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第36章 相对论创始人——爱因斯坦

名人档案

全名 阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)

国别 美国

生卒年 1879—1955

出生地 德国乌尔姆

爱好 音乐、文学、哲学

座右铭 成功的秘诀:x+y+z=A(x代表艰苦劳动;y表示正确方法;z表示少说空话;A就是成功)

成就贡献

爱因斯坦创立了代表现代科学的相对论和量子力学,彻底打破了自牛顿以后200多年的经典物理学的旧观念。1921年荣获诺贝尔物理学奖,被称为“20世纪的哥白尼和伽利略”。

爱因斯坦大学毕业后,在伯尔尼专利局工作,一直没停止物理学研究。他利用空余时间,相继发表了三篇震撼世界的论文,在物理学三个领域里做出了划时代的贡献。

首先,他发表的论文《关于光的产生和转化的一个启发性观点》成功地阐明了光电效应的基本定律,提出了场的量子化。在世界历史上第一次提出了光有微粒性和波动性两重性质,就像一个钱币有正反两面,从而开启了通向量子力学的大门。爱因斯坦因此而获1921年诺贝尔物理学奖。其次,他的《论动体的电动力学》中,关于时间、空间都要随运动状态发生变化的理论冲破了牛顿以来形成的时间、空间绝对不变的旧观念,揭示了力学运动和电磁运动在运动学上的统一性,发展了物质和运动不可分原理,宣告了象征科学新时代的狭义相对论的诞生,成为近代物理学的基础理论,为原子能的利用奠定了基础。后来,爱因斯坦提出了关于质量和能量具有相当性的质能关系定律,揭示了原子内部所蕴藏的巨大核能的秘密,在理论上为原子能的释放和应用开辟了道路。

此后,爱因斯坦经过八年的艰苦努力,创立了广义相对论,推动了天体和宇宙的预测研究和理论探讨的蓬勃发展,进一步揭示了四维时空与物质的统一关系,指出了空间、时间不可能离开物质而独立存在,空间的结构和性质取决于物质的分布,它不是平坦的欧几里德空间,而是弯曲的黎曼空间,更深一层地揭示了时空、物质、运动和引力之间的统一性。

相对论与量子力学一起成为近代物理学的两大支柱,爱因斯坦因此而享誉全球。

爱因斯坦一生在宇宙学、统一场论、物理学、哲学等许多问题进行了深入研究,取得了辉煌成就,他的思想至今仍然指导着科学继续前进。同时,他还是一位维护世界和平和支持人类正义事业的战士。在第一、二次世界大战期间,他抗议德国军国主义和希特勒法西斯的暴政。第二次世界大战后,他又一再呼吁反对扩军备战,反对核武器用于战争。作为一个有强烈社会责任心的科学家,爱因斯坦受到各国人民的崇敬。

生活故事

爱因斯坦出生在德国南部古老的小城乌尔姆,父母亲都是犹太人。到了四五岁,爱因斯坦还不大会说话,后来上小学时成绩平平,可他善良、虔诚,同学们都叫他“老实头”。当时犹太人在德国受到歧视,“肮脏的犹太人,猪!”他在街上经常听到这样的叫骂声,心里很是不平。十岁时进了路德中学,他讨厌老师刻板、硬灌的教学方法,只有数学、物理与哲学能引起他的兴趣,而这些学科在学校里教师上得也味同嚼蜡。课后,爱因斯坦自学高等数学、康德哲学。然而老师认为他生性孤僻、智力迟钝、不守纪律、心不在焉、想入非非,认为他将是一事无成,后来他竟被学校勒令退学。

1933年,希特勒上台后,推行法西斯专政,迫害社会进步人士。爱因斯坦主张民主、自由、和平,不与之为伍,坚决离开德国。他的卡普特村的别墅、存款被没收;不久妻子因思家病情加重而死去;自己也被法西斯缺席判处死刑。但他始终没有动摇对科学孜孜的探索。

维恩教授的学生劳布在他的论文中也提到相对论,可教授不同意他的观点,叫他去找爱因斯坦。碰巧爱因斯坦一个人在家,他正跪在地上生炉子。见到来客,他扔下捅火棒,伸出了两只乌黑的手。客人稍稍迟疑了一下,爱因斯坦也没有察觉,两只乌黑的手和两只雪白的手握在一起。爱因斯坦用手背擦了一下被煤炭灰染黑了的额头,笑着说:“你看,我和人谈辐射,可是这个倒霉炉子,就怎么也辐射不出热来。”

有一天,爱因斯坦的小儿子爱德华问他:

“爸爸,你到底为什么这样有名呢?芽”

爱因斯坦哈哈笑了,他拿过儿子正在玩的大皮球,意味深长地说:“你看,有一只瞎眼的甲虫在这个球上爬行,它不知道自己所走过的路是弯弯的。很幸运,你爸爸知道。”

一群大学生说说笑笑,跑来问爱因斯坦什么叫相对论。爱因斯坦回答说:“你坐在一个漂亮姑娘旁边,坐了两小时,觉得只过了一分钟;如果你紧挨着一个火炉,只坐了一分钟,却觉得过了两小时。这就是相对论。”

爱因斯坦在1903年和他大学同学米列娃·玛里奇结婚,但他们个性都非常强,像针尖对麦芒。米列娃觉得做家庭妇女埋没了自己的科学才能。两人终于在分居5年之后的1919年离婚。后来,爱因斯坦又和表姐艾丽莎结婚。艾丽莎是持家的能手,深谙爱因斯坦的脾气和生活习惯,把家里一切都弄得井井有条,让爱因斯坦过上了温暖舒适的家庭生活。1933年,死神夺去了艾丽莎的生命,悲伤在爱因斯坦的脸上刻下了许多皱纹,但并没有泯灭他继续科学研究的热情。

1919年,爱因斯坦的相对论通过英国剑桥大学著名天文学教授爱丁顿观测日全蚀而得到验证。爱因斯坦一夜之间成了世界名人。他在世界各国巡回演讲,成了受隆重欢迎的巡回大使。在波士顿,有人问他:“声音在空气中的传播速度是多大?芽”爱因斯坦用手托住下巴,很直率地说:“很对不起,我不记得了。不过,干吗要去记它呢?芽随便哪一本物理参考书,都能找到这个数字。”

传世名言

对于我来说,生命的意义在于设身处地替人着想,忧他人之忧,乐他人之乐。

为寻求真理的努力所付出的代价,总是比不担风险地占有它要高贵得多。

好奇心比知识更重要。

在真理和认识方面,任何以权威自居的人,必将在上帝的嬉笑中垮台。

生平大事

1879年3月14日,生于德国乌尔姆。

1901年,取得瑞士国籍。首次发表关于分子间作用力的论文。

1905年,出版《论动体的电动力学》,介绍狭义相对论,及四篇有关布朗运动、光电效应的论文。

1910年,担任布拉格大学理论物理学教授。

1916年,出版《广义相对论的基础》。

1921年,荣获诺贝尔物理学奖。

1932年,为访问美国而离开德国,一去不返。

1934年,担任普林斯顿大学的高等研究教授。

1952年,以色列邀请他出任总统。

1955年4月18日,在睡梦中辞别人世。