爱因斯坦有哪些故事
分析:
青少年
20世纪最伟大的物理学家阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)于3月1879日出生于德国西南部的乌尔姆,一年后随家人移居慕尼黑。爱因斯坦的父母是犹太人,他的父亲赫尔曼·爱因斯坦和他的叔叔雅各布·爱因斯坦共同开了一家电器厂,为发电站和照明系统生产电机、弧光灯和电器仪表。母亲波林是受过中等教育的家庭主妇,非常喜欢音乐,在爱因斯坦六岁时就教他拉小提琴。
爱因斯坦小时候不活泼,三岁多了还不会说话。他父母担心他是哑巴,带他去看医生检查。幸运的是,爱因斯坦不是哑巴,但他直到九岁时才流利地说话。他说的每一句话都必须认真思考。
在四五岁的时候,爱因斯坦有一次卧病在床,他的父亲给了他一个指南针。当他发现指南针总是指向一个固定的方向时,他非常惊讶,觉得这种现象背后一定隐藏着什么。他开心地玩了几天指南针,缠着父亲和雅各布叔叔问了一系列问题。虽然他连“磁”字都说不好,但他固执地想知道指南针为什么能指引方向。这种深刻而持久的印象被爱因斯坦生动地回忆起来,直到他67岁。
爱因斯坦在小学和中学的时候,作业很正常。因为他行动迟缓,不喜欢人,所以他的老师和同学都不喜欢他。教他希腊语和拉丁语的老师更恨他。他曾经公开骂过他:“爱因斯坦,你长大后永远也成不了成功人士。”而且因为怕他上课影响其他同学,想把他踢出学校。
爱因斯坦的叔叔雅各布在电器厂负责技术事务,而爱因斯坦的父亲负责业务联系。雅各布是一名工程师,他非常热爱数学。小爱因斯坦来问他问题时,总是用非常简单通俗的语言向他介绍自己的数学知识。在他叔叔的影响下,爱因斯坦更早受到科学和哲学的启蒙。
我父亲的生意不好,但他乐观善良。家里每天晚上请来慕尼黑读书的穷学生吃饭,无异于帮助他们。其中一个是来自立陶宛的一对犹太兄弟Max和Bernard。他们都是医科学生。他们喜欢看书,兴趣广泛。他们被邀请到爱因斯坦家吃饭,并和害羞的黑头发棕色眼睛的小爱因斯坦成了好朋友。
马克斯可以说是爱因斯坦的“启蒙老师”。他借了一些流行的自然科学书籍给他看。爱因斯坦十二岁时,马克斯给了他一本斯皮克的平面几何教科书。爱因斯坦晚年回忆这本神圣的小书时说:“这本书里有很多论断,比如三角形的三个高度相交于一点。虽然它们本身并不明显,但它们可以被可靠地证明,因此任何怀疑似乎都是不可能的。这种清晰和可靠给我留下了难以形容的印象。”
爱因斯坦也很幸运,从一本优秀的通俗读物中知道了自然科学领域的主要成就和方法。通俗读物不仅增长了爱因斯坦的见识,也触动了年轻人好奇的心弦,引起了他对问题的深入思考。
十六岁时,爱因斯坦报考了瑞士苏黎世联邦理工大学工程系,但在入学考试中落榜。他接受了联邦理工大学校长、该校著名物理学家韦伯教授的建议,在瑞士阿劳的州立中学完成了中学课程,以期获得中学学位。
1896 5438+00年6月,爱因斯坦踏入苏黎世工业大学的校门,在师范系学习数学和物理。他非常反感学校里的灌输式教育,认为这让人没有时间和兴趣去思考其他问题。幸运的是,扼杀真正科学动力的义务教育在苏黎世联邦理工大学比在其他大学要少得多。爱因斯坦充分利用了学校里自由的空气,专心于他所热爱的学科。在学校,他广泛阅读了亥姆霍兹、赫兹等物理学大师的著作,他最着迷的是麦克斯韦的电磁理论。他有自学能力,有分析问题的习惯,有独立思考的能力。
早期工作
1900年,爱因斯坦毕业于苏黎世工业大学。他被拒绝留在学校,因为他对一些课程不热心,对老师漠不关心。他找不到工作,以做家教和代课老师为生。失业一年半后,关心和理解他才华的同学马塞尔·格罗斯曼向他伸出了援助之手。格罗斯曼设法说服父亲将爱因斯坦介绍到瑞士专利局担任技术员。
