20世纪最伟大的科学家:爱因斯坦是如何抓住机遇的?

阿尔伯特·爱因斯坦于879年3月14日出生在马尔默。父母都是犹太人。父亲赫尔曼·爱因斯坦是一个小企业主,在亲戚的帮助下经营着一家电气设备厂。

爱因斯坦年轻的时候有点迟钝。四五岁的时候,他不太会说话,在学校的表现很一般。4岁时,父亲给了他一个指南针,引起了他强烈的好奇心。他觉得似乎有一种神秘的力量支配着指针,这种惊奇感构成了他探索事物的最初动力。

尽管他的父母没有任何宗教信仰,爱因斯坦年轻时却笃信宗教。到了12岁,他在阅读科普书籍的过程中认识到,圣经中的很多故事都不是真的。结果他终止了自己的宗教信仰,产生了真正狂热的自由思想,从而产生了对一切权威的怀疑。

后来在求学的过程中,他接受了父亲的建议,意识到要想从事职业,必须先拿到大学文凭,于是在瑞士苏黎世联邦理工学院参加了考试。他出色的数学成绩给人们留下了深刻的印象,但他因为其他成绩而没有通过入学考试。大学校长建议他去中学读一年,然后再考。他在阿劳的阿尔加德州立中学学习了一年。17岁,终于考上瑞士联邦理工学院苏黎世师范系,学习物理和数学。在此期间,爱因斯坦生活窘迫,每月靠亲戚资助的100瑞士法郎生活。它还节省了20瑞士法郎来支付瑞士公民的入籍费用。1901年,爱因斯坦获得瑞士国籍,同年毕业。

毕业后他想留校当助教,被拒绝了。后来,他试图在中学或技校寻求教师的职位,但没有成功,只好在中学里做家教,偶尔代课。1902,在他朋友的帮助下,他得到了一份固定的工作——瑞士伯尔尼专利局的专利审查员。1903结婚,新娘是他在苏黎世的同学——塞尔维亚姑娘米列娃。马利基。

专利局的工作为爱因斯坦提供了可靠的经济保障,工作并不繁重,使他有大量空闲时间从事研究。爱因斯坦对此非常满意,甚至认为这是最适合从事物理工作的方式——从事与物理无关的职业,业余时间从事研究。

爱因斯坦从别人那里学习,并把他们变成我的优势。他已经广泛接触了不同的文化:牛顿,安培,休谟,斯宾诺莎,莱布尼茨,康德,马赫的哲学著作,以及许多古代文学作品,德国古典音乐...他孜孜不倦地从这些不同的文化中汲取营养,但从未选定一种。比如马赫对牛顿力学的批判启发了他,但马赫无视理论思维,否认原子的存在,这一直是爱因斯坦批判的。多样化的文化品种和活跃的文化因素在爱因斯坦的脑海中随机碰撞,产生新的组合,于是创新迸发。从1901开始,他开始在德国科学杂志《物理年鉴》上发表自己的研究成果。他的研究在1905年达到顶峰。

那一年,物理学年鉴发表了他的五篇论文。第一篇文章《确定分子大小的新方法》为他赢得了博士学位。第二章,关于光的产生和传递和一个启发性的观点,成功地将两个矛盾的光学理论,即波动理论和粒子理论结合起来,大胆地提出了光的量子化理论。这一理论澄清了光学中长期存在的理论混乱,令人信服地解释了许多令人困惑的实验现象。值得一提的是,他的研究奠定了量子理论的基础,由此衍生的波粒二象性观点由另一位物理学家法国的德布罗意发展,成为物理学家最基本的世界观,是现代物理学最重要、最基本的概念之一。这一成就为他赢得了1922的诺贝尔奖。第三篇论文《热分子运动理论所需的静止液体中悬浮粒子的运动》讨论了涨落现象,阐明了几个非常重要的不能精确测量的物理常数之间的关系。更重要的是,爱因斯坦的工作消除了对分子现实的理论怀疑。

以上三篇论文都是辉煌的成就,但比起第四篇就黯然失色了。这篇题为《论运动物体的电动力学》的论文引发了一场真正的革命。20世纪初,物理学出现了深刻的危机。经典物理学的两大支柱牛顿力学和经典电磁学之间存在着不可调和的矛盾。为了解决这个致命的矛盾,许多物理学家付出了艰苦的努力,有的甚至提出了非常接近正确想法的方案。然而,只有爱因斯坦敏锐地意识到,矛盾的核心在于牛顿的绝对时空观。爱因斯坦认为时间和空间是相对的。他在挑战束缚了人类几千年的观念,挑战了统治科学界近300年的权威。

