阿爾伯特
Albertus Magnus,約1200~1280 中世紀(jì)德意志經(jīng)院哲學(xué)家、神學(xué)家,多明我會(huì)修士。曾在意大利帕多瓦大學(xué)學(xué)習(xí)。后在巴黎等地從事教學(xué)活動(dòng)。1260~1262年成為雷根斯堡的主教,此后在科隆一修道院隱居,致力于他的研究。1931年成為教會(huì)博士。因?qū)W識(shí)淵博他被稱為大(譯為博學(xué))阿爾伯特。他提倡實(shí)在論,并以亞里士多德的學(xué)說為神學(xué)作注腳。認(rèn)為科學(xué)是信仰的準(zhǔn)備與先驅(qū),將宗教分為自然宗教與信仰宗教。著有《亞里士多德哲學(xué)注疏》等。 說到阿爾伯特不能不提愛因斯坦. 阿爾伯特·愛因斯坦 (Albert Einstein,1879年3月14日-1955年4月18日),舉世聞名的德裔美國科學(xué)家,現(xiàn)代物理學(xué)的開創(chuàng)者和奠基人。 愛因斯坦1900年畢業(yè)于蘇黎世工業(yè)大學(xué),并入瑞士籍。1905年獲蘇黎世大學(xué)哲學(xué)博士學(xué)位。曾在伯爾尼專利局任職。蘇黎世工業(yè)大學(xué)、布拉格德意志大學(xué)教授。1913年返德國,任柏按時(shí)打發(fā)林威廉皇帝物理研究所長和柏林大學(xué)教授,并當(dāng)選為普魯士科學(xué)院院士。1933年因受納粹政權(quán)迫害,遷居美國,任普林斯頓高級(jí)研究所教授,從事理論物理研究,1940年入美國國籍。 十九世紀(jì)末期是物理學(xué)的變革時(shí)期,愛因斯坦從實(shí)驗(yàn)事實(shí)出發(fā),重新考查了物理學(xué)的基本概念,在理論上作出了根本性的突破。他的一些成就大大推動(dòng)了天文學(xué)的發(fā)展。他的量子理論對(duì)天體物理學(xué)、特別是理論天體物理學(xué)都有很大的影響。理論天體物理學(xué)的第一個(gè)成熟的方面——恒星大氣理論,就是在量子理論和輻射理論的基礎(chǔ)上建立起來的。愛因斯坦的狹義相對(duì)論成功地揭示了能量與質(zhì)量之韋爾奇為人情惡間的關(guān)系,解決了長期存在的恒星能源來源的難題。近年來發(fā)現(xiàn)越來越多的高能物理現(xiàn)象,狹義相對(duì)論已成為解釋這種現(xiàn)象的一種最基本的理論工具。其廣義相對(duì)論也解決了一個(gè)天文學(xué)上多年的不解之謎,并推斷出后來被驗(yàn)證了的光線彎曲現(xiàn)象,還成為后來許多天文概念的理論基礎(chǔ)。 愛因斯坦對(duì)天文學(xué)最大的貢獻(xiàn)莫過于他的宇宙學(xué)理論。他創(chuàng)立了相對(duì)論宇宙學(xué),建立了靜態(tài)有限無邊的自洽的動(dòng)力學(xué)宇宙模型,并引進(jìn)了宇宙學(xué)原理、彎曲空間等新概念,大大推動(dòng)了現(xiàn)代天文學(xué)的發(fā)展。
簡(jiǎn)介
成長履歷 1879年3月14日上午11時(shí)30分,愛因斯坦出生在德國烏爾姆市(Ulm, Kingdom of Württemberg, German Empire)班霍夫街135號(hào)。父母都是猶太人。父名赫爾曼·愛因斯坦,母親玻琳。 1881年11月18日,愛因斯坦的妹妹瑪婭在慕尼黑出生。 1884年,愛因斯坦對(duì)袖珍羅盤著迷。 1885年,愛因斯坦開始學(xué)小提琴。 1886年,愛因斯 坦在慕尼黑公立學(xué)校(Council School)讀書;在家里學(xué)習(xí)猶太教的教規(guī)。 1888年,愛因斯坦入路易波爾德高級(jí)中學(xué)學(xué)習(xí)。在學(xué)校繼續(xù)受宗教教育,接受受戒儀式。弗里德曼是指導(dǎo)老師。 1889年,在醫(yī)科大學(xué)生塔爾梅引導(dǎo)下,讀通俗科學(xué)讀物和哲學(xué)著作。 1891年,自學(xué)歐幾里德幾何學(xué)(Euclidean geometry),感到狂熱的喜愛,同時(shí)開始自學(xué)高等數(shù)學(xué)。愛因斯坦開始懷疑歐幾里德的假定。 1892年,開始讀康德(Immanuel Kant)的著作。 1894年,愛因斯坦一家移居意大利。 1895年,自學(xué)完微積分(calculus)。 同年,愛因斯坦在瑞士理工學(xué)院(德文首字母縮寫詞ETH)的入學(xué)考試失敗。 1896年,獲阿勞中學(xué)畢業(yè)證書。10月29日,愛因斯坦遷居使歷史并在瑞士理工學(xué)院就讀。 1899年10月19日,愛因斯坦正式申請(qǐng)瑞士公民權(quán)。 1900年8月愛因斯坦畢業(yè)于蘇黎世聯(lián)邦工業(yè)大學(xué);12月完成論文《由毛細(xì)管現(xiàn)象得到的推論》,次年發(fā)表在萊比錫《物理學(xué)雜志》上并入瑞士籍。 1901年3月21日,取得瑞士國籍。在這一年5-7月完成電勢(shì)差的熱力學(xué)理論的論文。 1902年6月16日,被瑞士伯爾尼專利局雇傭。 1904年9月,由專利局的試用人員轉(zhuǎn)為正式三級(jí)技術(shù)員。 1905年3月,發(fā)表量子論,提出光量子假說,解決了光電效應(yīng)問題。4月向蘇黎世大學(xué)提出論文《分子大小的新測(cè)定法》,取得博士學(xué)位。5月完成論文《論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)》,獨(dú)立而完整地提出狹義相對(duì)性原理,開創(chuàng)物理學(xué)的新紀(jì)元。 1906年4月,晉升為專利局二級(jí)技術(shù)員。11月完成固體比熱的論文,這是關(guān)于固體的量子論的第一篇論文。 1907年,專利局二級(jí)技術(shù)員 1908年10月兼任伯爾尼大學(xué)編外講師。 1909年10月,離開伯爾尼專利局,任蘇黎世大學(xué)理論物理學(xué)副教授。 1910年10月,完成關(guān)于臨界乳光的論文。 1911,從瑞士遷居到布拉格。 1912年提出“光化當(dāng)量”定律。 1913年他返德國,任柏林威廉皇帝物理研究所長和柏林洪堡大學(xué)教授,并當(dāng)選為普魯士科學(xué)院院士。 1914年4月,愛因斯坦接受德國科學(xué)界的邀請(qǐng),遷居到柏林, 8月 即爆發(fā)了第一次世界大戰(zhàn)。他雖身居戰(zhàn)爭(zhēng)的發(fā)源地,生活在戰(zhàn)爭(zhēng)鼓吹者的包圍之中,卻堅(jiān)決地表明了自己的反戰(zhàn)態(tài)度。 9月 愛因斯坦參與發(fā)起反戰(zhàn)團(tuán)體“新祖國同盟”,在這個(gè)組織被宣布為非法、成員大批遭受逮捕和迫害而轉(zhuǎn)入地下的情況下,愛因斯坦仍堅(jiān)決參加這個(gè)組織的秘密活動(dòng)。 10月 德國的科學(xué)界和文化界在軍國主義分子的操縱和煽動(dòng)下,發(fā)表了“文明世界的宣言”,為德國發(fā)動(dòng)的侵略戰(zhàn)爭(zhēng)辯護(hù),鼓吹德國高于一切,全世界都應(yīng)該接受“真正德國精神”。在“宣言”上簽名的有九十三人,都是當(dāng)時(shí)德國有聲望的科學(xué)家、藝術(shù)家和牧師等。就連能斯脫、倫琴、奧斯特瓦爾德、普朗克等都在上面簽了字。當(dāng)征求愛因斯坦簽名時(shí),他斷然拒絕了,而同時(shí)他卻毅然在反戰(zhàn)的《告歐洲人書》上簽上自己的名字。這一舉動(dòng)震驚了全世界。 1915年11月,提出廣義相對(duì)論引力方程的完整形式,并且成功地解釋了水星近日點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。 1916年3月,完成總結(jié)性論文《廣義相對(duì)論的基礎(chǔ)》。5月提出宇宙空間有限無界的假說。8月完成《關(guān)于輻射的量子理論》,總結(jié)量子論的發(fā)展,提出受激輻射理論。 1917年,列寧領(lǐng)導(dǎo)的蘇聯(lián)社會(huì)主義革命勝利后,愛因斯坦熱情地支持這個(gè)偉大的革命,贊揚(yáng)這是一次對(duì)全世界將有決定性意義的、偉大的社會(huì)實(shí)驗(yàn)并表示:“我尊敬列寧,因?yàn)樗且晃挥型耆晕覡奚,全心全意為?shí)現(xiàn)社會(huì)正義而獻(xiàn)身的人。我并不認(rèn)為他的方法是切合實(shí)際的,但有一點(diǎn)可以肯定:像他這種類型的人,是人類良心的維護(hù)者和再造者! 1921年,愛因斯坦因光電效應(yīng)研究而獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),他的研究推動(dòng)了量子力學(xué)的發(fā)展。 1月訪問布拉格和維也納。1月27日在普魯士科學(xué)院作《幾何學(xué)和經(jīng)驗(yàn)》的報(bào)告。 2月去阿姆斯特丹參加國際工聯(lián)會(huì)議。 4月5日—5月30日,為了給耶路撒冷的希伯萊大學(xué)的創(chuàng)建籌集資金,同魏茨曼一起首次訪問美國。在哥倫比亞大學(xué)獲巴納德勛章。在白宮受哈丁總統(tǒng)接見。在訪問芝加哥、波士頓和普林斯頓期間,就相對(duì)論進(jìn)行了4次講學(xué)。 6月訪問英國,拜謁了牛頓墓地。 1922年1月完成關(guān)于統(tǒng)一場(chǎng)論的第一篇論文。3—4月訪問法國,努力促使法德關(guān)系正;。發(fā)表批判馬赫哲學(xué)的談話。 4月參加國際聯(lián)盟知識(shí)界合作委員會(huì)。 7月受到被謀殺的威脅,暫離柏林。 10月8日,愛因斯坦和艾爾莎在馬賽乘輪船赴日本。沿途訪問科倫坡、新加坡、香港和上海。 11月9日,在去日本途中——上海,愛因斯坦通過電報(bào)知道被授予1921年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)金。 11月17日—12月29日,訪問日本。 1923年2月2日,從日本返回途中,到巴勒斯坦訪問,逗留12天。 2月8日,成為特拉維夫市的第一個(gè)名譽(yù)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(duì)國聯(lián)的能力大失所望,向國聯(lián)提出辭職。6—7月,幫助創(chuàng)建“新俄朋友協(xié)會(huì)”,并成為其執(zhí)行委員會(huì)委員。 