精氣神理論趣解名人——愛因斯坦,一生都在研究光

物理 愛因斯坦 相對論 美國 小強講精氣神理論 2017-04-05

精氣神理論趣解名人——愛因斯坦,一生都在研究光

阿爾伯特·愛因斯坦(1879-1955),猶太裔物理學家。

愛因斯坦1879年出生於德國烏爾姆市的一個猶太人家庭(父母均為猶太人),1900年畢業於蘇黎世聯邦理工學院,入瑞士國籍。1905年,獲蘇黎世大學哲學博士學位,愛因斯坦提出光子假設,成功解釋了光電效應,因此獲得1921年諾貝爾物理獎,創立狹義相對論。1915年創立廣義相對論。

愛因斯坦為核能開發奠定了理論基礎,開創了現代科學技術新紀元,被公認為是繼伽利略、牛頓以來最偉大的物理學家。1999年12月26日,愛因斯坦被美國《時代週刊》評選為“世紀偉人”。

愛因斯坦的一生都與光的研究有關係。

人物經歷

精氣神理論趣解名人——愛因斯坦,一生都在研究光

1888年(9歲),愛因斯坦入路易波爾德高級中學學習。在學校受宗教教育,接受受戒儀式,弗裡德曼是指導老師。

1889年(10歲),在醫科大學生塔爾梅引導下,讀通俗科學讀物和哲學著作。

1891年(12歲),自學歐幾里德幾何,感到狂熱的喜愛,同時開始自學高等數學。

1895年(16歲),自學完微積分。同年,愛因斯坦在瑞士理工學院的入學考試失敗。

愛因斯坦開始思考當一個人以光速運動時會看到什麼現象。對經典理論的內在矛盾產生困惑。

愛因斯坦受過,哲學,數學,幾何,等教育之後,第一個開始思考的光,開始了光的研究。

1896年(17歲),獲阿勞中學畢業證書。10月29日,愛因斯坦遷居蘇黎世並在瑞士理工學院就讀。

1899年10月19日(20歲),愛因斯坦正式申請瑞士公民權。

1900年8月(21歲),愛因斯坦畢業於蘇黎世聯邦工業大學;12月完成論文《由毛細管現象得到的推論》,次年發表在萊比錫《物理學雜誌》上併入瑞士籍。

1901年3月21日(22歲),取得瑞士國籍。在這一年5-7月完成電勢差的熱力學理論的論文。

1902年6月16日(23歲),被瑞士伯爾尼專利局僱傭。

1903年(24歲),他與大學同學米列娃·瑪麗克結婚。他們結婚前就已經有了第一個孩子。

1904年(25歲)9月,由專利局的試用人員轉為正式三級技術員。

1905年(26歲)3月,發表量子論,提出光量子假說,解決了光電效應問題。4月向蘇黎世大學提出論文《分子大小的新測定法》,取得博士學位。5月完成論文《論動體的電動力學》,獨立而完整地提出狹義相對性原理,開創物理學的新紀元。這一年因此被稱為“愛因斯坦奇蹟年”。

16歲第一次思考光,到26歲,提出光的理論假設,寫成論文 ,用了10年的時間。

而且還為光的研究,提出了狹義相對論。

1906年(27歲)4月,晉升為專利局二級技術員。11月完成固體比熱的論文,這是關於固體的量子論的第一篇論文。

1907年(28歲)升職為專利局一級技術員。

1908年(29歲)10月,兼任伯爾尼大學編外講師。

1909年(30歲)10月,離開伯爾尼專利局,任理論物理學副教授。

1910年(31歲)10月,完成關於臨界乳光的論文。

5年之後又寫出光的論文。

1911年(32歲),從瑞士遷居到布拉格。

1912年(33歲),提出“光化當量”定律。

又寫出了光的論文。

1913年(34歲),重返德國,任柏林威廉皇帝物理研究所長和柏林洪堡大學教授,並當選為普魯士科學院院士。

1914年(35歲)4月,愛因斯坦接受德國科學界的邀請。遷居到柏林。

1915年(36歲)11月,提出《廣義相對論》引力方程的完整形式,並且成功地解釋了水星近日點運動。

因為對光的研究,產生了廣義相對論。

1916年(37歲)3月,完成總結性論文《廣義相對論的基礎》。5月,提出宇宙空間有限無界的假說。8月,完成《關於輻射的量子理論》,總結量子論的發展,提出受激輻射理論。