爱因斯坦的理论讨论的是匀速直线运动坐标系中的物理现象,被称为“狭义相对论”,成为物理学革命的起点。在随后的五篇论文中,他进一步发展了相对论,阐明了质量和能量的关系,修正了经典物理学中的质量和能量守恒定律,原子能包括核弹的利用都是以这些定律为基础的。

长期以来,传统的宇宙观念被一个人颠覆了!很难想象当人们接触到爱因斯坦的辉煌理论时会有多惊讶!而这一切都来自一个26岁的专利审查员。

爱因斯坦在科学界掀起了狂潮,他的成就奠定了他学者生涯的基础。1908年受聘伯尔尼大学兼职讲师,次年受聘瑞士苏黎世联邦理工学院副教授。不久,他被提升为教授。1911年,他接受了奥匈帝国布拉格德意志大学的教授职位。1913年,柏林请他做威廉皇帝物理研究所所长,普鲁士科学院院士,柏林大学教授。1914他去德国工作,重新获得德国国籍。

此后不久,第一次世界大战爆发。国家机器调动一切力量支持这场邪恶的战争。爱因斯坦坚定地坚持和平主义的立场。他在各种场合宣扬反战思想,甚至加入反战组织“新祖国联盟”。也许是他的学术声望和“古怪”的名声救了他,否则这位理学硕士早就被当作破坏者处决了。他被同事孤立,婚姻濒临破裂。令人惊讶的是,他最伟大的科学成就是在孤独的情况下诞生的。

爱因斯坦认为狭义相对论并没有穷尽真理。他勇于创新,不断进取,于1915年完成了广义相对论。从逻辑上讲,这是狭义相对论的延伸和概括,把匀速直线运动下的时空变换推广到变速运动和引力场的情况。这是爱因斯坦最辉煌的成就,也是科学史上最伟大的发现。它深刻而普遍地描述了物理世界的状态,其核心在于引力作用下时空的扭曲,变速运动归于扭曲时空的自然运动。爱因斯坦革命性地改变了时空、引力、质量、运动和动量以及由此衍生的能量等概念,从一个非常简单的逻辑假设出发,构建了一个普遍的、统一的、和谐的理论来描述宇宙。正是这个理论成为了现代物理学的基础。

科学之光穿透了战争的喧嚣。英国科学家仔细研究了爱因斯坦的理论。根据广义相对论的预言,光线会被恒星附近的引力场弯曲。皇家天文学会决定在1919年5月29日日全食发生时,对这位敌方科学家的理论进行决定性的检验。两次探险执行了这个计划,结果与爱因斯坦的预测完全一致。

相对论的成功使爱因斯坦一夜之间成为举世瞩目的英雄。只有少数人能理解的深奥理论使他受到全世界的敬仰。相对论和四维时空与爱因斯坦的名字联系在一起,成为家喻户晓的名字。世界各地的大学都授予他荣誉教授的称号,他开始应邀到世界各地访问和讲学。50岁生日那天,他收到了成千上万的礼物和无数的贺信贺电,邮局不得不专门为他设立了一个邮箱。

就在爱因斯坦的名气如日中天的时候,对他的攻击开始了。第一次世界大战结束后不久,德国反犹右翼分子集会反对相对论,爱因斯坦遭到恶毒攻击,甚至生命受到威胁。随着纳粹势力的疯狂扩张,反犹运动和非人化的种族净化思潮也甚嚣尘上。1932年冬天,爱因斯坦去美国讲学。在回家的路上,他得知希特勒夺取了政权。纳粹势力席卷德国,第三帝国挥舞屠刀,清洗犹太人如火如荼。当爱因斯坦在比利时港口登陆时,他无家可归。

纳粹德国称爱因斯坦为“犹太国际阴谋家”、“* * * *制造的国际阴谋家”,发动学界声讨,悬赏2万马克要他的人头。爱因斯坦毫不畏惧地坚决战斗。他断然拒绝为纳粹“说好话”,并公开谴责法西斯摧毁了“所有现存的文化价值”,是一种“精神错乱的状态”。他放弃了德国国籍,退出了普鲁士科学院。在欧洲短暂停留后,他登上了一艘去美国的船,并被聘为普林斯顿高等研究院的教授。

1955年4月18日凌晨1点25分,爱因斯坦在普林斯顿病逝。按照他的遗嘱,没有举行葬礼,也没有坟墓、纪念碑和纪念馆。但他的文化品格具有无限的价值和魅力,在人们心中树起了一座不朽的丰碑。