7月,到哥德堡接受1921年度諾貝爾獎(jiǎng)金。并講演相對(duì)論,作為對(duì)得到諾貝爾獎(jiǎng)金的感謝。 發(fā)現(xiàn)了康普頓效應(yīng),解決了光子概念中長期存在的矛盾。12月,第一次推測(cè)量子效應(yīng)可能來自過度約束的廣義相對(duì)論場(chǎng)方程。 1924年加入柏林的猶太組織,并成為繳納會(huì)費(fèi)的會(huì)員。 6月,重新考慮加入國聯(lián)。 12月,取得最后一個(gè)重大發(fā)現(xiàn),從統(tǒng)計(jì)漲落的分析中得出一個(gè)波和物質(zhì)締合的獨(dú)立的論證。此時(shí),還發(fā)現(xiàn)了波色—愛因斯坦凝聚。 1925年受聘為德蘇合作團(tuán)體“東方文化技術(shù)協(xié)會(huì)”理事。 5—6月,去南美洲訪問。 與甘地和其他人一道,在拒絕服兵役的聲明上簽字。接受科普列獎(jiǎng)?wù)。為希伯萊大學(xué)的董事會(huì)工作。發(fā)表《非歐幾里德幾何和物理學(xué)》。 1926年春,同海森伯討論關(guān)于量子力學(xué)的哲學(xué)問題。接受“皇家天文學(xué)家”的金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)隆=邮転樘K聯(lián)科學(xué)院院士。 1927年2月在巴比塞起草的反法西斯宣言上簽名。參加國際反帝大同盟,被選為名譽(yù)主席。 10月參加第五屆布魯塞爾索爾維物理討論會(huì),開始同哥本哈根學(xué)派就量子力學(xué)的解釋問題進(jìn)行激烈論戰(zhàn)。發(fā)表《牛頓力學(xué)及其對(duì)理論物理學(xué)發(fā)展的影響》。 1928年1月被選為“德國人權(quán)同盟”(前身為德國“新祖國同盟”)理事。春,由于身體過度勞累,健康欠佳,到瑞士達(dá)伏斯療養(yǎng),并為療養(yǎng)青年講學(xué)。發(fā)表《物理學(xué)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(dān)任終生的私人秘書。 1929年2月發(fā)表《統(tǒng)一場(chǎng)論》。 3月,50歲生日,躲到郊外以避免生日慶祝會(huì)。第一次訪問比利時(shí)皇室,與伊麗莎白女皇結(jié)下友誼,直到去世之前一直與比利時(shí)女皇通信。 6月28日獲普朗克獎(jiǎng)?wù)隆? 9月以后同法國數(shù)學(xué)家阿達(dá)馬進(jìn)行關(guān)于戰(zhàn)爭(zhēng)與和平問題的爭(zhēng)論,堅(jiān)持無條件地反對(duì)一切戰(zhàn)爭(zhēng)。 1930年不滿國際聯(lián)盟在改善國際關(guān)系上的無所作為,提出辭職。5月,在“國際婦女和平與自由同盟”的世界裁軍聲明上簽字。 7月同泰戈?duì)枲?zhēng)論真理的客觀性問題。 12月11日—1931年3月4日,愛因斯坦第二次到美國訪問,主要在加利福尼亞州理工學(xué)院講學(xué)。 12月13日,沃克市長向愛因斯坦贈(zèng)送紐約市的金鑰匙。 12月19日—20日,訪問古巴。發(fā)表《我的世界觀》、《宗教和科學(xué)》等文章。 1931年3月從美國回柏林。 5月訪問英國,在牛津講學(xué)。 11月號(hào)召各國對(duì)日本經(jīng)濟(jì)封鎖,以制止其對(duì)中國的軍事侵略。 12月再度去加利福尼亞講學(xué)。 為參加1932年國際裁軍會(huì)議,特地發(fā)表了一系列文章和演講。 發(fā)表《麥克斯韋對(duì)物理實(shí)在觀念發(fā)展的影響》。1932年2月,對(duì)于德國和平主義者奧西茨基被定為叛國罪,在帕莎第納提出抗議。 3月從美國回柏林。 5月去劍橋和牛津講學(xué),后趕到日內(nèi)瓦列席裁軍會(huì)議,感到極端失望。 6月同墨菲作關(guān)于因果性問題的談話。 7月同弗洛伊德通信,討論戰(zhàn)爭(zhēng)的心理問題。 號(hào)召德國人民起來保衛(wèi)魏瑪共和國,全力反對(duì)法西斯。12月10日,和妻子離開德國去美國。原來打算訪問美國,然而,他們從此再也沒有踏上德國的領(lǐng)土。 1933年1月30日,納粹上臺(tái)。 3月10日,在帕莎第納發(fā)表不回德國的聲明,次日啟程回歐洲。 3月20日,納粹搜查他的房屋,他發(fā)表抗議。后他在德國的財(cái)產(chǎn)被沒收,著作被焚。 3月28日從美國到達(dá)比利時(shí),避居海邊農(nóng)村。 4月21日宣布辭去普魯士科學(xué)院職務(wù)。 5月26日給勞厄的信中指出科學(xué)家對(duì)重大政治問題不應(yīng)當(dāng)默不作聲。 6月到牛津講學(xué)后即回比利時(shí)。 7月改變絕對(duì)和平主義態(tài)度,號(hào)召各國青年武裝起來準(zhǔn)備同納粹德國作殊死斗爭(zhēng)。 9月初納粹以2萬馬克懸賞殺死他。 9月9日,渡海前往英國,永遠(yuǎn)離開歐洲。 10月3日在倫敦發(fā)表演講《文明和科學(xué)》。 10月10日離開英國,10月17到達(dá)美國,定居于普林斯頓,應(yīng)聘為高等學(xué)術(shù)研究院教授。 1934年文集《我的世界觀》由其繼女婿魯?shù)婪?middot;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(qǐng)永遠(yuǎn)在美國居住。這也是他最后一次離開美國。 獲富蘭克林獎(jiǎng)?wù)隆? 同波多耳斯基和羅森合作,發(fā)表向哥本哈根學(xué)派挑戰(zhàn)的論文,宣稱量子力學(xué)對(duì)實(shí)在的描述是不完備的。 為使諾貝爾獎(jiǎng)金(和平獎(jiǎng))贈(zèng)予關(guān)在納粹集中營中的奧西茨基而奔走。 1936年開始同英費(fèi)爾德和霍夫曼合作研究廣義相對(duì)論的運(yùn)動(dòng)問題。 12月20日妻艾爾莎病故。 發(fā)表《物理學(xué)和實(shí)在》、《論教育》。 1937年3—9月參加由英費(fèi)爾德執(zhí)筆的通俗冊(cè)子《物理學(xué)的進(jìn)化》的編寫工作。 3月聲援中國“七君子”。 6月同英費(fèi)爾德和霍夫曼合作完成論文《引力方程和運(yùn)動(dòng)問題》,從廣義相對(duì)論的場(chǎng)方程推導(dǎo)出運(yùn)動(dòng)方程。 1938年同柏格曼合寫論文《卡魯查電學(xué)理論的推廣》。 9月給五千年后的子孫寫信,對(duì)資本主義社會(huì)現(xiàn)狀表示不滿。[1 1939年8月2日在西拉德推動(dòng)下,上書羅斯?偨y(tǒng),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5月15日發(fā)表《關(guān)于理論物理學(xué)基礎(chǔ)的考查》。 5月22日致電羅斯福,反對(duì)美國的中立政策。 10月1日取得美國國籍。 1941年發(fā)表《科學(xué)和宗教》等文章。 1942年10月在猶太人援蘇集會(huì)上熱烈贊揚(yáng)蘇聯(lián)各方面的成就。 1943年5月作為科學(xué)顧問參與美國海軍部工作。1944年為支持反法西斯戰(zhàn)爭(zhēng),以600萬美元拍賣1905年狹義相對(duì)論論文手稿。發(fā)表對(duì)羅素的認(rèn)識(shí)論的評(píng)論。 12月同斯特恩、玻爾討論原子武器和戰(zhàn)后和平問題,聽從玻爾勸告,暫時(shí)保持沉默。 1945年3月同西拉德討論原子軍備的危險(xiǎn)性,寫信介紹西拉德去見羅斯福,未果。 4月從高等學(xué)術(shù)研究院退休(事實(shí)上依然繼續(xù)照常工作)。9月以后連續(xù)發(fā)表一系列關(guān)于原子戰(zhàn)爭(zhēng)和世界政府的言論。1946年5月發(fā)起組織“原子科學(xué)家非常委員會(huì)”,擔(dān)任主席。5月接受黑人林肯大學(xué)名譽(yù)博士學(xué)位。寫長篇《自述》,回顧一生在科學(xué)上探索的道路。 5月妹妹瑪雅因中風(fēng)而癱瘓,以后每夜念書給她聽。 10月,給聯(lián)合國大會(huì)寫公開信,敦促建立世界政府。 1947年繼續(xù)發(fā)表大量關(guān)于世界政府的言論。 9月發(fā)表公開信,建議把聯(lián)合國改組為世界政府。1948年4—6月同天文學(xué)家夏普林利合作,全力反對(duì)美國準(zhǔn)備對(duì)蘇聯(lián)進(jìn)行“預(yù)防性戰(zhàn)爭(zhēng)”。 抗議美國進(jìn)行普遍軍事訓(xùn)練。 發(fā)表《量子力學(xué)和實(shí)在》。 前妻米列娃在蘇黎世病故。 12月,作剖腹手術(shù),在腹部主動(dòng)脈里發(fā)現(xiàn)一個(gè)大動(dòng)脈瘤。 1949年1月13日,愛因斯坦出院。 1月,寫《對(duì)批評(píng)的回答》,對(duì)哥本哈根學(xué)派在文集《阿爾伯特·愛因斯坦:哲學(xué)家—科學(xué)家》中的批判進(jìn)行反批判。 5月發(fā)表《為什么要社會(huì)主義》。 11月“原子科學(xué)家非常委員會(huì)”停止活動(dòng)。 1950年2月13日發(fā)表電視演講,反對(duì)美國制造氫彈。 4月發(fā)表《關(guān)于廣義引力論》。 集《晚年集》出版。 3月18日,在遺囑上簽字蓋章。內(nèi)森博士被指名為唯一的遺囑執(zhí)行人。遺產(chǎn)由內(nèi)森博士和杜卡斯共同托管。信件和手稿的最終貯藏所是希伯萊大學(xué)。其他條款當(dāng)中還有:小提琴贈(zèng)給孫子伯恩哈德·凱撒。 1951年連續(xù)發(fā)表文章和信件,指出美國的擴(kuò)軍備戰(zhàn)政策是世界和平的嚴(yán)重障礙。 6月妹妹瑪婭在長期癱瘓后去世。 9月“原子能科學(xué)家非常委員會(huì)”解散。 1952年發(fā)表《相對(duì)論和空間問題》、《關(guān)于一些基本概論的緒論》。11月以色列第1任總統(tǒng)魏斯曼死后,以色列政府請(qǐng)他擔(dān)任第2任總統(tǒng),被拒絕。 1953年4月3日給伯爾尼時(shí)代的舊友寫《奧林匹亞科學(xué)院頌詞》,緬懷青年時(shí)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(hào)召美國知識(shí)分子起來堅(jiān)決抵抗法西斯迫害,引起巨大反響。為經(jīng)念玻恩退休,發(fā)表關(guān)于量子力學(xué)解釋的論文,由此引起兩人之間的激烈爭(zhēng)論。 發(fā)表《〈空間概念〉序》。 1954年3月,75歲生日,通過“爭(zhēng)取公民自由非常委員會(huì)”,號(hào)召美國人民起來同法西斯勢(shì)力作斗爭(zhēng)。 3月被美國參議員麥卡錫公開斥責(zé)為“美國的敵人”。 5月發(fā)表聲明,抗議對(duì)奧本海默的政治迫害。 秋因患溶血性貧血癥臥床數(shù)日。 11月18日,在《記者》雜志上發(fā)表聲明,不愿在美國做科學(xué)家,而寧愿做一個(gè)工匠或小販。 完成《非對(duì)稱的相對(duì)論性理論》。 1955年2—4月同羅素通信討論和平宣言問題,4月11日在宣言上簽名。 3月寫《自述片斷》,回憶青年時(shí)代的學(xué)習(xí)和科學(xué)探索的道路。 3月15日摯友貝索逝世。 4月3日同科恩談?wù)撽P(guān)于科學(xué)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13日在草擬一篇電視講話稿時(shí)發(fā)生嚴(yán)重腹痛,后診斷為動(dòng)脈出血。 4月15日進(jìn)普林斯頓醫(yī)院。 4月18日1時(shí)25分在醫(yī)院逝世。