廣義相對論深入的研究。

1921年(42歲),愛因斯坦因光電效應研究而獲得諾貝爾物理學獎,他的研究推動了量子力學的發展。1月,訪問布拉格和維也納。同年1月27日在普魯士科學院作《幾何學和經驗》的報告。

因光電效應研究的成果得到認可。

2月,去阿姆斯特丹蔘加國際工聯會議。4月5日至5月30日,為了給耶路撒冷的希伯萊大學的創建籌集資金,同魏茨曼一起首次訪問美國。在哥倫比亞大學獲巴納德勳章。在白宮受哈丁總統接見。在訪問芝加哥、波士頓和普林斯頓期間,就相對論進行了4次講學。6月,訪問英國,拜謁了牛頓墓地。

之後開始了宣傳自己的研究成果。

1922年(43歲)1月,完成關於統一場論的第一篇論文。3—4月訪問法國,努力促使法德關係正常化。發表批判馬赫哲學的談話。4月,參加國際聯盟知識界合作委員會。7月,受到被謀殺的威脅,暫離柏林。沿途訪問科倫坡、新加坡、香港和上海。

1922年11月9日,在去日本—上海的途中,愛因斯坦通過電報知道被授予1921年諾貝爾物理學獎。

1923年(44歲)2月2日,從日本返回途中,到巴勒斯坦訪問,逗留12天。

1923年2月8日,成為特拉維夫市的第一個名譽公民。從巴勒斯坦返回德國途中,訪問了西班牙。3月,愛因斯坦對國聯的能力大失所望,向國聯提出辭職。6—7月,幫助創建“新俄朋友協會”,併成為其執行委員會委員。7月,到哥德堡接受1921年度諾貝爾獎金。並講演相對論,作為對得到諾貝爾獎金的感謝。發現了康普頓效應,解決了光子概念中長期存在的矛盾。12月,第一次推測量子效應可能來自過度約束的廣義相對論場方程。

相對論的研究開始轉向相對論場。

1924年(45歲)發現了玻色—愛因斯坦凝聚態。

1925年(46歲)發表《非歐幾里德幾何和物理學》。

1926年(47歲)同海森堡討論關於量子力學的哲學問題。接受“皇家天文學家”的金質獎章。接受為蘇聯科學院院士。

1927年(48歲)2月發表《牛頓力學及其對理論物理學發展的影響》。

1928年(49歲)1月發表《物理學的基本概念至其最近的變化》。4月,海倫·杜卡斯開始到愛因斯坦家擔任終生的私人祕書。

1929年(50歲)2月,發表《統一場論》。

1930年12月11日—1931年3月4日,愛因斯坦第一次到美國訪問,主要在加州理工學院。

1930年12月13日,沃克市長向愛因斯坦贈送紐約市的金鑰匙。

之後開始擴大到了物理學,哲學,宗教,世界觀的研究和宣傳,戰爭觀,政治觀等宣傳。

1930年12月19日—20日,訪問古巴。發表《我的世界觀》、《宗教和科學》等文章。

1931年(52歲)3月發表《麥克斯韋對物理實在觀念發展的影響》。

1932年(53歲)2月5月,去劍橋和牛津講學

1933年(54歲)德國納粹政府查抄他在柏林的寓所,焚燬其書籍,沒收其財產,並懸賞十萬馬克索取他的人頭。愛因斯坦當時在普林斯頓大學任客座教授,得知消息後便加入美國國籍。

