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【科幻小说素材】【人物】爱因斯坦资料全集(一)

时间:2017-08-16 15:41:11    来源:爆侃网文综合整理    编辑:爆侃网文 字号:TT

  爱因斯坦(Albert Einstein,1879-1955),举世闻名的德裔美国科学家,现代物理学的开创者和奠基人。

  爱因斯坦1900年毕业于苏黎士工业大学,1909年开始在大学任教,1914年任威廉皇家物理研究所所长兼柏林大学教授。后被迫移居美国,1940年入美国籍。

  十九世纪末期是物理学的变革时期,爱因斯坦从实验事实出发,从新考查了物理学的基本概念,在理论上作出了根本性的突破。他的一些成就大大推动了天文学的发展。他的量子理论对天体物理学、特别是理论天体物理学都有很大的影响。理论天体物理学的第一个成熟的方面--恒星大气理论,就是在量子理论和辐射理论的基础上建立起来的。爱因斯坦的狭义相对论成功地揭示了能量与质量之间的关系,解决了长期存在的恒星能源来源的难题。近年来发现越来越多的高能物理现象,狭义相对论已成为解释这种现象的一种最基本的理论工具。其广义相对论也解决了一个天文学上多年的不解之谜,并推断出后来被验证了的光线弯曲现象,还成为后来许多天文概念的理论基础。

  爱因斯坦对天文学最大的贡献莫过于他的宇宙学理论。他创立了相对论宇宙学,建立了静态有限无边的自洽的动力学宇宙模型,并引进了宇宙学原理、弯曲空间等新概念,大大推动了现代天文学的发展。

  爱因斯坦

  A.爱因斯坦(1879~1955),是20世纪最伟大的自然科学家,物理学革命的旗手。1879年3月14日生于德国乌耳姆一个经营电器作坊的小业主家庭。一年后,随全家迁居慕尼黑。父亲和叔父在那里合办一个为电站和照明系统生产电机、弧光灯和电工仪表的电器工厂。在任工程师的叔父等人的影响下,爱因斯坦较早地受到科学和哲学的启蒙。1894年,他的家迁到意大利米兰,继续在慕尼黑上中学的爱因斯坦因厌恶德国学校窒息自由思想的军国主义教育,自动放弃学籍和德国国籍,只身去米兰。1895年他转学到瑞士阿劳市的州立中学;1896年进苏黎世联邦工业大学师范系学习物理学。1900年毕业。由于他的落拓不羁的性格和独立思考的习惯,为教授们所不满,大学一毕业就失业,两年后才找到固定职业。1901年取得瑞士国籍。1902年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,推动了物理学理论的革命。同年,以论文《分子大小的新测定法》取得苏黎世大学的博士学位。1908年兼任伯尔尼大学编外讲师,从此他才有缘进入学术机构工作。1909年离开专利局任苏黎世大学理论物理学副教授。1911年任布拉格德语大学理论物理学教授,1912年任母校苏黎世联邦工业大学教授。1914年,应M.普朗克和W.能期脱的邀请,回德国任威廉皇帝物理研究所所长兼柏林大学教授,直至1933年。1920年应H.A.洛伦兹和P.埃伦菲斯物(即厄任费斯脱)的邀请,兼任荷兰莱顿大学特邀教授。回德国不到四个月,第一次世界大战爆发,他投入公开的和地下的反战活动。他经过8年艰苦探索,于1915年最后建成了广义相对论。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A.S.爱丁顿等人的日全食观测结果所证实,全世界为之轰动,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。1933年1月纳粹攫取德国政权后,爱因斯坦是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月转到美国普林斯顿,任新建的高研究院教授,直至1945年退休。1940年他取得美国国籍。1939年他获悉铀核变及其链式反应的发现,在匈牙利物理学家L.西拉德推动下,上书罗斯福总统,建议研制原子弹,以防德国占先。第二次世界大战结束前夕,美国在多拉家常两个城市上空投掷子弹,爱因斯坦对此强烈不满。战后,为开展反对核战争的和平运动和反对美国国内法西斯危险,进行了不懈的斗争。1955年4月18日因主动脉瘤破裂逝世于普林斯顿。遵照他的遗嘱,不举行任何丧礼,不筑坟墓,不立纪念碑,骨灰撒在永远对人保密的地方,为的是不使任何地方成为圣地。