愛因斯坦的家庭
愛因斯坦與前妻米列娃有一個(gè)未婚私生女麗瑟爾(1902—1903?),不過在1903年到1919年愛因斯坦娶了米列娃,后來米列娃為愛因斯坦生了兩個(gè)兒子漢斯·愛因斯坦和愛德華·愛因斯坦。 愛因斯坦的第二任妻子愛爾莎是他的堂姐和表姐,他們的母親是親姐妹, 他們的曾祖父都是魯普特·愛因斯坦。這個(gè)婚姻從1919年到1936年愛爾莎逝世。愛因斯坦的二兒子愛德華受米列娃家庭遺傳的影響患精神分裂,一生未娶。大兒子漢斯?阿爾伯特是美國伯克利加州大學(xué)的水利工程教授,有三個(gè)孩子,大兒子伯恩哈德·凱撒·愛因斯坦是一名物理學(xué)家,二兒子Klaus Martin (1932u20131938),以及養(yǎng)女。伯恩哈德·凱撒·愛因斯坦有五個(gè)孩子,其中最小的孩子成為了一名醫(yī)生。 但是愛因斯坦私生活很不檢點(diǎn),他對(duì)妻子不忠。他與表妹有著曖昧的關(guān)系,并且希望一直保持下去。并且他與十幾個(gè)情人有染。
愛因斯坦的軼事
愛因斯坦逃學(xué)記 1895年春天,愛因斯坦已16歲了。根據(jù)德國當(dāng)時(shí)的法律,男孩只有在17歲以前離開德國才可以不必回來服兵役。由于對(duì)軍國主義深惡痛絕,加之獨(dú)自一人呆在軍營般的路易波爾德中學(xué)已忍無可忍,愛因斯坦沒有同父母商量就私自決定離開德國,去意大利與父母團(tuán)聚。 但是,半途退學(xué),將來拿不到文憑怎么辦呢?一向忠厚、單純的愛因斯坦,情急之中竟想出一個(gè)自以為不錯(cuò)的點(diǎn)子。他請(qǐng)數(shù)學(xué)老師給他開了張證明,說他數(shù)學(xué)成績(jī)優(yōu)異,早達(dá)到大學(xué)水平。又從一個(gè)熟悉的醫(yī)生那里弄來一張病假證明,說他神經(jīng)衰弱,需要回家靜養(yǎng)。愛因斯坦以為有這兩個(gè)證明,就可逃出這厭惡的地方。 誰知,他還沒提出申請(qǐng),訓(xùn)導(dǎo)主任卻把他叫了去,以他敗壞班風(fēng),不守校紀(jì)的理由勒令退學(xué)。愛因斯坦臉紅了,不管什么原因,只要能離開這所中學(xué),他都心甘情愿,也顧不得什么了。他只是為自己想出一個(gè)并未實(shí)施的狡猾的點(diǎn)子突然感到內(nèi)疚,后來每提及此事,愛因斯坦都內(nèi)疚不已。大概這種事情與他坦率、真誠的個(gè)性相去太遠(yuǎn)。 韋伯先生的慧眼 愛因斯坦十六歲時(shí)報(bào)考瑞士蘇黎世的聯(lián)邦工業(yè)大學(xué)工程系,可是入學(xué)考試卻告以失敗?催^他的數(shù)學(xué)和物理考卷的該校物理學(xué)家韋伯先生卻慧眼識(shí)英才,稱贊他:“你是個(gè)很聰明的孩子,愛因斯坦,一個(gè)非常聰明的孩子,但是你有一個(gè)很大的缺點(diǎn):就是你不想表現(xiàn)自己! 愛因斯坦罕見青年舊照 韋伯先生是講對(duì)了,愛因斯坦在數(shù)學(xué)方面可以說是“天才”,他在12歲到16歲時(shí)就已經(jīng)自學(xué)學(xué)會(huì)了解析幾何和微積分。而對(duì)于不想表現(xiàn)自己這個(gè)“缺點(diǎn)”,他也是“死不悔改”。他晚年寫給朋友的信中說:“我年輕時(shí)對(duì)生活的需要和期望是能在一個(gè)角落安靜地做我的研究,公眾人士不會(huì)對(duì)我完全注意,可是現(xiàn)在卻不能了。” 成功的秘訣 有一次,一個(gè)美國記者問愛因斯坦關(guān)于他成功的秘訣。他回答:“早在1901年,我還是二十二歲的青年時(shí),我已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了成功的公式。我可以把這公式的秘密告訴你,那就是A=X+Y+Z! A就是成功,X就是努力工作,Y是懂得休息,Z是少說廢話!這公式對(duì)我有用,我想對(duì)許多人也一樣有用。” 愛因斯坦性格類型:intp-智多星類型 拒絕出任以色列第二任總統(tǒng) 1948年5月14日,以色列國誕生,但不久以色列與周圍阿拉伯國家的戰(zhàn)爭(zhēng)便爆發(fā)了。已經(jīng)定居在美國十多年的愛因斯坦立即向媒體宣稱:“現(xiàn)在,以色列人再不能后退了,我們應(yīng)該戰(zhàn)斗。猶太人只有依靠自己,才能在一個(gè)對(duì)他們存有敵對(duì)情緒的世界上生存下去!1952年11月9日,愛因斯坦的老朋友以色列首任總統(tǒng)魏茨曼逝世。在此前一天,就有以色列駐美國大使向愛因斯坦轉(zhuǎn)達(dá)了以色列總理本·古里安的信,正式提請(qǐng)愛因斯坦為以色列共和國總統(tǒng)候選人。當(dāng)日晚,一位記者給愛因斯坦的住所打來電話,詢問愛因斯坦:“聽說要請(qǐng)您出任以色列共和國總統(tǒng),教授先生。您會(huì)接受嗎?”“不會(huì)。我當(dāng)不了總統(tǒng)!薄翱偨y(tǒng)沒有多少具體事務(wù),他的位置是象征性的。教授先生,您是最偉大的猶太人。不,不,您是全世界最偉大的人。由您來擔(dān)任以色列總統(tǒng),象征猶太民族的偉大,再好不過了。”“不,我干不了! 愛因斯坦剛放下電話,電話鈴又響了。這次是駐華盛頓的以色列大使打來的。大使說:“教授先生,我是奉以色列共和國總理本·古里安的指示,想請(qǐng)問一下,如果提名您當(dāng)總統(tǒng)候選人,您愿意接受嗎?”“大使先生,關(guān)于自然,我了解一點(diǎn),關(guān)于人,我?guī)缀跻稽c(diǎn)也不了解。我這樣的人,怎么能擔(dān)任總統(tǒng)呢?請(qǐng)您向報(bào)界解釋一下,給我解解圍! 大使進(jìn)一步勸說:“教授先生,已故總統(tǒng)魏茨曼也是教授呢。您能勝任的!薄拔捍穆臀也灰粯。他能勝任,但我不能!薄敖淌谙壬恳粋(gè)以色列公民,全世界每一個(gè)猶太人,都在期待您呢!” 愛因斯坦被同胞們的好意感動(dòng)了,但他想的更多的是如何委婉地拒絕大使和以色列政府,而不使他們失望,不讓他們窘迫。不久,愛因斯坦在報(bào)上發(fā)表聲明,正式謝絕出任以色列總統(tǒng)。在愛因斯坦看來,“當(dāng)總統(tǒng)可不是一件容易的事!蓖瑫r(shí),他還再次引用他自己的話:“方程對(duì)我更重要些,因?yàn)檎问菫楫?dāng)前,而方程卻是一種永恒的東西。” 不拘小節(jié)的大師 有一次,他要把墻上的一幅舊畫換下來,就搬來一架梯子,一步一步爬上去。突然,他又想起一個(gè)問題,沉思起來,忘記自己在做什么了,猛的從梯子上摔下來。摔到地上以后,他顧不得疼痛,馬上想到:人為什么會(huì)筆直地掉下來呢?看來物體總是沿著阻力最小的線路運(yùn)動(dòng)的。愛因斯坦想到這里便馬上站立起來,一瘸一拐地走到桌邊,提筆把自己的這個(gè)想法記了下來。這對(duì)他正在研究的問題——相對(duì)論有很大的啟發(fā)。 “老年運(yùn)動(dòng)家”愛因斯坦 愛因斯坦是一位成就輝煌的科學(xué)家。他從小喜歡運(yùn)動(dòng),一生堅(jiān)持不懈,直到老年,人們尊重地稱他“老年運(yùn)動(dòng)家”。 有人認(rèn)為科學(xué)家都是成天坐在試驗(yàn)室,擺弄機(jī)器,計(jì)算數(shù)據(jù),生活單調(diào),性格孤僻。其實(shí),不少科學(xué)家把生活安排得非常豐富多彩,充滿生氣,愛因斯坦就是一個(gè)典型例子。他在學(xué)習(xí)或工作十分緊張的情況下,仍抽空參加多種文體活動(dòng),尤其喜歡爬山、騎車、賽艇、散步等體育活動(dòng)。有人形容他工作時(shí)的勁頭“簡(jiǎn)直象個(gè)瘋子,似乎有使不完的精力!币晃粋ト苏f過:不會(huì)休息的人,就不會(huì)工作。愛因斯坦這種充沛的精力,正是來自他的合理休息和經(jīng)常鍛煉的結(jié)果。 愛因斯坦于1879 年3月14日誕生在德國北部的烏爾姆城,父親是電氣工程師。在家庭的薰陶下,他愛上了科學(xué),不僅善于思考問題,而且喜歡文體活動(dòng)。15歲時(shí),全家離開德國來到意大利。后來,他考取瑞士蘇黎世工業(yè)大學(xué),盡管每天學(xué)習(xí)任務(wù)緊張,仍抽出一定時(shí)間散步,節(jié)假日還要出外旅游或劃船。愛因斯坦的這種愛好,不單是從興趣出發(fā),而是為了提高學(xué)習(xí)效率。他常對(duì)人說:學(xué)習(xí)時(shí)間是個(gè)常數(shù),它的效率卻是個(gè)變數(shù),單獨(dú)追求學(xué)習(xí)時(shí)間是不明智的,最重要的是提高學(xué)習(xí)效率。他認(rèn)為必須通過文體活動(dòng),才能獲得充沛的精力,保持清醒的頭腦,愛因斯坦還根據(jù)自己的親身體會(huì),總結(jié)出一個(gè)公式,即A=X+Y+Z。A代表成就,X代表勞動(dòng),Y代表休息和活動(dòng),Z代表少說廢話。他把這個(gè)公式的內(nèi)容,概括成兩句話:工作和休息是走向成功之路的階梯,珍惜時(shí)間是有所建樹的重要條件。 