1934年(55歲)文集《我的世界觀》由其繼女婿魯道夫·凱澤爾編輯出版。1935年5月到百慕大作短期旅行。在百慕大正式申請永遠在美國居住。這也是他最後一次離開美國。獲富蘭克林獎章。同波多耳斯基和羅森合作,發表向哥本哈根學派挑戰的論文,宣稱量子力學對實在的描述是不完備的。為使諾貝爾和平獎贈予關在納粹集中營中的奧西茨基而奔走。

1936年(57歲)開始同英費爾德和霍夫曼合作研究廣義相對論的運動問題。12月20日,妻艾爾莎病故。發表《物理學和實在》、《論教育》。

1937年(58歲)3月—9月,參加由英費爾德執筆的通俗冊子《物理學的進化》的編寫工作。3月,聲援中國“七君子”。6月,同英費爾德和霍夫曼合作完成論文《引力方程和運動問題》,從廣義相對論的場方程推導出運動方程。

1938年(59歲)同柏格曼合寫論文《卡魯查電學理論的推廣》。

1939年(60歲)8月2日,在西拉德推動下,上書羅斯福總統,建議美國抓緊原子能研究,防止德國搶先掌握原子彈。妹妹瑪雅從歐洲來美,在愛因斯坦家長期住下來。

1940年(61歲)5月15日,發表《關於理論物理學基礎的考查》。5月22日,致電

羅斯福,反對美國的中立政策。10月1日,取得美國國籍。同年愛因斯坦寫了一篇著名論文,為他的這一命題進行辯護,即“我不信仰一個人格化的神”。

1941年(62歲)發表《科學和宗教》等文章。

1944年(65歲)為支持反法西斯戰爭,以600萬美元拍賣1905年狹義相對論論文手稿。發表對羅素的認識論的評論。12月,同斯特恩、玻爾討論原子武器和戰後和平問題,聽從玻爾勸告,暫時保持沉默。

1945年(66歲)3月,同利奧·西拉德討論原子軍備的危險性,寫信介紹西拉德去見羅斯福,未果。4月,從高等學術研究院退休(事實上依然繼續照常工作)。9月,連續發表一系列關於原子戰爭和世界政府的言論。

1946年(67歲)5月,發起組織“原子科學家非常委員會”,擔任主席。5月,接受黑人林肯大學名譽博士學位。寫長篇《自述》,回顧一生在科學上探索的道路。5月,妹妹瑪雅因中風而癱瘓,以後每夜唸書給她聽。10月,給聯合國大會寫公開信,敦促建立世界政府。

1947年(68歲),繼續發表大量關於世界政府的言論。9月,發表公開信,建議把聯合國改組為世界政府。

1948年(69歲)4月,同天文學家夏普林利合作,全力反對美國準備對蘇聯進行“預防性戰爭”。抗議美國進行普遍軍事訓練。發表《量子力學和實在》。前妻米列娃在蘇黎世病故。12月,作剖腹手術,在腹部主動脈裡發現一個大動脈瘤。

開始與疾病對抗了。

精氣神理論趣解名人——愛因斯坦,一生都在研究光

1949年(70歲)1月13日,愛因斯坦出院。1月,寫《對批評的回答》,對哥本哈根學派在文集《阿爾伯特·愛因斯坦:哲學家—科學家》中的批判進行反批判。11月,“原子科學家非常委員會”停止活動。

1950年(71歲)2月13日,發表電視演講,反對美國製造氫彈。4月,發表《關於廣義引力論》。《晚年集》出版。3月18日,在遺囑上簽字蓋章。內森博士被指名為唯一的遺囑執行人。遺產由內森博士和杜卡斯共同託管。信件和手稿的最終貯藏所是希伯萊大學。其他條款當中還有:小提琴贈給孫子伯恩哈德·凱撒。