爱因斯坦感谢格罗斯曼一生的帮助。在给格罗斯曼的悼念信中,他说自己大学毕业时,“突然被所有人抛弃,面对生活不知所措。”他帮助了我,通过他和他父亲,我后来去了哈勒(时任瑞士专利局局长),进了专利局。这有点像救我的命。没有他,我大概不会饿死,但精神会很压抑。"
1902 2月21日,爱因斯坦获得瑞士国籍,移居伯尔尼,等待专利局的招聘。1902年6月23日,爱因斯坦被专利局正式录用为三级技师,工作是审查各种申请专利权的技术发明创造。1903年与大学同学米列娃·马利克结婚。
从1900到1904,爱因斯坦每年都会写一篇论文,发表在德国物理杂志上。前两篇是关于液面和电解的热力学,试图给化学一个力学基础。后来发现这条路走不通,转而研究热力学的力学基础。1901中提出了统计力学的一些基础理论,从1902到1904的三篇论文都属于这个领域。
1904的论文认真讨论了统计力学预言的涨落现象,发现能量涨落依赖于玻尔兹曼常数。它不仅将这一结果应用于力学系统和热现象,还大胆地将其应用于辐射现象,得出辐射能涨落公式,从而推导出维恩位移定律。对涨落现象的研究使他在1905年无论是辐射理论还是分子运动理论都取得了重大突破。
1905的奇迹
从65438年到0905年,爱因斯坦创造了科学史上前所未有的奇迹。这一年,他写了六篇论文。从3月到9月的半年时间里,他利用在专利局每天工作八小时之外的业余时间,在三个领域做出了四项划时代的贡献。他发表了关于光量子理论、分子尺寸测量、布朗运动理论和狭义相对论的四篇重要论文。
1905年3月,爱因斯坦把他认为正确的论文送到了德国《物理年刊》编辑部。他害羞地对编辑说:“如果你能在你的年度报告中为我找到发表这篇论文的空间,我将非常高兴。”这篇“尴尬”的论文被称为“关于光的产生和转化的思辨观点”。
本文将普朗克在1900年提出的量子概念推广到光在空间的传播,提出了光量子假说。认为:对于时间平均,光表现为波动;对于瞬时值,光显示为粒子。这是历史上第一次揭示微观物体的涨落与粒子的统一性,即波粒二象性。
在这篇文章的最后,他用光量子的概念通俗易懂地解释了光电效应,并推导出光电子的最大能量与入射光频率的关系。这种关系直到10年后才被密立根的实验证实。1921年,爱因斯坦因“光电效应定律的发现”的成就获得诺贝尔物理学奖。
这只是开始。阿尔伯特·爱因斯坦在光、热、电物理三个领域齐头并进,一发不可收拾。1905年4月,爱因斯坦完成了确定分子大小的新方法,5月完成了热分子运动理论所要求的静止液体中悬浮粒子的运动。这是两篇关于布朗运动的论文。爱因斯坦当时的目的是通过观察分子运动涨落引起的悬浮粒子的不规则运动来确定分子的实际大小,从而解决科学界和哲学界争论了半个多世纪的原子是否存在的问题。
三年后,法国物理学家佩兰用精确的实验证实了爱因斯坦的理论预测。从而无可非议地证明了原子和分子的客观存在,这也使得最坚决反对原子论、能量论创始人的德国化学家奥斯特瓦尔德在1908主动宣布“原子假说已经成为一种有坚实基础的科学理论”。
1905年6月,爱因斯坦完成了开创物理学新纪元的长篇论文《论输运体的电动力学》,完整地提出了狭义相对论。这是爱因斯坦在10年酝酿和探索的结果,很大程度上解决了19年底经典物理学的危机,改变了牛顿力学的时空观,揭露了物质和能量的等价性,开创了一个全新的物理学世界,是现代物理学领域最伟大的革命。
狭义相对论不仅能解释经典物理能解释的所有现象,还能解释一些经典物理解释不了的物理现象,并预言许多新的效应。狭义相对论最重要的结论是质量守恒原理失去了独立性,与能量守恒定律融为一体,使质量和能量相互转化。其他的还有时钟的慢标度,光速不变,光子的零静止质量等等。经典力学在低速下已经成为相对论力学的极限情况。这样力学和电磁学就统一在运动学的基础上了。
1905年9月,爱因斯坦写了一篇短文,物体的惯性和它所包含的能量有关吗?“,作为相对论的一个推论。质能等效是核物理和粒子物理的理论基础,也为20世纪40年代核能的释放和利用开辟了道路。
