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爱因斯坦逝世
新书揭密爱因斯坦私生活:两次婚姻皆失败
爱因斯坦这个名字是与“相对论”和“天才”联系在一起的。在人们的印象中,他是一个充满灵感、圣洁而又温和的人。然而,金无足赤,人无完人。最近出版的一本叫《爱因斯坦的私生活》的书则通过他两次婚姻的失败,披露了他性格的另一面。
当年,爱因斯坦认识他的第一任妻子米列娃时,充满了激情与浪漫。当时米列娃就读于德国一家综合中等技术学校。人们这样形容这位来自伏伊伏丁那省的塞尔维亚姑娘:“可爱、羞涩、善良、简朴和谦虚。”但她的同龄人却认为,她缺乏外表的吸引力,她的朋友说她:“是一位很好的姑娘,就是过于认真和安静。看着她,很难想到她很聪明。”她们还这样形容她:“瘦小、柔弱和平凡”,而且她还有一点儿跛。[详细]
爱因斯坦死前销毁手稿或与费城实验有关
1955年4月18日深夜1点左右,举世着名的物理学家,《相对论》的创始人阿尔伯特·爱因斯坦因主动脉瘤破裂,撤手人寰。他的遗体在美国新泽西州特伦顿附近的一座火葬场悄悄火化,在场的只有的他的亲人。遵照他的遗嘱,骨灰被秘密埋藏。不筑坟墓,也不立纪念碑,一代伟人悄然走去,但却给人留下一个至今仍未解开的谜。
据俄罗斯《真理报》日前披露,爱因斯坦临终前将其最新科学专着的手稿付之一炬, 其灰烬被他的亲人连同他的骨灰一道埋入地下。这是一个什么样的科学专着?遗憾的是,答案被伟大的物理学家永远带走了。[详细]
阿尔伯特·爱因斯坦
20世纪犹太裔理论物理学家,创立了相对论,现代物理学的两大支柱之一(另一个是量子力学)。虽然爱因斯坦的质能方程 E = mc2 最著称于世,他是因为“对理论物理的贡献,特别是发现了光电效应”而获得1921年诺贝尔物理学奖。
爱因斯坦总共发表了300多篇科学论文和150篇非科学作品。爱因斯坦被誉为是“现代物理学之父”及二十世纪世界最重要科学家之一。他卓越的科学成就和原创性使得“爱因斯坦”一词成为“天才”的同义词。
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生平
1879至1896年童年与青年时期
爱因斯坦于1879年3月14日出生在德意志帝国之符腾堡王国乌尔姆市。他的父亲赫尔曼·爱因斯坦是一名商人。他的母亲宝琳·柯克是一位音乐家。爱因斯坦一家是不尊循犹太教规的犹太人。爱因斯坦出生后不久,便于1880年举家迁往慕尼黑,同年10月爱因斯坦的父亲与叔叔在新居住地创建了一间电机工程公司,专门设计与制造电机机器。爱因斯坦在其幼年时代并没有展现很大的天赋。有故事说他直到三岁才开始说话。但是阿尔伯特·爱因斯坦档案馆驳斥这一説法。他在他上的第一所学校里成绩很好,是一个思维敏捷、聪明,有时甚至十分叛逆的学生。他的成绩在优良间徘徊。在语言方面不是十分出色,但在自然科学方面却表现十分出众。爱因斯坦常读科普书籍,并总是设法获得有关当下科研水平概况的书。特别是亚龙·贝恩斯坦所著的《自然科学通俗读本》对他兴趣的形成及其今后道路产生了重大影响。他五岁时对袖珍罗盘着迷,并开始受训于私人学拉小提琴。1888年,进入路易博德文理中学。1894年,全家又迁至意大利米兰。十五岁的爱因斯坦本当留在学校,考完德国大学资格入学考试才离开,但由于常遭老师训斥以及常触犯德意志第二帝国时期学校的纪律与秩序,爱因斯坦因此固执决定肄业,随其父母同往米兰。为了逃避服军役,十七岁的爱因斯坦决定放弃德国国籍。他远离犹太宗教团体。
1896至1914年于瑞士