愛因斯坦在物理學(xué)上取得偉大成就以后,在世界上獲得了很高的榮譽(yù),但是他從來不圖虛名,生活一直艱苦簡(jiǎn)樸。進(jìn)入中年以后,才華橫溢,成就越來越大,不少國家請(qǐng)他去訪問和講學(xué)。有一次,他去比利時(shí)訪問,國王和王后特地成立了一個(gè)接待委員會(huì)。那一天,火車站上張燈結(jié)彩,鼓樂齊鳴,許多官員身穿筆直的禮服,準(zhǔn)備隆重地歡迎這位杰出的科學(xué)家。火車到站以后,旅客紛紛走下車來,卻不見愛因斯坦的影子,他到哪里去了呢?原來,他避開了那些歡迎的人,一位頭發(fā)灰白又蓬亂的老人一手提著皮箱,一手拿著小提琴,由小車站步行走向王宮。負(fù)責(zé)招待的人沒有迎來貴賓,正在焦急地向王后報(bào)告,愛因斯坦風(fēng)塵仆仆地來到了。王后問他:“為什么不乘我派去的車子 愛因斯坦搞怪的一面,偏偏徒步而行呢?”他笑著回答說:“王后,請(qǐng)不要見怪,我平生喜歡步行,運(yùn)動(dòng)帶給了我無窮的樂趣." 愛因斯坦晚年時(shí),還堅(jiān)持勞動(dòng)堅(jiān)持鍛煉,他經(jīng)常從事一些家務(wù)勞動(dòng)和栽花、澆水、剪枝,還經(jīng)常邀請(qǐng)朋友去爬山,有意識(shí)地磨煉意志,鍛煉身體。有一次愛因斯坦和居里夫人及其兩個(gè)女兒,興致勃勃地攀登瑞士東部的安加丁冰川。他們按照登山運(yùn)動(dòng)員的要求,身背干糧袋,手持木拐杖,順著山徑往上爬。在旅途中,愛因斯坦談笑風(fēng)生,十分活躍,好像年輕人一樣。從此,人們贈(zèng)給他一個(gè)光榮的稱號(hào):老年運(yùn)動(dòng)家。
愛因斯坦與中國
早在1919年,愛因斯坦的相對(duì)論就開始介紹到中國,特別是通過1920年英國哲學(xué)家羅素來華講學(xué),給中國學(xué)術(shù)界留下了深刻的印象。愛因斯坦本人的目光也曾一次次地投射到古老而陌生的中國,1922年冬天,他應(yīng)邀到日本講學(xué),往返途中,兩次經(jīng)過上海,一共停留了三天,親眼看到了處于苦難中的中國,并寄予深切的同情。他在旅行日記中記下“悲慘的圖象”和他的感慨:“在外表上,中國人受人注意的是他們的勤勞,是他們對(duì)生活方式和兒童福利的要求的低微。他們要比印度人更樂觀,也更天真。但他們大多數(shù)是負(fù)擔(dān)沉重的:男男女女為每日五分錢的工資天天在敲石子。他們似乎魯鈍得不理解他們命運(yùn)的可怕。”“愛因斯坦看到這個(gè)在勞動(dòng)著,在呻吟著,并且是頑強(qiáng)的民族,他的社會(huì)同情心再度被喚醒了。他認(rèn)為,這是地球上最貧困的民族,他們被殘酷地虐待著,他們所受的待遇比牛馬還不如。”(許良英等編譯《愛因斯坦文集》,商務(wù)印書館1979年版,20、21頁)十幾年后(1936年),愛因斯坦在美國普林斯頓大學(xué)與前來年進(jìn)修的周培源第一次個(gè)別交談時(shí)就說:“中國人民是苦難的人民。”他的同情是真摯的、發(fā)自內(nèi)心的,不是掛在嘴上,而是付諸行動(dòng)的。 1931年“九一八”事變發(fā)生,日本從東北作為突破口侵略中國的狼子野心已昭然若揭,當(dāng)時(shí)的國際社會(huì)卻表現(xiàn)出無奈和無能,當(dāng)年11月17日,愛因斯坦公開譴責(zé)日本侵略東三省的行徑,呼吁各國聯(lián)合起來對(duì)日本進(jìn)行經(jīng)濟(jì)制裁,可惜回音空蕩。1932年10月,“五四運(yùn)動(dòng)的總司令”(毛澤東語)、中國共產(chǎn)黨的創(chuàng)始人陳獨(dú)秀(時(shí)已被開除出黨)在上海被捕,他和羅素、杜威等具有國際聲望的知識(shí)分子聯(lián)名致電蔣介石,要求釋放。1937年3月,主張抗日的沈鈞儒、章乃器、王造時(shí)、史良等“七君子”被捕入獄后,他又聯(lián)合杜威、孟祿等著名知識(shí)分子通電援救,向國民黨當(dāng)局施加道義的壓力。1938年6月,為了幫助中國的抗日戰(zhàn)爭(zhēng),他還和羅斯?偨y(tǒng)的長子一同發(fā)起“援助中國委員會(huì)”,在美國2000個(gè)城鎮(zhèn)開展援華募捐活動(dòng)。 愛因斯坦是真正的世界公民,他的愛是沒有國界的,他對(duì)中國的感情沒有任何功利色彩,完全建立在人類的同情心和強(qiáng)烈的人道主義情懷之上。他的思想也對(duì)中國日益產(chǎn)生深刻而久遠(yuǎn)的影響,如許良英、周培源等。1934年,愛因斯坦的文集《我的世界觀》在歐洲出版,留學(xué)法國的物理學(xué)教授葉蘊(yùn)理根據(jù)法文譯本轉(zhuǎn)譯,1937年抗戰(zhàn)前夕由于國難當(dāng)頭,這本書并沒有引起多少反響,但讀過的人無不深受啟發(fā),開始嚴(yán)肅地思考人生的意義、人與國家的關(guān)系等問題。1955年,愛因斯坦去世后,許良英和周培源都曾發(fā)表長篇悼念文章。不幸的是1968年到1976年的8年間,愛因斯坦在中國竟成了“本世紀(jì)以來自然科學(xué)領(lǐng)域中最大的資產(chǎn)階級(jí)反動(dòng)學(xué)術(shù)權(quán)威”,“四人幫”掀起了一場(chǎng)荒誕的批評(píng)愛因斯坦運(yùn)動(dòng),好在多數(shù)科學(xué)家不予理睬,實(shí)際上進(jìn)行了抵制。1979年,北京隆重舉行了愛因斯坦誕辰100周年的紀(jì)念大會(huì)。 1920年,中國現(xiàn)代大學(xué)之父:蔡元培與愛因斯坦接觸,希望他可以到北大講學(xué)。在梁?jiǎn)⒊馁Y助下,蔡元培接受了愛因斯坦所需的報(bào)酬。并約定,愛因斯坦于1922年12月中旬來華,然而直到12月30日,愛因斯坦才從日本到達(dá)上海,但是在上海逗留兩天,直接乘船去了新加坡,沒有前往北京。 蔡元培一直等不到愛因斯坦的消息,就寫了一封誠摯的信去催問,并重申了以前談妥的條件。愛因斯坦回信:說上海有一個(gè)叫斐司德博士的人,受了蔡元培的全權(quán)委托,向愛因斯坦又提出了違背以前約定的要求,因此他不準(zhǔn)備來了。如今接到蔡元培的親筆信,才知道是誤會(huì),但他現(xiàn)在已經(jīng)不能追改旅程計(jì)劃,希望原諒。 多年后人們重提這件令人遺憾的舊事,覺得這個(gè)莫名其妙的“斐司德博士”,疑似是日本有人作梗;也有人分析說問題的根本在于愛因斯坦在日本看到中國的狀況,產(chǎn)生了退意:當(dāng)時(shí)中國軍閥混戰(zhàn),財(cái)政困難。感到北大能否兌現(xiàn)約定是未知數(shù)。
重要貢獻(xiàn)
相對(duì)論 提出的意義:相對(duì)論的提出是物理學(xué)領(lǐng)域的一次重大革命。它否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對(duì)時(shí)空觀,深刻地揭示了時(shí)間和空間的本質(zhì)屬性。它也發(fā)展了牛頓力學(xué),將其概括在相對(duì)論力學(xué)之中,推動(dòng)物理學(xué)發(fā)展的一個(gè)新的高度。 狹義相對(duì)論的創(chuàng)立:早在16歲時(shí),愛因斯坦就從書本上了解到光是以很快速度前進(jìn)的電磁波,他產(chǎn)生了一個(gè)想法,如果一個(gè)人以光的速度運(yùn)動(dòng),他將看到一幅什么樣的世界景象呢?他將看不到前進(jìn)的光,只能看到在空間里振蕩著卻停滯不前的電磁場(chǎng)。這種事可能發(fā)生嗎? 與此相聯(lián)系,他非常想探討與光波有關(guān)的所謂以太的問題。以太這個(gè)名詞源于希臘,用以代表組成天上物體的基本元素。17世紀(jì),笛卡爾首次將它引入科學(xué),作為傳播光的媒質(zhì)。其后,惠更斯進(jìn)一步發(fā)展了以太學(xué)說,認(rèn)為荷載光波的媒介物是以太,它應(yīng)該充滿包括真空在內(nèi)的全部空間,并能滲透到通常的物質(zhì)中。與惠更斯的看法不同,牛頓提出了光的微粒說。牛頓認(rèn)為,發(fā)光體發(fā)射出的是以直線運(yùn)動(dòng)的微粒粒子流,粒子流沖擊視網(wǎng)膜就引起視覺。18世紀(jì)牛頓的微粒說占了上風(fēng),然而到了19世紀(jì),卻是波動(dòng)說占了絕對(duì)優(yōu)勢(shì),以太的學(xué)說也因此大大發(fā)展。當(dāng)時(shí)的看法是,波的傳播要依賴于媒質(zhì),因?yàn)楣饪梢栽谡婵罩袀鞑,傳播光波的媒質(zhì)是充滿整個(gè)空間的以太,也叫光以太。與此同時(shí),電磁學(xué)得到了蓬勃發(fā)展,經(jīng)過麥克斯韋、赫茲等人的努力,形成了成熟的電磁現(xiàn)象的動(dòng)力學(xué)理論——電動(dòng)力學(xué),并從理論與實(shí)踐上將光和電磁現(xiàn)象統(tǒng)一起來,認(rèn)為光就是一定頻率范圍內(nèi)的電磁波,從而將光的波動(dòng)理論與電磁理論統(tǒng)一起來。以太不僅是光波的載體,也成了電磁場(chǎng)的載體。直到19世紀(jì)末,人們企圖尋找以太,然而從未在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)以太。 但是,電動(dòng)力學(xué)遇到了一個(gè)重大的問題,就是與牛頓力學(xué)所遵從的相對(duì)性原理不一致。關(guān)于相對(duì)性原理的思想,早在伽利略和牛頓時(shí)期就已經(jīng)有了。電磁學(xué)的發(fā)展最初也是納入牛頓力學(xué)的框架,但在解釋運(yùn)動(dòng)物體的電磁過程時(shí)卻遇到了困難。按照麥克斯韋理論,真空中電磁波的速度,也就是光的速度是一個(gè)恒量,然而按照牛頓力學(xué)的速度加法原理,不同慣性系的光速不同,這就出現(xiàn)了一個(gè)問題:適用于力學(xué)的相對(duì)性原理是否適用于電磁學(xué)?例如,有兩輛汽車,一輛向你駛近,一輛駛離。你看到前一輛車的燈光向你靠近,后一輛車的燈光遠(yuǎn)離。按照麥克斯韋的理論,這兩種光的速度相同,汽車的速度在其中不起作用。但根據(jù)伽利略理論,這兩項(xiàng)的測(cè)量結(jié)果不同。向你駛來的車將發(fā)出的光加速,即前車的光速=光速+車速;而駛離車的光速較慢,因?yàn)楹筌嚨墓馑?光速-車速。麥克斯韋與伽利略關(guān)于速度的說法明顯相悖。我們?nèi)绾谓鉀Q這一分歧呢? 