除了相对论,爱因斯坦还有哪些名著?

爱因斯坦是人类历史上最有创造力和智慧的人物之一。他一生开创了物理学的四个领域:狭义相对论、广义相对论、宇宙学和统一场论。他是量子理论的主要创始人之一,在分子运动理论和量子统计理论方面也做出了巨大贡献。

1905年,爱因斯坦在专利局业余时间写了6篇论文。其中5438+2月的4月、5月、6月三篇论文是关于液体中悬浮粒子的布朗运动。他设想可以通过观察分子运动的波动引起的悬浮粒子的不规则运动来确定分子的实际大小。试图解决科学界和哲学界长期争论的原子是否存在的问题。三年后,它被法国物理学家佩兰的精确实验所证实。3月的论文《关于光的产生和转化的一个思辨的观点》将普朗克的量子概念应用到光的传播中,认为光是由光量子组成的,光量子既有波动性又有颗粒性。所以爱因斯坦以1921获得了诺贝尔物理学奖。六月,他讨论了运动物体的电动力学。他完整地提出了狭义相对论。因为这三个不同领域的历史成就,他注定在1908的学术机构工作。狭义相对论成立后,爱因斯坦并不满足,试图将相对论原理推广到非惯性系。从引力质量相等这一事实出发,经过10年的艰苦探索,爱因斯坦于1915 ~ 1916年创立了广义相对论。后来爱因斯坦利用广义相对论的结果研究整个宇宙的时空结构。10917发表论文《他用科学的论据推断宇宙在空间上是有限无界的,这是宇宙学的一次革命。2004年,他和印度物理学家玻色提出了草原气体的量子统计理论,即玻色-爱因斯坦统计。在1925到1955期间,爱因斯坦几乎全力以赴地探索统一场论。他试图将广义相对论扩展到不仅包括。也包括电磁场,也就是求统一场论。不幸的是,他从未成功过。然而,自20世纪70年代以来,统一场论的思想以新的形式显示了其生命力,为物理学的未来发展指明了方向。

爱因斯坦关于狭义相对论的著名论文

量子理论的进一步发展爱因斯坦的开创性贡献之一是量子理论的发展。量子理论是普朗克在1900年提出的解决黑体辐射光谱的假说。他认为物体发出辐射时释放的能量不是连续的,而是量子化的。但大多数人,包括普朗克本人,都不敢把能量不连续的概念推得更远,甚至一次次试图将其纳入经典物理体系。爱因斯坦预感到,量子论带来的不是一个小的修正,而是整个物理学的根本性变革。1905年,他将普朗克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(即统计平均现象),光表现为涨落;对于瞬时值(即波动),光表现为粒子(参见量子光学)。这是历史上第一次揭示微观粒子的涨落和粒子性的统一,即波粒二象性。物理学后来的发展表明,波粒二象性是整个微观世界最基本的特征。他根据光量子的概念,成功解释了经典物理学无法解释的光电效应的经验定律,获得了1921年诺贝尔物理学奖。1916中,他将量子概念推广到物体内部的振动,基本解释了低温下固体比热容与温度的关系。1916年,他继续发展量子理论,从N·玻尔的量子跃迁概念中推导出黑体辐射光谱。在这项研究中,他将统计物理学的概念与量子理论相结合,提出了自发辐射和受激发射的概念。从量子论的基础到受激发射的概念,对天体物理学影响很大。其中,受激发射的概念为60年代蓬勃发展的激光技术提供了理论基础。

分子运动理论爱因斯坦在《基于分子运动理论的静止液体中悬浮粒子运动的研究》一文中用原子论解释了布朗运动。这种运动是悬浮在液体中的一些微小颗粒的不规则运动,最早是由R. Brown发现的。三年后,法国物理学家J.B .佩兰用精确的实验证实了爱因斯坦的理论预言,从而解决了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,使原子假说成为一个基础坚实的科学理论。

作为爱因斯坦一生事业的象征,相对论是他的相对论。他在1905年发表的题为《论运动物体的电动力学》的论文中,完整地提出了狭义相对论,很大程度上解决了19年底经典物理学的危机,推动了整个物理学理论的革命。19年末,物理学正在发生变化,新的实验结果冲击着自伽利略和I·牛顿以来建立的经典物理学体系。以H.A. Lorenz为代表的老一辈理论物理学家,试图在原有的理论框架上解决旧理论与新事物的矛盾。爱因斯坦认为出路在于从根本上改变整个理论基础。他根据惯性参考系的相对性和光速不变性,改造了经典物理学中的时间、空间和运动的基本概念,否定了绝对静止空间的存在,否定了同时性概念的绝对性。在这个系统中,运动的标尺应该缩短,运动的时钟应该变慢。狭义相对论最杰出的成就之一就是揭示了能量和质量的关系。质量(m)和能量(e)等价:e = mc2是相对论的一个推论。这可以解释为什么放射性元素(如镭)能释放出大量能量。质能等效是原子物理和粒子物理的理论基础,圆满地解释了由来已久的恒星能量问题。狭义相对论已经成为解释高能天体物理现象的基本理论工具。

狭义相对论建立后,爱因斯坦试图将相对论原理的应用范围扩展到非惯性系。从伽利略发现的引力场中所有物体加速度相同(即惯性质量等于引力质量)的实验事实出发,他在1907中提出了等效原理:“引力场和参考系的等效加速度在物理上是完全等效的。”并且推断在引力场中,时钟要走快,光波波长要变,光要弯曲。经过多年的努力,我们终于在1915年建立了与牛顿的引力理论在本质上完全不同的广义相对论。爱因斯坦根据广义相对论计算出水星近日点的异常岁差,与观测结果完全一致,解决了60多年来天文学的一大难题。同时,他得出结论,遥远恒星发出的光在太阳附近会发生弯曲(见光的引力偏转)。这一预测在1919年被A.S .通过日食观测辅助证实。1916年,他预言了引力波的存在。在对1974年发现的射电脉冲双星PSR 1913+16的周期变化进行了4年的连续观测后,1979的公布间接证实了引力波的存在,这是广义相对论的又一有力证明。

广义相对论建立后,爱因斯坦试图将其扩展到不仅包括引力场,还包括电磁场,也就是说,他寻求一种统一的场论,用场的概念来解释物质结构和量子现象。因为是当时解决不了的难题,他干了25年,直到去世也没干完。七八十年代,一系列实验有力地支持了电弱统一理论,统一场论的思想以新的形式重新活跃起来。