爱因斯坦并未依照其父亲的意愿读电机工程学,而是依他家一好友的建议于1895年申请了瑞士苏黎世苏黎世联邦理工学院,十六岁的他——身为当时最小的参考者,没有通过此次考试。他的自然科学考得很不错,但法语没考好。该校校长赫尔岑推荐他去瑞士的阿劳州立中学学习一年。在阿劳州立中学学习的这段时光中使爱因斯坦感到十分愉快,这所学校的的理念是“概念思考是建立在‘直观’之上的”,完全符合他的需求。1896年十月,爱因斯坦参考瑞士大学入学考试(Matura),10月3日的成绩单上显示他有五次科目皆取得最好的成绩(瑞士,6分)。1900年毕业,没能如愿留校担任助教,只能靠当“家教”维持生活。1901年取得瑞士国籍。1902年在大学同学格罗斯曼(M. Grossman)的父亲协助下,被伯尔尼瑞士专利局录用为技术员,从事发明专利申请的技术鉴定工作。他利用业余时间开展科学研究,于1905年在物理学三个不同领域中取得了历史性成就,特别是狭义相对论的建立和光量子论的提出,成为了物理学理论的革命。翌年1月15日,凭借论文《分子大小的新测定法》,取得苏黎世大学的博士学位。
1914至1932年: 德国柏林岁月
1914年,应马克斯·普朗克和瓦尔特·能斯特的邀请,回德国任威廉皇家物理研究所所长兼柏林洪堡大学教授,直到1933年。1920年应亨德里克·洛伦兹和保罗·埃伦费斯特的邀请,兼任荷兰莱顿大学特邀教授。第一次世界大战爆发后,他投入公开和地下的反战活动。1915年爱因斯坦发表了广义相对论。他所作的光线经过太阳引力场要弯曲的预言,于1919年由英国天文学家亚瑟·斯坦利·爱丁顿的日全蚀观测结果所证实。1916年他预言的引力波在1978年也得到了证实。爱因斯坦和相对论在西方成了家喻户晓的名词,同时也招来了德国和其他国家的沙文主义者、军国主义者和排犹主义者的恶毒攻击。1917年爱因斯坦在《论辐射的量子性》一文中提出了受激辐射理论,成为激光的理论基础。爱因斯坦因在光电效应方面的研究,获授予1921年诺贝尔物理学奖。不过在瑞典科学院的公告中并未提及相对论,原因是认为相对论存在争议。
1932至1955年: 美国普林斯顿的岁月
1933年1月纳粹党攫取德国政权后,爱因斯坦成为科学界首要的迫害对象,幸而当时他在美国讲学,未遭毒手。3月他回欧洲后避居比利时,9月9日发现有准备行刺他的盖世太保跟踪,星夜渡海到英国,10月转到美国担任新建的普林斯顿高等研究院的教授(与普林斯顿大学非同一机构),直至1945年退休。1940年他取得美国国籍。1939年他获悉铀核裂变及其链式反应的发现,在匈牙利物理学家利奥·西拉德推动下,上书罗斯福总统,建议研制原子弹,以防德国抢先。第二次世界大战结束前夕,美国在日本广岛和长崎两个城市上空投掷原子弹,爱因斯坦对此表示强烈不满。战后,为开展反对核战争和反对美国国内右翼极端分子的运动进行了不懈的斗争。1955年4月,爱因斯坦被诊断出患有主动脉瘤,18日午夜在睡梦中感到呼吸困难,主动脉瘤破裂导致大脑溢血破裂,而逝世于普林斯顿。
成就
相对论和爱因斯坦质能方程
经典电动力学开始是在牛顿力学框架内发展起来的,但后来在解释运动物体的电动力学时却遇到了麻烦。考虑同样的两个光源,光源A相对观察者静止,光源B以速度V向观察者移动。麦克斯韦说,两个光源发出的光速跟运动的速度无关,都是光速,是一个常量。可是按照经典物理学的理论,运动的光源发出的光速应当是光速和光源运动速度的叠加。爱因斯坦的狭义相对论解决了这个矛盾。狭义相对论指出,绝对化的参照系选取造成了这个问题。在观察者看来,光源A和B发出的光速的确相同;但是对两个光源来説,A的一秒钟并不等于B的一秒钟:B所经历的时间更慢;所以不能把它们放在同一个参照系中比较。这否定了以太的存在,并颠覆了牛顿的绝对时空观。承认时空的相对性导致了几个必然的推论。一是运动的物体会在其运动的方向上长度收缩。二是运动的物体会经历时间膨胀。也就是说,一个高速运动的钟表要比静止的同样钟表走得慢。三是能量和质量其实是一回事,可以相互转换。用公式表达出来,就是E = mc2 。因此,对于任何物体来説,其质量会随着其速度的增加而增加。
波粒二象性