19世紀(jì)理論物理學(xué)達(dá)到了巔峰狀態(tài),但其中也隱含著巨大的危機(jī)。海王星的發(fā)現(xiàn)顯示出牛頓力學(xué)無比強(qiáng)大的理論威力,電磁學(xué)與力學(xué)的統(tǒng)一使物理學(xué)顯示出一種形式上的完整,并被譽(yù)為“一座莊嚴(yán)雄偉的建筑體系和動(dòng)人心弦的美麗的廟堂”。在人們的心目中,古典物理學(xué)已經(jīng)達(dá)到了近乎完美的程度。德國著名的物理學(xué)家普朗克年輕時(shí)曾向他的老師表示要獻(xiàn)身于理論物理學(xué),老師勸他說:“年輕人,物理學(xué)是一門已經(jīng)完成了的科學(xué),不會(huì)再有多大的發(fā)展了,將一生獻(xiàn)給這門學(xué)科,太可惜了! 愛因斯坦似乎就是那個(gè)將構(gòu)建嶄新的物理學(xué)大廈的人。在伯爾尼專利局的日子里,愛因斯坦廣泛關(guān)注物理學(xué)界的前沿動(dòng)態(tài),在許多問題上深入思考,并形成了自己獨(dú)特的見解。在十年的探索過程中,愛因斯坦認(rèn)真研究了麥克斯韋電磁理論,特別是經(jīng)過赫茲和洛倫茲發(fā)展和闡述的電動(dòng)力學(xué)。愛因斯坦堅(jiān)信電磁理論是完全正確的,但是有一個(gè)問題使他不安,這就是絕對(duì)參照系以太的存在。他閱讀了許多著作發(fā)現(xiàn),所有人試圖證明以太存在的試驗(yàn)都是失敗的。經(jīng)過研究愛因斯坦發(fā)現(xiàn),除了作為絕對(duì)參照系和電磁場(chǎng)的荷載物外,以太在洛倫茲理論中已經(jīng)沒有實(shí)際意義。于是他想到:以太絕對(duì)參照系是必要的嗎?電磁場(chǎng)一定要有荷載物嗎? 愛因斯坦喜歡閱讀哲學(xué)著作,并從哲學(xué)中吸收思想營養(yǎng),他相信世界的統(tǒng)一性和邏輯的一致性。相對(duì)性原理已經(jīng)在力學(xué)中被廣泛證明,但在電動(dòng)力學(xué)中卻無法成立,對(duì)于物理學(xué)這兩個(gè)理論體系在邏輯上的不一致,愛因斯坦提出了懷疑。他認(rèn)為,相對(duì)論原理應(yīng)該普遍成立,因此電磁理論對(duì)于各個(gè)慣性系應(yīng)該具有同樣的形式,但在這里出現(xiàn)了光速的問題。光速是不變的量還是可變的量,成為相對(duì)性原理是否普遍成立的首要問題。當(dāng)時(shí)的物理學(xué)家一般都相信以太,也就是相信存在著絕對(duì)參照系,這是受到牛頓的絕對(duì)空間概念的影響。19世紀(jì)末,馬赫在所著的《發(fā)展中的力學(xué)》中,批判了牛頓的絕對(duì)時(shí)空觀,這給愛因斯坦留下了深刻的印象。 1905年5月的一天,愛因斯坦與一個(gè)朋友貝索討論這個(gè)已探索了十年的問題,貝索按照馬赫主義的觀點(diǎn)闡述了自己的看法,兩人討論了很久。突然,愛因斯坦領(lǐng)悟到了什么,回到家經(jīng)過反復(fù)思考,終于想明白了問題。第二天,他又來到貝索家,說:謝謝你,我的問題解決了。原來愛因斯坦想清楚了一件事:時(shí)間沒有絕對(duì)的定義,時(shí)間與光信號(hào)的速度有一種不可分割的聯(lián)系。他找到了開鎖的鑰匙,經(jīng)過五個(gè)星期的努力工作,愛因斯坦把狹義相對(duì)論呈現(xiàn)在人們面前。 1905年6月30日,德國《物理學(xué)年鑒》接受了愛因斯坦的論文《論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)》,在同年9月的該刊上發(fā)表。這篇論文是關(guān)于狹義相對(duì)論的第一篇文章,它包含了狹義相對(duì)論的基本思想和基本內(nèi)容。狹義相對(duì)論所根據(jù)的是兩條原理:相對(duì)性原理和光速不變?cè)。愛因斯坦解決問題的出發(fā)點(diǎn),是他堅(jiān)信相對(duì)性原理。伽利略最早闡明過相對(duì)性原理的思想,但他沒有對(duì)時(shí)間和空間給出過明確的定義。牛頓建立力學(xué)體系時(shí)也講了相對(duì)性思想,但又定義了絕對(duì)空間、絕對(duì)時(shí)間和絕對(duì)運(yùn)動(dòng),在這個(gè)問題上他是矛盾的。而愛因斯坦大大發(fā)展了相對(duì)性原理,在他看來,根本不存在絕對(duì)靜止的空間,同樣不存在絕對(duì)同一的時(shí)間,所有時(shí)間和空間都是和運(yùn)動(dòng)的物體聯(lián)系在一起的。對(duì)于任何一個(gè)參照系和坐標(biāo)系,都只有屬于這個(gè)參照系和坐標(biāo)系的空間和時(shí)間。對(duì)于一切慣性系,運(yùn)用該參照系的空間和時(shí)間所表達(dá)的物理規(guī)律,它們的形式都是相同的,這就是相對(duì)性原理,嚴(yán)格地說是狹義的相對(duì)性原理。在這篇文章中,愛因斯坦沒有多討論將光速不變作為基本原理的根據(jù),他提出光速不變是一個(gè)大膽的假設(shè),是從電磁理論和相對(duì)性原理的要求而提出來的。這篇文章是愛因斯坦多年來思考以太與電動(dòng)力學(xué)問題的結(jié)果,他從同時(shí)的相對(duì)性這一點(diǎn)作為突破口,建立了全新的時(shí)間和空間理論,并在新的時(shí)空理論基礎(chǔ)上給動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)以完整的形式,以太不再是必要的,以太漂流是不存在的。 什么是同時(shí)性的相對(duì)性?不同地方的兩個(gè)事件我們何以知道它是同時(shí)發(fā)生的呢?一般來說,我們會(huì)通過信號(hào)來確認(rèn)。為了得知異地事件的同時(shí)性我們就得知道信號(hào)的傳遞速度,但如何測(cè)出這一速度呢?我們必須測(cè)出兩地的空間距離以及信號(hào)傳遞所需的時(shí)間,空間距離的測(cè)量很簡(jiǎn)單,麻煩在于測(cè)量時(shí)間,我們必須假定兩地各有一只已經(jīng)對(duì)好了的鐘,從兩個(gè)鐘的讀數(shù)可以知道信號(hào)傳播的時(shí)間。但我們?nèi)绾沃喇惖氐溺妼?duì)好了呢?答案是還需要一種信號(hào)。這個(gè)信號(hào)能否將鐘對(duì)好?如果按照先前的思路,它又需要一種新信號(hào),這樣無窮后退,異地的同時(shí)性實(shí)際上無法確認(rèn)。不過有一點(diǎn)是明確的,同時(shí)性必與一種信號(hào)相聯(lián)系,否則我們說這兩件事同時(shí)發(fā)生是無意義的。 光信號(hào)可能是用來對(duì)時(shí)鐘最合適的信號(hào),但光速非無限大,這樣就產(chǎn)生一個(gè)新奇的結(jié)論,對(duì)于靜止的觀察者同時(shí)的兩件事,對(duì)于運(yùn)動(dòng)的觀察者就不是同時(shí)的。我們?cè)O(shè)想一個(gè)高速運(yùn)行的列車,它的速度接近光速。列車通過站臺(tái)時(shí),甲站在站臺(tái)上,有兩道閃電在甲眼前閃過,一道在火車前端,一道在后端,并在火車兩端及平臺(tái)的相應(yīng)部位留下痕跡,通過測(cè)量,甲與列車兩端的間距相等,得出的結(jié)論是,甲是同時(shí)看到兩道閃電的。因此對(duì)甲來說,收到的兩個(gè)光信號(hào)在同一時(shí)間間隔內(nèi)傳播同樣的距離,并同時(shí)到達(dá)他所在位置,這兩起事件必然在同一時(shí)間發(fā)生,它們是同時(shí)的。但對(duì)于在列車內(nèi)部正中央的乙,情況則不同,因?yàn)橐遗c高速運(yùn)行的列車一同運(yùn)動(dòng),因此他會(huì)先截取向著他傳播的前端信號(hào),然后收到從后端傳來的光信號(hào)。對(duì)乙來說,這兩起事件是不同時(shí)的。也就是說,同時(shí)性不是絕對(duì)的,而取決于觀察者的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。這一結(jié)論否定了牛頓力學(xué)中引以為基礎(chǔ)的絕對(duì)時(shí)間和絕對(duì)空間框架。 相對(duì)論認(rèn)為,光速在所有慣性參考系中不變,它是物體運(yùn)動(dòng)的最大速度。由于相對(duì)論效應(yīng),運(yùn)動(dòng)物體的長度會(huì)變短,運(yùn)動(dòng)物體的時(shí)間膨脹。但由于日常生活中所遇到的問題,運(yùn)動(dòng)速度都是很低的(與光速相比),看不出相對(duì)論效應(yīng)。 愛因斯坦在時(shí)空觀的徹底變革的基礎(chǔ)上建立了相對(duì)論力學(xué),指出質(zhì)量隨著速度的增加而增加,當(dāng)速度接近光速時(shí),質(zhì)量趨于無窮大。他并且給出了著名的質(zhì)能關(guān)系式:E=mc^2,質(zhì)能關(guān)系式對(duì)后來發(fā)展的原子能事業(yè)起到了指導(dǎo)作用。 廣義相對(duì)論的建立: 1905年,愛因斯坦發(fā)表了關(guān)于狹義相對(duì)論的第一篇文章后,并沒有立即引起很大的反響。但是德國物理學(xué)的權(quán)威人士普朗克注意到了他的文章,認(rèn)為愛因斯坦的工作可以與哥白尼相媲美,正是由于普朗克的推動(dòng),相對(duì)論很快成為人們研究和討論的課題,愛因斯坦也受到了學(xué)術(shù)界的注意。 1907年,愛因斯坦聽從友人的建議,提交了那篇著名的論文申請(qǐng)聯(lián)邦工業(yè)大學(xué)的編外講師職位,但得到的答復(fù)是論文無法理解。雖然在德國物理學(xué)界愛因斯坦已經(jīng)很有名氣,但在瑞士,他卻得不到一個(gè)大學(xué)的教職,許多有名望的人開始為他鳴不平,1908年,愛因斯坦終于得到了編外講師的職位,并在第二年當(dāng)上了副教授。1912年,愛因斯坦當(dāng)上了教授,1913年,應(yīng)普朗克之邀擔(dān)任新成立的威廉皇帝物理研究所所長和柏林大學(xué)教授。 在此期間,愛因斯坦在考慮將已經(jīng)建立的相對(duì)論推廣,對(duì)于他來說,有兩個(gè)問題使他不安。第一個(gè)是引力問題,狹義相對(duì)論對(duì)于力學(xué)、熱力學(xué)和電動(dòng)力學(xué)的物理規(guī)律是正確的,但是它不能解釋引力問題。