1951年(72歲),連續發表文章和信件,指出美國的擴軍備戰政策是世界和平的嚴重障礙。6月,妹妹瑪雅在長期癱瘓後去世。9月,“原子能科學家非常委員會”解散。

1952年(73歲)發表《相對論和空間問題》、《關於一些基本概論的緒論》。11月,以色列第1任總統哈伊姆·魏茨曼死後,以色列政府請他擔任第2任總統,被拒絕。

1953年(74歲)4月3日,給伯爾尼時代的舊友寫《奧林匹亞科學院頌詞》,緬懷青年時代的生活。5月16日,給受迫害的教師弗勞恩格拉斯寫回信,號召美國知識分子起來堅決抵抗法西斯迫害,引起巨大反響。為紀念玻恩退休,發表關於量子力學解釋的論文,由此引起兩人之間的激烈爭論。發表《〈空間概念〉序》。

1954年(75歲)3月,75歲生日,通過“爭取公民自由非常委員會”,號召美國人民起來同法西斯勢力作鬥爭。3月,被美國參議員麥卡錫公開斥責為“美國的敵人”。5月,發表聲明,抗議對奧本海默的政治迫害。秋因患溶血性貧血症臥床數日。11月18日,在《記者》雜誌上發表聲明,不願在美國做科學家,而寧願做一個工匠或小販並完成了《非對稱的相對論性理論》。

1955年(76歲)2月,同羅素通信討論和平宣言問題。3月,寫《自述片斷》,回憶青年時代的學習和科學探索的道路。4月3日,同科恩談論關於科學史等問題。4月5日,駁斥美國法西斯分子給他扣上“顛覆分子”帽子。4月11日,在宣言上簽名。4月13日,在草擬一篇電視講話稿時發生嚴重腹痛,後診斷為動脈出血。4月15日進普林斯頓醫院。4月18日,愛因斯坦被診斷出患有主動脈瘤,18日午夜在睡夢中感到呼吸困難,主動脈瘤破裂導致大腦溢血破裂,而逝世於普林斯頓。一位名叫托馬斯·哈維的醫生借解剖愛因斯坦遺體的機會,揹著愛因斯坦的家人“悄悄”地取走了愛因斯坦的大腦和眼睛。這位病理醫生希望未來神經科學界能夠研究愛因斯坦的大腦,以發現愛因斯坦聰明的原因。為遵照愛因斯坦的遺囑,他死後並沒有舉行任何喪禮,也不築墳墓,不立紀念碑,遺體便依照遺囑被火化了,骨灰撒在永遠保密的地方,目的是不會令埋葬他的地方成為聖地。

愛因斯坦的大腦和眼睛被人取走了。

愛因斯坦的一生都與光有關係

16歲開始源於對光速運動的思考

26歲提出光量子假說,解決了光電效應問題,

之後研究了一系列的關於光的理論。

31歲發表了臨界乳光的論文。

33歲提出“光化當量”定律

42歲愛因斯坦因光電效應研究而獲得諾貝爾物理學獎

另外,因為對光的研究而得出,狹義相對論,廣義相對論。

尤其是質能方程式,是對光壓的研究。

質能方程式

我們都知道,愛因斯坦的質能公式E=MC^2的推導過程所用的數學手段是如此的複雜,[1] 以致我們一般人根本看不懂。但是,我們都有這樣的經歷,做一道數學題,往往有很多種方法,並且有一些還是十分簡單,通常是事半功倍。同樣道理,我們可不可以走捷徑,弄出個E=MC^2來呢?

事實上是有那麼一種“不正統”的方法。咱們不妨來看一下:

實驗

想象一下,一個小球掉到鏡面會對鏡面施加一個壓力,同樣道理,一個光子打到鏡面上會不會也有一個壓力呢?在19世紀末,物理光學就清楚應該是有的,並把這種壓力叫做光壓。但是,光壓的強度是如此的小,它根本不會把鏡子推倒,所以,我們在日常生活中也就很難感覺到它的存在了。然而,太陽發出的光是那麼的強,我們可以看到,它足以推動彗星的氣體,使彗星在靠近太陽時產生一條長長的、耀眼的彗尾,這就是光壓的作用。

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