在一篇1909年的文章中,爱因斯坦证明普朗克的“能量子”具有精确的动量,并且表现得像一个独立的点状粒子。这篇文章提出了“光子”的概念。但光子作为一个名词,是吉尔伯特·路易斯在1926年提出的。
临界乳光理论
由于流体中分子的无规律运动,流体的密度在不同的区域会略有不同。在常温下这个现象比较微弱。但在流体的温度和压力趋于其三相点时,流体的密度不均会越来越明显,直到流体内部不同密度小团块的尺度接近或达到入射光的波长。此时原本透明的流体会变得不透明,并会强烈的散射入射光。这被称为临界乳光。爱因斯坦用统计热力学的方法定量的解释了这个问题,并指出天空的蓝色其实也是由于空气的密度涨落而引起。
零点能
1913年,爱因斯坦和奥图·史特恩在一篇论文里指出,谐振子在绝对零度时,仍存有一定能量。他们把它称作“残余能量”,后世称为零点能。在绝对零度,谐振子的能量仍有值?hν。零点能的存在导致了一些有趣的现象,比如兰姆位移与卡西米尔效应。
广义相对论和等效原理
广义相对论是爱因斯坦在1907-1915年间提出的一种引力理论。其基本要义是观测者不能在封闭环境里分辨出由加速度所产生的惯性力或由物体所产生的引力;惯性参考系和非惯性参考系的动力学效应都是不能分辨,其中的两类观察者都是能用各自的方式去正碓描述事实,所以这两种分析方法是等效的。等效原理揭示,运动的相对性不但包括狭义相对论中的常速运动,加速运动也在其中。广义相对论预言了很多物理现象,比如物质的引力场会使时空弯曲。光子的路径在引力场中会发生偏折,即当光子途径一个大质量物体时路径会朝向物体发生弯曲。同时,当有一个大质量物体存在时,同一个过程在离大质量物体近时会比远离该物体时进行得更慢,这叫做引力时间膨胀。射入引力势阱中的光会发生蓝移,而相反从势阱中射出的光会发生红移,这被称作引力红移。这些预测后来纷纷得到了实验验证。
玻色-爱因斯坦统计
1923年,印度物理学家玻色把关于玻色统计的一篇论文寄到英国《哲学杂志》(Philosophical Magazine),结果遭到拒绝发表。不得已,他在1924年将该论文转寄给爱因斯坦,寻求他的意见。玻色认为,频率相同的光子全同,无法分辨。因此在一个能级上有很多光子,这称做一个分布。根据其能量,必然有一些分布出现的几率比其它的分布更大。爱因斯坦注意到玻色的统计方法不仅适用于光子,还适用于其他的一些粒子。后世把这些粒子称为玻色子。他把玻色的文章翻译成德文后发表。爱因斯坦根据玻色的理论发表了自己的文章,并预言了玻色子冷却到非常低的温度后,会凝聚到能量最低的可能量子态中,导致一种全新的物态。这种物态被称为玻色-爱因斯坦凝聚态。1995年,科罗拉多大学鲍尔德分校的埃里克?康奈尔和卡尔?威曼使用气态的铷原子在170 nK(1.7×10?7 K)的低温下首次观测到了玻色-爱因斯坦凝聚。四个月后,麻省理工学院的沃尔夫冈?克特勒使用钠蒸气独立实现了玻色-爱因斯坦凝聚。
名言
学校向来是把传统的财富从一代传到下一代的最重要的手段
与过去相比,这种情况更加适合于今天。由于经济生活现代化的发展,作为传统和教育的传递者的家庭已消弱了。因此,比起以往来,人类社会的延续和健康,要在更高程度上依靠学校。
一个人的价值,应该看他贡献什么,而不应当看他取得什么。
世间最美好的东西,莫过于有几个头脑和心地都很正直的朋友。
没有侥幸这回事,最偶然的意外,似乎也都是有必然性的。
凡在小事上对真理持轻率态度的人,在大事上也是不足信的。
追求客观真理和知识是人的最高和永恒的目标。
我们思想的发展在某种意义上常常来源于好奇心。
成功=艰苦的劳动+正确的方法+少谈空话。
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由广义相对论和量子理论的冲突引出弦理论1
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