牛頓的引力理論是超距的,兩個(gè)物體之間的引力作用在瞬間傳遞,即以無窮大的速度傳遞,這與相對(duì)論依據(jù)的場(chǎng)的觀點(diǎn)和極限的光速?zèng)_突。第二個(gè)是非慣性系問題,狹義相對(duì)論與以前的物理學(xué)規(guī)律一樣,都只適用于慣性系。但事實(shí)上卻很難找到真正的慣性系。從邏輯上說,一切自然規(guī)律不應(yīng)該局限于慣性系,必須考慮非慣性系。狹義相對(duì)論很難解釋所謂的雙生子佯謬,該佯謬說的是,有一對(duì)孿生兄弟,哥在宇宙飛船上以接近光速的速度做宇宙航行,根據(jù)相對(duì)論效應(yīng),高速運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘變慢,等哥哥回來,弟弟已經(jīng)變得很老了,因?yàn)榈厍蛏弦呀?jīng)經(jīng)歷了幾十年。而按照相對(duì)性原理,飛船相對(duì)于地球高速運(yùn)動(dòng),地球相對(duì)于飛船也高速運(yùn)動(dòng),弟弟看哥哥變年輕了,哥哥看弟弟也應(yīng)該年輕了。這個(gè)問題簡(jiǎn)直沒法回答。實(shí)際上,狹義相對(duì)論只處理勻速直線運(yùn)動(dòng),而哥哥要回來必須經(jīng)過一個(gè)變速運(yùn)動(dòng)過程,這是相對(duì)論無法處理的。正在人們忙于理解相對(duì)狹義相對(duì)論時(shí),愛因斯坦正在接受完成廣義相對(duì)論。 1907年,愛因斯坦撰寫了關(guān)于狹義相對(duì)論的長篇文章《關(guān)于相對(duì)性原理和由此得出的結(jié)論》,在這篇文章中愛因斯坦第一次提到了等效原理,此后,愛因斯坦關(guān)于等效原理的思想又不斷發(fā)展。他以慣性質(zhì)量和引力質(zhì)量成正比的自然規(guī)律作為等效原理的根據(jù),提出在無限小的體積中均勻的引力場(chǎng)完全可以代替加速運(yùn)動(dòng)的參照系。愛因斯坦并且提出了封閉箱的說法:在一封閉箱中的觀察者,不管用什么方法也無法確定他究竟是靜止于一個(gè)引力場(chǎng)中,還是處在沒有引力場(chǎng)卻在作加速運(yùn)動(dòng)的空間中,這是解釋等效原理最常用的說法,而慣性質(zhì)量與引力質(zhì)量相等是等效原理一個(gè)自然的推論。 1915年11月,愛因斯坦先后向普魯士科學(xué)院提交了四篇論文,在這四篇論文中,他提出了新的看法,證明了水星近日點(diǎn)的進(jìn)動(dòng),并給出了正確的引力場(chǎng)方程。至此,廣義相對(duì)論的基本問題都解決了,廣義相對(duì)論誕生了。1916年,愛因斯坦完成了長篇論文《廣義相對(duì)論的基礎(chǔ)》,在這篇文章中,愛因斯坦首先將以前適用于慣性系的相對(duì)論稱為狹義相對(duì)論,將只對(duì)于慣性系物理規(guī)律同樣成立的原理稱為狹義相對(duì)性原理,并進(jìn)一步表述了廣義相對(duì)性原理:物理學(xué)的定律必須對(duì)于無論哪種方式運(yùn)動(dòng)著的參照系都成立。 愛因斯坦的廣義相對(duì)論認(rèn)為,由于有物質(zhì)的存在,空間和時(shí)間會(huì)發(fā)生彎曲,而引力場(chǎng)實(shí)際上是一個(gè)彎曲的時(shí)空。愛因斯坦用太陽引力使空間彎曲的理論,很好地解釋了水星近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)中一直無法解釋的43秒。廣義相對(duì)論的第二大預(yù)言是引力紅移,即在強(qiáng)引力場(chǎng)中光譜向紅端移動(dòng),20年代,天文學(xué)家在天文觀測(cè)中證實(shí)了這一點(diǎn)。廣義相對(duì)論的第三大預(yù)言是引力場(chǎng)使光線偏轉(zhuǎn),。最靠近地球的大引力場(chǎng)是太陽引力場(chǎng),愛因斯坦預(yù)言,遙遠(yuǎn)的星光如果掠過太陽表面將會(huì)發(fā)生一點(diǎn)七秒的偏轉(zhuǎn)。1919年,在英國天文學(xué)家愛丁頓的鼓動(dòng)下,英國派出了兩支遠(yuǎn)征隊(duì)分赴兩地觀察日全食,經(jīng)過認(rèn)真的研究得出最后的結(jié)論是:星光在太陽附近的確發(fā)生了一點(diǎn)七秒的偏轉(zhuǎn)。英國皇家學(xué)會(huì)和皇家天文學(xué)會(huì)正式宣讀了觀測(cè)報(bào)告,確認(rèn)廣義相對(duì)論的結(jié)論是正確的。會(huì)上,著名物理學(xué)家、皇家學(xué)會(huì)會(huì)長湯姆孫說:“這是自從牛頓時(shí)代以來所取得的關(guān)于萬有引力理論的最重大的成果”,“愛因斯坦的相對(duì)論是人類思想最偉大的成果之一”。愛因斯坦成了新聞人物,他在1916年寫了一本通俗介紹相對(duì)論的書《狹義與廣義相對(duì)論淺說》,到1922年已經(jīng)再版了40次,還被譯成了十幾種文字,廣為流傳。 相對(duì)論的意義: 狹義相對(duì)論和廣義相對(duì)論建立以來,已經(jīng)過去了很長時(shí)間,它經(jīng)受住了實(shí)踐和歷史的考驗(yàn),是人們普遍承認(rèn)的真理。相對(duì)論對(duì)于現(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展和現(xiàn)代人類思想的發(fā)展都有巨大的影響。 相對(duì)論從邏輯思想上統(tǒng)一了經(jīng)典物理學(xué),使經(jīng)典物理學(xué)成為一個(gè)完美的科學(xué)體系。狹義相對(duì)論在狹義相對(duì)性原理的基礎(chǔ)上統(tǒng)一了牛頓力學(xué)和麥克斯韋電動(dòng)力學(xué)兩個(gè)體系,指出它們都服從狹義相對(duì)性原理,都是對(duì)洛倫茲變換協(xié)變的,牛頓力學(xué)只不過是物體在低速運(yùn)動(dòng)下很好的近似規(guī)律。廣義相對(duì)論又在廣義協(xié)變的基礎(chǔ)上,通過等效原理,建立了局域慣性長與普遍參照系數(shù)之間的關(guān)系,得到了所有物理規(guī)律的廣義協(xié)變形式,并建立了廣義協(xié)變的引力理論,而牛頓引力理論只是它的一級(jí)近似。這就從根本上解決了以前物理學(xué)只限于慣性系數(shù)的問題,從邏輯上得到了合理的安排。相對(duì)論嚴(yán)格地考察了時(shí)間、空間、物質(zhì)和運(yùn)動(dòng)這些物理學(xué)的基本概念,給出了科學(xué)而系統(tǒng)的時(shí)空觀和物質(zhì)觀,從而使物理學(xué)在邏輯上成為完美的科學(xué)體系。 狹義相對(duì)論給出了物體在高速運(yùn)動(dòng)下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,并提示了質(zhì)量與能量相當(dāng),給出了質(zhì)能關(guān)系式。這兩項(xiàng)成果對(duì)低速運(yùn)動(dòng)的宏觀物體并不明顯,但在研究微觀粒子時(shí)卻顯示了極端的重要性。因?yàn)槲⒂^粒子的運(yùn)動(dòng)速度一般都比較快,有的接近甚至達(dá)到光速,所以粒子的物理學(xué)離不開相對(duì)論。質(zhì)能關(guān)系式不僅為量子理論的建立和發(fā)展創(chuàng)造了必要的條件,而且為原子核物理學(xué)的發(fā)展和應(yīng)用提供了根據(jù)。 對(duì)于愛因斯坦引入的這些全新的概念,當(dāng)時(shí)地球上大部分物理學(xué)家,其中包括相對(duì)論變換關(guān)系的奠基人洛侖茲,都覺得難以接受。甚至有人說“當(dāng)時(shí)全世界只有兩個(gè)半人懂相對(duì)論”。舊的思想方法的障礙,使這一新的物理理論直到一代人之后才為廣大物理學(xué)家所熟悉,就連瑞典皇家科學(xué)院,1922年把諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予愛因斯坦時(shí),也只是說“由于他對(duì)理論物理學(xué)的貢獻(xiàn),更由于他發(fā)現(xiàn)了光電效應(yīng)的定律!睂(duì)愛因斯坦的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)辭中竟然對(duì)于愛因斯坦的相對(duì)論只字未提。 E=mc^2 物質(zhì)不滅定律,說的是物質(zhì)的質(zhì)量不滅;能量守恒定律,說的是物質(zhì)的能量守恒。(信息守恒定律) 雖然這兩條偉大的定律相繼被人們發(fā)現(xiàn)了,但是人們以為這是兩個(gè)風(fēng)馬牛不相關(guān)的定律,各自說明了不同的自然規(guī)律。甚至有人以為,物質(zhì)不滅定律是一條化學(xué)定律,能量守恒定律是一條物理定律,它們分屬于不同的科學(xué)范疇。 愛因斯坦認(rèn)為,物質(zhì)的質(zhì)量是慣性的量度,能量是運(yùn)動(dòng)的量度;能量與質(zhì)量并不是彼此孤立的,而是互相聯(lián)系的,不可分割的。物體質(zhì)量的改變,會(huì)使能量發(fā)生相應(yīng)的改變;而物體能量的改變,也會(huì)使質(zhì)量發(fā)生相應(yīng)的改變。 在狹義相對(duì)論中,愛因斯坦提出了著名的質(zhì)能公式:E=mc^2 (這里的E代表物體的能量,m代表物體的質(zhì)量,c代表光的速度,即3×10^8m/s)。 愛因斯坦的理論,最初受到許多人的反對(duì),就連當(dāng)時(shí)一些著名物理學(xué)家也對(duì)這位年青人的論文表示懷疑。然而,隨著科學(xué)的發(fā)展,大量的科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明愛因斯坦的理論是正確的,愛因斯坦才一躍而成為世界著名的科學(xué)家,成為20世紀(jì)世界最偉大的科學(xué)家。 愛因斯坦的質(zhì)能關(guān)系公式,正確地解釋了各種原子核反應(yīng):就拿氦4來說,它的原子核是由2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子組成的。照理,氦4原子核的質(zhì)量就等于2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子質(zhì)量之和。實(shí)際上,這樣的算術(shù)并不成立,氦核的質(zhì)量比2個(gè)質(zhì)子、2個(gè)中子質(zhì)量之和少了0.0302原子質(zhì)量單位[57]!這是為什么呢?因?yàn)楫?dāng)2個(gè)氘[dao]核(每個(gè)氘核都含有1個(gè)質(zhì)子、1個(gè)中子)聚合成1個(gè)氦4原子核時(shí),釋放出大量的原子能。生成1克氦4原子時(shí),大約放出2.7×10^12焦耳的原子能。正因?yàn)檫@樣,氦4原子核的質(zhì)量減少了。 這個(gè)例子生動(dòng)地說明:在2個(gè)氘原子核聚合成1個(gè)氦4原子核時(shí),似乎質(zhì)量并不守恒,也就是氦4原子核的質(zhì)量并不等于2個(gè)氘核質(zhì)量之和。然而,用質(zhì)能關(guān)系公式計(jì)算,氦4原子核失去的質(zhì)量,恰巧等于因反應(yīng)時(shí)釋放出原子能而減少的質(zhì)量! 這樣一來,愛因斯坦就從更新的高度,闡明了物質(zhì)不滅定律和能量守恒定律的實(shí)質(zhì),指出了兩條定律之間的密切關(guān)系,使人類對(duì)大自然的認(rèn)識(shí)又深了一步。