在这短短的半年时间里,爱因斯坦在科学上的突破性成就可以说是“前无古人”。即使他放弃了物理学研究,即使他只完成了上述三项成就中的任何一项,爱因斯坦都会在物理学发展史上留下极其重要的印记。爱因斯坦驱散了“物理学晴空中的乌云”,迎来了更加辉煌的物理学新时代。
19世纪,随着物理学的一系列重大发现,许多科学家宣称物理学的大厦已经基本建成,只剩下后人的补充和完善。然而,在20世纪初,一位年轻的物理学家几乎单枪匹马地推倒了这座经典物理建筑。他就是阿尔伯特·爱因斯坦,伟大的理论物理学家,相对论的创始人。
爱因斯坦于1879年3月出生在德国巴登-符腾堡州乌尔姆的一个犹太家庭。第二年,全家搬到了慕尼黑。爱因斯坦在童年时没有表现出很大的天赋。他在慕尼黑上高中,毕业前辍学,然后转到瑞士阿劳的州立中学。65438-0896年,爱因斯坦进入瑞士苏黎世联邦理工学院学习数学和物理,毕业后成为一名教师。爱因斯坦热爱教书育人,但成为一名物理学家是他的梦想。
1902年,爱因斯坦成为瑞士伯尔尼专利局的一名审查员。专利局工作的轻松让爱因斯坦继续致力于科学研究。从65438年到0905年,年仅26岁的爱因斯坦发表了三篇论文,在物理学的三个不同领域取得了历史性的成就,尤其是狭义相对论的提出,彻底改变了人类对空间、时间和物质运动的认识,标志着物理学新时代的到来。
1914年,爱因斯坦回到德国,进入普鲁士科学院,从事科学研究,并在柏林大学担任教授。1915年,爱因斯坦发表了他的广义相对论。这是继狭义相对论之后,现代科学的又一伟大成就。1919年,英国天文学家爱丁顿观测到的日全食证实了爱因斯坦的预言,即光线穿过太阳引力场后会发生弯曲。爱因斯坦出名了,相对论变得家喻户晓。
1921年,爱因斯坦因对光电效应的研究获得诺贝尔物理学奖。1933年,爱因斯坦因纳粹德国的反犹主义而被迫移民美国,并于1940年获得美国国籍。1955年4月18日,爱因斯坦在美国普林斯顿去世。
爱因斯坦在光电效应和相对论方面做出了杰出的贡献,他对布朗运动的研究成果也因为对大量无序因素的有规律的把握而成为金融数学最受欢迎的基础。他提出的激光受激辐射概念在几十年后的今天被广泛使用;他和玻尔争论中提出的EPR佯谬,至今仍是理论物理和科学哲学中不断讨论的话题...
爱因斯坦不仅是一位伟大的科学家,还是一位和平主义者。他目睹了人类文明在两次世界大战中的毁灭,认为和平是人类的首要问题。1955年4月,爱因斯坦在弥留之际签署了《罗素-爱因斯坦宣言》,呼吁人们团结起来,阻止新的世界大战的爆发。
科学天才的浪漫史,两次婚姻
爱因斯坦在父母的强大压力下开始了第一次婚姻。据悉,爱因斯坦在苏黎世理工学院读书时与塞尔维亚女友米列娃相恋。米列娃是数学家。1901 7月,当他得知未婚妻米列娃怀孕时,他承诺放弃一切科学和职业抱负,为米列娃负责。为了结婚,他甚至可以接受最低的职位。然而,傲慢的爱因斯坦找工作困难重重,这对怀了孩子的米列娃打击很大。婚后他们之间的性格冲突越来越严重。
经过一段时间的折磨,他们在1919离婚了。到20世纪20年代末,他们已经达到一定程度的和解,他们之间有数百封信件。据说爱因斯坦的相对论很大一部分要归功于米列娃,他帮助爱因斯坦做了大量的数学计算。自从与米列娃分开后,爱因斯坦与他的第二任妻子和表妹艾尔莎住在一起。他爱艾尔莎胜过爱她。
多个情人
除了和私人秘书有一腿,热爱音乐和海上航行,关心世界事务的爱因斯坦也有一大堆志同道合的知己!即使当了父亲,他的丑闻也是层出不穷!
爱因斯坦对女人很有吸引力。他的初恋女友,他老师的女儿,被爱因斯坦抛弃后精神崩溃。乔安娜,我是20世纪初在布拉格认识她的。她和丈夫于1939年移民美国,与爱因斯坦成为挚友。乔安娜甚至给爱因斯坦剪了头发,他们每周都通电话。还有一个俄罗斯移民Magdalena,据说是个间谍!
