他父亲手写的家书,对我说,他父亲生前给家人写信不多,特捡出一封送我留作纪念。遗憾的是这份老爱因斯坦的手迹在文化大革命动乱中失落了。
我和小爱因斯坦分别以后,即未见过面。1973年他获准和一些美国著名水利专家组团来华访问,不幸行期在即,他却因脑溢血遽尔去世。老爱因斯坦生前曾把他的一张座右铭送给他的儿子。小爱因斯坦逝世后,他的夫人复制了一份寄给我,作为对亡人的遗念。下面是这张座右铭的译文(略)。
“每天我都无数次地提醒我自己,我的内心和外在的生活,都是建立在其他活着的和死去的人的劳动的基础上的。我必须竭尽全力,像我曾经得到和正在得到的那样,做出同样的贡献。”
寥寥数语,充分展示了一位科学家的虚怀若谷的伟大胸襟和对人类的强烈的责任感。”
(李焕,毕业于中央大学水利工程专业。李焕(中)和李焕夫人(左)) 李焕先生是北伐战争及抗日战争著名将领李汉魂次子。他在中央大学毕业后赴美求学,师从加州大学伯克利分校水利工程学教授汉斯.爱因斯坦。现为美国华裔科学家。 李焕回忆说:“先生(汉斯.爱因斯坦)很关心我的学习,经常邀我去他家,而老爱因斯坦(阿尔伯特.爱因斯坦)也时常指导我一些还未被开发的研究领域,对我日后的发展影响很大。”李焕说,由于当时自己的英文不好,汉斯.爱因斯坦的太太还在家中为李焕开“小灶”,替他纠正口语发音。
之后,李焕与汉斯.爱因斯坦合作了大量有关流体力学及水动力方面的研究,并发表数篇合作论文。李焕和钱宁都是中央大学水利专业(河海大学)校友,也是师从汉斯.爱因斯坦教授的师兄弟。
“我对中国充满感情,我想为中华民族的后代子孙留下一些可以纪念的历史。”李焕日前委托旅美华人招思虹,将一批文献资料捐赠给新开馆的中国华侨历史博物馆,在他看来,这是将流落海外的历史摆回原位。
这批捐赠的文献资料包括李汉魂将军旧藏的北伐战争与抗日战争时期的约200张珍贵历史照片,以及李焕与著名科学家爱因斯坦的长子——美国科学家汉斯.爱因斯坦合作的论文等。
(历史照片:李汉魂将军在韶关誓师北伐)
1948年后,举家迁往美国的李汉魂将军迫于生计,经营了一家中餐馆,但无论生活如何艰辛,李汉魂从不许子女外出打工挣钱,只要求他们能专心致学。
为了让李焕顺利入学继续深造,李汉魂在美国一边联系学校,一边寻求侨领的帮助。1949年,李焕终于进入美国加州大学伯克利分校就读,也因此促成了与爱因斯坦家族的缘分。
wo345345521
2017/12/14 1:13:09
这玩意我们河流动力学课上已经吹过一遍了楼主又来吹一遍