光電效應(yīng)
光照射到某些物質(zhì)上,引起物質(zhì)的電性質(zhì)發(fā)生變化。這類光致電變的現(xiàn)象被人們統(tǒng)稱為光電效應(yīng)(Photoelectric effect)。 光電效應(yīng)分為光電子發(fā)射、光電導(dǎo)效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)。前一種現(xiàn)象發(fā)生在物體表面,又稱外光電效應(yīng)。后兩種現(xiàn)象發(fā)生在物體內(nèi)部,稱為內(nèi)光電效應(yīng)。 赫茲于1887年發(fā)現(xiàn)光電效應(yīng),愛因斯坦第一個(gè)成功的解釋了光電效應(yīng)。金屬表面在光輻照作用下發(fā)射電子的效應(yīng),發(fā)射出來的電子叫做光電子。光波長小于某一臨界值時(shí)方能發(fā)射電子,即極限波長,對(duì)應(yīng)的光的頻率叫做極限頻率。臨界值取決于金屬材料,而發(fā)射電子的能量取決于光的波長而與光強(qiáng)度無關(guān),這一點(diǎn)無法用光的波動(dòng)性解釋。還有一點(diǎn)與光的波動(dòng)性相矛盾,即光電效應(yīng)的瞬時(shí)性,按波動(dòng)性理論,如果入射光較弱,照射的時(shí)間要長一些,金屬中的電子才能積累住足夠的能量,飛出金屬表面。可事實(shí)是,只要光的頻率高于金屬的極限頻率,光的亮度無論強(qiáng)弱,光子的產(chǎn)生都幾乎是瞬時(shí)的,不超過十的負(fù)九次方秒。正確的解釋是光必定是由與波長有關(guān)的嚴(yán)格規(guī)定的能量單位(即光子或光量子)所組成。 光電效應(yīng)里,電子的射出方向不是完全定向的,只是大部分都垂直于金屬表面射出,與光照方向無關(guān) ,光是電磁波,但是光是高頻震蕩的正交電磁場(chǎng),振幅很小,不會(huì)對(duì)電子射出方向產(chǎn)生影響。 1905年,愛因斯坦提出光子假設(shè),成功解釋了光電效應(yīng),因此獲得1921年諾貝爾物理獎(jiǎng)。
“上帝不擲骰子”
愛因斯坦曾經(jīng)是量子力學(xué)的催生者之一,但是他不滿意量子力學(xué)的后續(xù)發(fā)展,愛因斯坦始終認(rèn)為“量子力學(xué)(以玻恩為首的哥本哈根詮釋:“基本上,量子系統(tǒng)的描述是機(jī)率的。一個(gè)事件的機(jī)率是波函數(shù)的絕對(duì)值平方!保┎煌陚洹,但苦于沒有好的解說樣板,也就有了著名的“上帝不擲骰子”的否定式吶喊!愛因斯坦到過世前都沒有接受量子力學(xué)是一個(gè)完備的理論。愛因斯坦還有另一個(gè)名言:“月亮是否只在你看著他的時(shí)候才存在?”(注:愛因斯坦對(duì)量子力學(xué)的挑戰(zhàn)已經(jīng)失敗,試驗(yàn)證實(shí)了,“上帝不僅擲骰子,而且他總是把骰子扔到我們看不到的地方!”——斯蒂芬·威廉·霍金) 宇宙常數(shù) 愛因斯坦在提出相對(duì)論的時(shí)候,曾將宇宙常數(shù)(為了解釋物質(zhì)密度不為零的靜態(tài)宇宙的存在﹐他在引力場(chǎng)方程中引進(jìn)一個(gè)與度規(guī)張量成比例的項(xiàng)﹐用符號(hào)Λ 表示。該比例常數(shù)很小﹐在銀河系尺度范圍可忽略不計(jì)。只在宇宙尺度下﹐Λ 才可能有意義﹐所以叫作宇宙常數(shù)。即所謂的反引力的固定數(shù)值)代入他的方程。他認(rèn)為,有一種反引力,能與引力平衡,促使宇宙有限而靜態(tài)。當(dāng)哈勃得意洋洋的在天文望遠(yuǎn)鏡展示給愛因斯坦看時(shí),愛因斯坦慚愧極了,他說:“這是我一生所犯下的最大錯(cuò)誤!庇钪媸桥蛎浿!哈勃等認(rèn)為,反引力是不存在的,由于星系間的引力,促使膨脹速度越來越慢。 那么,愛因斯坦就完全錯(cuò)了嗎?不。星系間有一種扭旋的力,促使宇宙不斷膨脹,即暗能量。70億年前,它們“戰(zhàn)勝”了暗物質(zhì),成為宇宙的主宰。最新研究表明,按質(zhì)量成份(只算實(shí)質(zhì)量,不算虛物質(zhì))計(jì)算,暗物質(zhì)和暗能量約占宇宙96%?磥恚钪鎸⒉粩嗉铀倥蛎,直至解體死亡。(目前也有其它說法,爭(zhēng)議不休)。宇宙常數(shù)雖存在,但反引力的值遠(yuǎn)超過引力。也難怪這位倔強(qiáng)的物理學(xué)家與波爾在量子力學(xué)的爭(zhēng)論:“上帝是不擲骰子的!”(不要指揮上帝如何決定宇宙的命運(yùn)) 林德饒有風(fēng)趣的說:“現(xiàn)在,我終于明白,為什么他(愛因斯坦)這么喜歡這個(gè)理論,多年后依然研究宇宙常數(shù),宇宙常數(shù)依然是當(dāng)今物理學(xué)最大的疑問之一。” 愛因斯坦評(píng)論自然辯證法
愛因斯坦對(duì)恩格斯的《自然辯證法》手稿閱讀完畢后曾做出這樣的評(píng)價(jià):“愛德華u2022伯恩斯坦先生把恩格斯的一 部關(guān)于自然科學(xué)內(nèi)容的手稿交給我,托付我發(fā)表意見,看這部手稿是否應(yīng)該付印。我的意見如下:要是這部手稿出自一位并非作為一個(gè)歷史人物而引人注意的作者, 那么我就不會(huì)建議把它付印,因?yàn)椴徽搹漠?dāng)代物理學(xué)的觀點(diǎn)來看,還是從物理學(xué)史方面來說,這部手稿的內(nèi)容都沒有特殊的趣味?墒,我可以這樣設(shè)想:如果考慮到這部著作對(duì)于闡明恩格斯的思想的意義是一個(gè)有趣的文獻(xiàn),那是可以出版的。”
在1940年6月17日給胡克的信中,愛因斯坦說:“我堅(jiān)信,要是恩格斯本人能夠看到,在這樣長久的時(shí)間之后,他的這個(gè)謹(jǐn)慎的嘗試竟被認(rèn)為具有如此巨大的重要性,他會(huì)覺得好笑。”
以上選自《愛因斯坦文集》第一卷,商務(wù)印書館,1977年,第202頁
貢獻(xiàn) 物質(zhì)不滅定律,說的是物質(zhì)的質(zhì)量不滅;能量守恒定律,說的是物質(zhì)的能量守恒。 (信息守恒定律)
雖然這兩條偉大的定律相繼被人們發(fā)現(xiàn)了,但是人們以為這是兩個(gè)風(fēng)馬牛不相關(guān)的定律,各自說明了不同的自然規(guī)律。甚至有人以為,物質(zhì)不滅定律是一條化學(xué)定律,能量守恒定律是一條物理定律,它們分屬于不同的科學(xué)范疇。
愛因斯坦認(rèn)為,物質(zhì)的質(zhì)量是慣性的量度,能量是運(yùn)動(dòng)的量度;能量與質(zhì)量并不是彼此孤立的,而是互相聯(lián)系的,不可分割的。物體質(zhì)量的改變,會(huì)使能量發(fā)生相應(yīng)的改變;而物體能量的改變,也會(huì)使質(zhì)量發(fā)生相應(yīng)的改變。
在狹義相對(duì)論中,愛因斯坦提出了著名的質(zhì)能公式:E=mc^2 (這里的E代表物體的能量,m代表物體的質(zhì)量,c代表光的速度,即每秒30萬公里。)
按照愛因斯坦的理論,如果把1克溫度為0℃的水,加熱到100℃水吸收了100卡的熱量,這時(shí)水的質(zhì)量也相應(yīng)增加了。按照質(zhì)能關(guān)系公式計(jì)算,1克水的質(zhì)量增加了0.00000000000465克。
愛因斯坦的理論,最初受到許多人的反對(duì),就連當(dāng)時(shí)一些著名物理學(xué)家也對(duì)這位年青人的論文表示懷疑。然而,隨著科學(xué)的發(fā)展,大量的科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明愛因斯坦的理論是正確的,愛因斯坦才一躍而成為世界著名的科學(xué)家,成為20世紀(jì)世界最偉大的科學(xué)家。
愛因斯坦的質(zhì)能關(guān)系公式,正確地解釋了各種原子核反應(yīng):就拿氦4來說,它的原子核是由2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子組成的。照理,氦4原子核的質(zhì)量就等于2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子質(zhì)量之和。實(shí)際上,這樣的算術(shù)并不成立,氦核的質(zhì)量比2個(gè)質(zhì)子、2個(gè)中子質(zhì)量之和少了0.0302原子質(zhì)量單位[57]!這是為什么呢?因?yàn)楫?dāng)2個(gè)氘[dao]核(每個(gè)氘核都含有1個(gè)質(zhì)子、1個(gè)中子)聚合成1個(gè)氦4原子核時(shí),釋放出大量的原子能。生成1克氦4原子時(shí),大約放出2700000000000焦耳的原子能。正因?yàn)檫@樣,氦4原子核的質(zhì)量減少了。
這個(gè)例子生動(dòng)地說明:在2個(gè)氘原子核聚合成1個(gè)氦4原子核時(shí),似乎質(zhì)量并不守恒,也就是氦4原子核的質(zhì)量并不等于2個(gè)氘核質(zhì)量之和。然而,用質(zhì)能關(guān)系公式計(jì)算,氦4原子核失去的質(zhì)量,恰巧等于因反應(yīng)時(shí)釋放出原子能而減少的質(zhì)量!