两个私生女
爱因斯坦与第一任妻子塞尔维亚数学家米列娃结婚前,于1902+0年6月生下女儿李泽。她天生患有“黎明综合症”,反应非常缓慢。因为年轻的爱因斯坦一心追求事业,无力抚养女儿,所以很少关注米列娃母女。后来,据说李泽被交给陌生的父母收养,她与亲生父母完全失去了联系。另一个故事说,米列娃把女儿送到她在塞尔维亚伏伊伏丁那的家中,由她的父母照顾,但李泽在她两岁时死于猩红热。根据美国作家扎克海姆的记载,李泽死于1903年9月5日,当时伏伊伏丁那发生了日全食,而正是这次日全食为几年后爱因斯坦解释时空的狭义相对论提供了第一个证据。
除了李泽,爱因斯坦还有一个私生女,名叫伊芙琳,是爱因斯坦和一个纽约人所生。小女孩出生的时候,爱因斯坦也没理她。最后爱因斯坦成年的儿子汉斯受不了了,自己收养了私生女。据悉,汉斯将她抚养成人,但从未告诉她亲生父母的身份。爱因斯坦对穷人、弱者和被压迫者表现出极大的同情,却对他最亲近的人,尤其是他的孩子表现出不可理解的冷漠!
三大理论改变人类生活
小李跳下装有GPS卫星定位导航系统的车,手里拿着一个数码相机的CF卡,去了一家快印店。电动门砰的一声打开了,店里正在播放诺拉·琼斯的最新CD。没有爱因斯坦,这些高科技产品就不会出现在现实生活中。普通人很难想象爱因斯坦的贡献有多大。
人们可能只知道他的相对论E=MC2被应用于原子弹。其实不管是交通工具,登山导航,甚至是定位用的GPS系统,只要误差在15米以内,都是用相对论修正的。这是因为定位卫星和地球有时间差。如果不改正,GPS的信号误差会高达30米以上。
1905年,爱因斯坦发表了狭义相对论、布朗运动、量子论三大理论,震惊科学界,被称为“奇迹年”。这三个理论改变并改变了后来人类的生活。
相对论是爱因斯坦最伟大的研究,对20世纪和20世纪的人类产生了深远的影响。而他的E=MC2是相对论最重要的计算公式,提出“速度”在物质转化和能量产生中起关键作用;后来E=MC2被人类应用,发明了具有超强破坏力的原子弹。
今晚7点40分,“物理照耀世界”光束抵达北京。
北京时间4月19日晚7点40分,为纪念爱因斯坦逝世50周年,一台从美国普林斯顿大学出发环游世界的特殊光信号将经由上海抵达北京。
据报道,2005年4月18日是爱因斯坦逝世50周年。作为国际物理年重要的全球性纪念活动之一,“物理照耀世界”光束传播活动在这一天举行。美国新泽西州当地时间20时30分,一束光信号将从爱因斯坦工作过的普林斯顿大学发出,通过海洋光缆在24小时内环游世界,最终返回美国。
北京时间4月19日晚7时至9时30分,定为“中国时间”。中国科协和中国物理学会作为活动在国内的主办方,在北京成立了指挥中心,确保光束传递活动的顺利进行。从上海接收到国际光信号后,分成两路,经过全国365,438+0个省的33个城市,最后同时汇聚到北京,再分别传输到俄罗斯和印度。
据悉,中国各省(市)之间的接力活动将通过电子邮件进行。从上海出发,沿着“多边形”线前进。各省市活动组织单位在规定时间内接收到电子信号,根据路线图将信号传送到下一个省(市)。活动指挥中心将在中国物理教育网上公布传递过程。
为迎接国际光信号的到来,今晚7时,北京市科协、北京市物理学会将在居庸关长城、昌平前锋学校、北京四中等地举行国际信号传输仪式和纪念活动。2005年,中国将和世界一起掀起一股物理学科普热潮。
4月18日是“人类历史上最具创造力和智慧的人”爱因斯坦逝世50周年。据悉,为了纪念1,000年前(1,905),爱因斯坦发表了5篇在相对论、量子论等物理学领域奠定基础的论文。2004年6月,第58届联合国大会通过决议,将2005年定为“世界物理年”。世界各国都用“照明”来纪念这位人类历史上的科学天才。
德国:视他为“民族英雄”