這樣一來,愛因斯坦就從更新的高度,闡明了物質(zhì)不滅定律和能量守恒定律的實(shí)質(zhì),指出了兩條定律之間的密切關(guān)系,使人類對(duì)大自然的認(rèn)識(shí)又深了一步。
物質(zhì)不滅定律和能量守恒定律,是自然界的偉大定律。它來自客觀實(shí)際,又在客觀實(shí)際中久經(jīng)考驗(yàn)。多少年來,這兩條定律經(jīng)受了千萬次考驗(yàn)。物質(zhì)不滅定律和能量守恒定律,已經(jīng)成為現(xiàn)代自然科學(xué)的基石,同時(shí),它也從根本上給宗教的唯心主義觀點(diǎn)以致命的打擊,因?yàn)槲镔|(zhì)是不能憑空創(chuàng)造的,也不能憑空消滅,所以誰也不再相信什么上帝創(chuàng)造萬物,上帝創(chuàng)造世界的反科學(xué)的謬論了。另外,它還雄辯地說明,世界上永遠(yuǎn)不會(huì)有“永動(dòng)機(jī)”。想不花費(fèi)勞動(dòng)就從大自然中獲取能源,是不可能的。
著作
1901-1904年,在德國權(quán)威雜志《物理學(xué)年鑒》上發(fā)表了5篇有關(guān)熱力學(xué)和黑體輻射等方面的研究。
1905年3月,《關(guān)于光的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)變的一個(gè)啟發(fā)性觀點(diǎn)》,文中提出光量子學(xué)說和光電效應(yīng)的基本定律,并在歷史上第一次揭示了微觀物體的波粒二象性,從而圓滿地解釋了光電效應(yīng)。(為此獲得1921年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng))
1905年4月,《分子尺度的新測(cè)定》(獲蘇黎世大學(xué)哲學(xué)博士學(xué)位)
1905年5月,《根據(jù)分子運(yùn)動(dòng)論研究靜止液體中懸浮微粒的運(yùn)動(dòng)》(有力地提供了原子真實(shí)存在布朗運(yùn)動(dòng)的證明)
1905年6月,長篇文獻(xiàn)《論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)》(完整提出了著名的狹義相對(duì)論理論,開創(chuàng)了物理學(xué)的新紀(jì)元)
1905年9月,《物體慣性和能量的關(guān)系》(提出了質(zhì)量和能量的關(guān)系E=mc^2,為原子核能的釋放和利用奠定了理論基礎(chǔ))
1916年《廣義相對(duì)論基礎(chǔ)》(提出了大質(zhì)量物體的存在可引起時(shí)空連續(xù)場(chǎng)的彎曲,為黑洞、大爆炸等新的宇宙論提供了理論依據(jù))
1955 年4月18日,科學(xué)巨人愛因斯坦病逝。他生前立有遺囑,要求把他的骨灰撒在不為人知的地方,不發(fā)訃告,不建墳?zāi),不立紀(jì)念碑;鸹瘯r(shí)免除所有公共集會(huì),免除所有宗教儀式,免除所有花卉布置及所有音樂典禮。根據(jù)他的遺囑,火化時(shí)在場(chǎng)的人只有:大兒子漢斯·愛因斯坦,遺囑執(zhí)行人、經(jīng)濟(jì)學(xué)家納坦,愛因斯坦最忠實(shí)的合作者杜卡斯,助手諾伊施泰因,圖書管理員范托娃,以及他的妻子等 12 人。沒有奏樂,沒有花卉,小教堂里一片寂靜。只有遺囑執(zhí)行者納坦在結(jié)束儀式時(shí),念了歌德悼念席勒的詩,表達(dá)自己的哀思:
我們?nèi)极@益不淺,
全世界都感謝他的教誨;
那專屬他個(gè)人的東西,
早已傳遍廣大人群。
他像行將隕滅的彗星,光華四射,
把無限的光芒同他的光芒永相結(jié)合。
愛因斯坦大腦的故事
愛因斯坦被譽(yù)為人類歷史上最具創(chuàng)造才華的科學(xué)家之一,也是20世紀(jì)最偉大的科學(xué)家。他出生于1879年,逝世于1955年4月18日。 去世前,他在醫(yī)院里親手寫下一份遺囑,明確表示死后將重歸“神秘之土”,遺體必須火化,然后把骨灰撒在人們不知道的地方。在遺囑的最后,他莊重聲明,不允許像其他一些名人那樣把自己的住所改建成紀(jì)念館。雖然遵照他的遺囑,沒有舉行追悼會(huì),也沒有為他建立任何墓碑,但這位偉大的科學(xué)家永遠(yuǎn)被世人景仰和懷念。
此后,有關(guān)他的遺囑,社會(huì)上流傳著許多種說法。有的人說,他生前已經(jīng)明確表示,死后捐出腦部供科學(xué)研究;也有人說,愛因斯坦想到了自己大腦的重要性,但并沒有表示捐出的意思;還有人說,他重病期間,與主治醫(yī)生認(rèn)真探討過這個(gè)問題,但沒有作出肯定的承諾。
分析人士認(rèn)為,愛因斯坦當(dāng)然知道自己大腦所具有的科研價(jià)值,因此如果他要力保腦袋和身體一起火化,不留給世人進(jìn)一步研究,以其聰明,他必定會(huì)在遺囑中詳細(xì)聲明,“死后遺體完整火化”,實(shí)際情況是,他并未寫上“完整”這個(gè)字眼,所以他至少已經(jīng)默許了“死后大腦可以供后人研究”。那個(gè)年代已經(jīng)開始流行腦切片研究,愛因斯坦應(yīng)該知道,要阻止人們進(jìn)行腦切片研究幾乎是不可能的。
愛因斯坦去世時(shí),在普林斯頓醫(yī)院為他治病的醫(yī)師名叫托馬斯·哈維,當(dāng)時(shí)42歲。哈維醫(yī)師對(duì)這位科學(xué)泰斗仰慕已久,他也一直在考慮愛因斯坦的才智超群這個(gè)問題。事有湊巧,那天負(fù)責(zé)驗(yàn)尸的正是哈維醫(yī)生,所以他順順當(dāng)當(dāng)?shù)匕褠垡蛩固沟拇竽X完整地取了出來。哈維醫(yī)師把大腦悄悄帶回家中,浸泡在消毒防腐藥水里,后來又用樹脂固化, 再切成大約200片,并親自動(dòng)手研究大腦,同時(shí)也給科學(xué)界提供切片進(jìn)行研究。
哈維醫(yī)師將愛因斯坦的大腦保存了四十多年,此間科學(xué)界對(duì)愛因斯坦的大腦進(jìn)行了全面的研究。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),研究過愛因斯坦大腦的科學(xué)家不下百名。有人猜測(cè),這其中肯定有驚人的發(fā)現(xiàn),但很多科學(xué)家是在政府的授意下進(jìn)行研究的,成果屬于國家秘密,不便發(fā)表。
1997年,哈維醫(yī)師已經(jīng)84歲高齡,他想到自己身體再健康,也會(huì)有死的那一天,便決定把所有的大腦切片送還愛因斯坦生前工作的地方——普林斯頓大學(xué)。此腦經(jīng)歷了43年的輾轉(zhuǎn),最終回到了愛因斯坦逝世的地方。大腦送回后,院方很快便收到幾份希望進(jìn)行研究的申請(qǐng),其中包括加拿大安大略省麥克馬斯特大學(xué)女教授桑德拉·威爾特森、日本群馬大學(xué)醫(yī)學(xué)院的山口晴保教授。
山口教授于1998年11月公開了初步的研究結(jié)果,他發(fā)現(xiàn)愛因斯坦的大腦有明顯的老年癡呆癥狀,愛因斯坦去世的時(shí)候已經(jīng)76歲了,患腹部大動(dòng)脈腫瘤。山口教授仍努力從大腦揭示愛因斯坦的天才秘密。
威爾特森教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組,則發(fā)現(xiàn)愛因斯坦的天才是“天生”的,并非后天用功求學(xué)得來。雖然科學(xué)研究證實(shí),后天的努力也能成才,但與生俱來的天才的的確確是存在的。
據(jù)威爾特森研究的結(jié)果,愛因斯坦大腦左右半球的頂下葉區(qū)域,比常人大15%,非常發(fā)達(dá)。大腦后上部的頂下葉區(qū)發(fā)達(dá),對(duì)一個(gè)人的數(shù)學(xué)思維、想象能力以及視覺空間認(rèn)識(shí),都發(fā)揮著重要的作用,這也解釋了愛因斯坦為何具有獨(dú)特的思維,才智過人。
愛因斯坦大腦的另一個(gè)特點(diǎn),是表層的很多部分沒有凹溝(回間溝),這些凹溝就像腦中的路障,使神經(jīng)細(xì)胞受阻,難以互相聯(lián)系,如果腦中沒有這些障礙,神經(jīng)細(xì)胞就可以暢通無阻地進(jìn)行聯(lián)系,使得大腦的思維活躍無比。威爾特森的研究小組,把愛因斯坦的大腦與99名已死老年男女的腦部比較,得出了這一結(jié)論。
威爾特森的發(fā)現(xiàn)轟動(dòng)了世界,但有些西方科學(xué)家呼吁,這一發(fā)現(xiàn)固然可喜,但應(yīng)謹(jǐn)慎對(duì)待,因?yàn)閮H憑愛因斯坦的一個(gè)大腦就得出這樣的結(jié)論,理由并不充分,因?yàn)槟强赡苤皇且话懵斆鞯莫q太人普遍具有的腦部特征。愛因斯坦盡管生來是天才,但如果沒有后天的培養(yǎng)和個(gè)人的努力,天才也難以發(fā)揮出超人的智慧。哈佛大學(xué)比尼斯教授指出,愛因斯坦腦部的最新發(fā)現(xiàn),無疑有重要的意義,但仍需要作更深入的研究和比較,才可對(duì)這個(gè)“天才之腦”下最后的結(jié)論。
愛因斯坦名言
1、在真理和認(rèn)識(shí)方面,任何以權(quán)威者自居的人,必將在上帝的戲笑中垮臺(tái)! 2、凡在小事上對(duì)真理持輕率態(tài)度的人,在大事上也是不足信的。 3、苦和甜來自自己和外界,而堅(jiān)強(qiáng)則來自于內(nèi)心,來自于一個(gè)人堅(jiān)持不懈的努力! 4、智慧并不產(chǎn)生于學(xué)歷,而是來自對(duì)于知識(shí)的終身不懈的追求。 5、我們把教育定義如下:人的智慧決不會(huì)偏離目標(biāo)。所謂教育,是忘卻了在校學(xué)的全部?jī)?nèi)容之后剩下的本領(lǐng)。 6、真正有價(jià)值的東西不是出自雄心壯志或單純的責(zé)任感;而是出自對(duì)人和對(duì)客觀事物的熱愛和專心。 7、A=X+Y+Z! A就是成功,X就是努力工作,Y是懂得休息,Z是少說廢話! 8、如果有一個(gè)能夠應(yīng)付現(xiàn)代科學(xué)需求,又能與科學(xué)相依共存的宗教,那必定是佛教。 9.我從來不把安逸和享樂看作生活目的本身——這種倫理基礎(chǔ),我叫它豬欄的思想。 10.科學(xué)研究好像鉆木板,有人喜歡鉆薄的,而我喜歡鉆厚的 11.每個(gè)人都有一定的理想,這種理想決定著他的努力和判斷的方向。. 12.通向人類真正的偉大境界的通道只一條苦難的道路. 13.不管時(shí)代的潮流和社會(huì)的風(fēng)尚怎樣,人總可以憑著自己高貴的品質(zhì),超脫時(shí)代和社會(huì),走自己正確的道路。 14.實(shí)篤一個(gè)人只有以他全部的力量和精神致力于某一事業(yè)時(shí),才能成為一個(gè)真正的大師。因此,只有全力以赴才能精通。 15.我沒有什么特別的才能,不過喜歡尋根刨底地追究問題罷了。 16.沒有犧牲,也就決不可能有真正的進(jìn)步。 17.一個(gè)人的價(jià)值,應(yīng)當(dāng)看他貢獻(xiàn)什么,而不應(yīng)看他取得什么。 18.想象力比知識(shí)更重要..
愛因斯坦的著作
1901-1904年,在德國權(quán)威雜志《物理學(xué)年鑒》上發(fā)表了5篇有關(guān)熱力學(xué)和黑體輻射等方面的研究。 1905年3月,《關(guān)于光的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)變的一個(gè)啟發(fā)性觀點(diǎn)》,文中提出光量子學(xué)說和光電效應(yīng)的基本定律,并在歷史上第一次揭示了微觀物體的波粒二象性,從而圓滿地解釋了光電效應(yīng)。(為此獲得1921年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)) 1905年4月,《分子尺度的新測(cè)定》(獲蘇黎世大學(xué)哲學(xué)博士學(xué)位) 1905年5月,《根據(jù)分子運(yùn)動(dòng)論研究靜止液體中懸浮微粒的運(yùn)動(dòng)》(有力地提供了原子真實(shí)存在布朗運(yùn)動(dòng)的證明) 1905年6月,長篇文獻(xiàn)《論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)》(完整提出了著名的狹義相對(duì)論理論,開創(chuàng)了物理學(xué)的新紀(jì)元) 1905年9月,《物體慣性和能量的關(guān)系》(提出了質(zhì)量和能量的關(guān)系E=mc^2,為原子核能的釋放和利用奠定了理論基礎(chǔ)) 1916年《廣義相對(duì)論基礎(chǔ)》(提出了大質(zhì)量物體的存在可引起時(shí)空連續(xù)場(chǎng)的彎曲,為黑洞、大爆炸等新的宇宙論提供了理論依據(jù))
愛因斯坦文集
第1版
《愛因斯坦文集》(第一卷) 許良英,等編譯,商務(wù)印書館,1976 《愛因斯坦文集》(第二卷) 范岱年,等編譯,商務(wù)印書館,1977 《愛因斯坦文集》(第三卷) 許良英,等編譯,商務(wù)印書館,1979