德国在两次世界大战中战败后,一直深受民族英雄缺失的困扰。尽管爱因斯坦是犹太人,曾为逃避纳粹的迫害而逃离出生地德国,但德国仍想把这位20世纪最伟大的科学家视为“德国民族英雄”。为了让德国人民了解这位“英雄”,德国将于5月在波茨坦的卡普斯开放爱因斯坦曾经居住过的湖边小屋。届时,游客将可以免费参观爱因斯坦曾经生活、思考和划船的地方。此外,爱因斯坦语录在德国出版过,也上过德国畅销书排行榜,很受德国官方欢迎。
英国:另类纪念“疯狂”
在英国,伦敦科学博物馆从今年5438年6月+10月开始了“爱因斯坦年”的纪念活动。与其他国家相比,英国的纪念活动略有不同。活动主要展现了爱因斯坦“疯狂”的一面,于是自行车特技、说唱音乐、现代舞都被命名为爱因斯坦。越野自行车的第一次特技骑手表演被命名为“爱因斯坦筋斗”,这是第一次由物理学家设计的自行车特技表演。说唱歌手的情歌《爱因斯坦(时间不够)》成为“爱因斯坦年”活动的主题曲。此外,更多纪念爱因斯坦的活动正在紧锣密鼓地进行。5月24日,兰伯特舞蹈团将在伦敦举行一场名为“恒速”的芭蕾舞表演,其主题是“相对论”。
以色列:小提琴纪念伟人
在以色列,* * *特意选择了一年一度的“国家科学日”来纪念这位伟大的犹太人。对以色列人来说,爱因斯坦是犹太民族永恒的偶像。同时,爱因斯坦拉小提琴的能力可能会对他伟大的科学思想产生一些影响。因此,以色列人选择了“邀请小提琴手演奏”的独特方式来纪念爱因斯坦。此外,以色列驻华大使馆还于6月5438+08日和6月5438+09日举办了大型纪念活动,邀请媒体等机构参加。
联合国:全球“照明”纪念活动
当世界各国都在庆祝的时候,联合国也不例外。联合国专门将今年定为“世界物理年”,这是联合国首次为一门学科设立全球规模的纪念活动。此外,在4月19日,世界各地都会以各种形式的“点亮”来纪念这位伟大的科学家。“点灯”活动的具体安排是:从美国新泽西州普林斯顿市爱因斯坦故居出发,然后从美国东部向西部、向亚洲挺进。接下来,我们将继续沿着北部的俄罗斯和南部的日本和中国台湾省进行追踪。两条路线最后在奥地利汇合,最后返回普林斯顿城。中国,广州和深圳也成为整个接力活动在中国区的“节点”城市。
曾经呼吁世界制裁日本的中国人民永远不会忘记他。
爱因斯坦这位具有强烈责任感、关心全人类的“世界公民”,同样关注中国,对中国人民所经历的苦难深表同情。
1921访问美国,1922访问日本,途经上海两次,停留3天。看到中国人民处于水深火热之中,爱因斯坦深感同情和不公平,认为“这是一个勤劳、被奴役,但又顽强的民族”。1931年,日军入侵中国东北三省,爱因斯坦多次呼吁世界各国对日本采取严厉的经济制裁。为了支持1932年被* * * * *逮捕的陈独秀和1937年主张抗日的七位知识分子“七君子”,爱因斯坦曾联合罗素、杜威等英美知识界、文化界知名人士,表示声援。
为纪念爱因斯坦逝世50周年,中国也开展了一系列纪念活动。
下一个爱因斯坦还要等多久?
哲学家很远,他们是过去的典型。但是科学不会止步于爱因斯坦。“还会有另一个爱因斯坦吗?”是今年“世界物理年”最大的悬念。
科学家认为,一个新的爱因斯坦终将诞生,但可能需要很长时间。毕竟牛顿之后,过了200多年爱因斯坦才出现。爱因斯坦那个时代,全世界大概有几千个物理学家,有资格和他争论的人,大概都不满足于坐一辆公交车。
21世纪的大学培养了数百万物理学毕业生,但研究岗位有限。他们中的大多数人将自己的分析技能贡献给了华尔街或硅谷,甚至那些留下来进行研究的人也不孤单。
学历也是关键,但往往被忽视。爱因斯坦年轻时研究过康德、叔本华、斯宾诺莎等哲学大师的著作,哲学训练使他能够独立抽象地思考。爱因斯坦的小提琴造诣也是有口皆碑的,学术界都知道数学和音乐密不可分。每当爱因斯坦琢磨一道物理题却想不出来的时候,他往往会疯狂地拉小提琴来激发灵感。正如一些科学家所说,爱因斯坦对音乐的热爱显示了他的直觉思维,这也为他创造了一个直觉空间,让他在未来创造出常人无法想象的相对论。
最近出版的《* * *》为爱因斯坦未来给出了一个雄心勃勃的“任务清单”,都让人百思不得其解。
当今世界的科学问题。