  1895年16岁时的爱因斯坦。他刚决定离开德国的学校,到意大利去和家人团聚,部分也是为了逃避在德国军队服役。这张照片拍摄后大约6个月后,他就正式放弃了他的德国国籍。

  二、科学成就

  1.早期工作

  爱因斯坦早期的工作主要在热力学和统计物理方面,在1900—1904年间,他每年都发表一篇论文发表在德国《物理学杂志》。这些早期的工作为他在1905年辐射理论和分子动理论方面的重大突破奠定了基础。

  2.1905年的奇迹

  1905年,爱因斯坦在科学史上创造了一个无先例的奇迹。这一年他写了6篇论文,在3月到9月这半年中,利用在专利局每天8小时工作以外的时间,在三个领域作出了四个有划时代意义的贡献。分别是:

  (1)光量子论,提出光量子假说。

  (2)分子动理论,1905年4月、5月、12月他发表了三篇有关布朗运动的论文,为解决半个多世纪来科学界和哲学界争论不休的原子是否存在的问题做出了突出贡献。

  (3)创立狭义相对论

  爱因斯坦写了一篇开创物理学纪元的长论文《论动体的电动力学》,完整地提出狭义相对性理论。这是他10年酝酿和探索的结果,它在很大程度上解决了19世纪末出现地古典物理学的危机,推动了整个物理学理论的革命。

  “我有时自问,为什么我会是那个发现相对论的人。我想原因在于,一个正常的成年人绝不会停下来思考有关空间和时间的问题。这些是……小孩子想的东西。但当我长大成人以后,我才开始对空间和时间产生疑问。自然,我要比一个孩子思考得更深入一点。”

  阿尔伯特·爱因斯坦

  (4)质能相当性

  1905年9月,爱因斯坦写了一篇短文《物体的惯性同它所含的能量有关吗?》,作为相对论的一个推论,揭示了质量(m)和能量(E)的相当性:E=mc2,并由此解释了放射性元素(如镭)所以能释放出大量能量的原因。质能相当性是原子核物理学和粒子物理学的理论基础,也为40年实现的核能的释放和利用开辟了道路。

  3.量子论的进一步开拓

  爱因斯坦的光量子论的提出,遭到几乎所有老一辈物理学家反对。尽管如此,他依然孤军奋战,坚持不懈地发展量子理论。他把量子概念扩展到物质内部振动、光化学现象及统计物理学的研究中,在许多领域中做出了开拓性成就。

  刚开始在专利局工作的爱因斯坦。他在那里工作的7年时间是他一生中成果最多的时期。1905年被称为爱因斯坦的“非凡的一年”,因为那年他撰写了数量和质量都相当可观的著作。

  4.广义相对论的探索

  狭义相对论建立后爱因斯坦并不感到满足,力图把相对性原理的适用范围推广到非惯性系。他从伽利略发现的引力场中一切物体都具有同一加速度(即惯性质量同引力质量相等)这一古老实验事实找到了突破口,于1907年提出了等效原理,此后经过曲折的探索终于1915年完成了被公认为人类思想史中最伟大的成就之一的广义相对论。

  在1915年到1917年的3年中是爱因斯坦科学成就的第二个高峰时期,类似于1905年,他也在三个不同领域中分别取得了历史性成就。除了1915年最后建成了被公认为人类思想史中最伟大的成就之一的广义相对论以外,1916年在辐射量子论方面又作出了重大突破,1917年双开创了现代科学的宇宙学。

  “这是自牛顿时代以来与引力理论有关的最重要成果,是人类思想的最高成就之一。”

  皇家学会主席J.J.汤姆孙,在讨论证实受因斯坦理论的日食照片的会议上所说的话

  “爱因斯坦的深刻本质藏在他的质朴个性之中:而他科学的本质藏在他的艺术性之中——他对美的非凡感觉。”

  引自巴内什·霍夫曼:《爱因斯坦》

  “他最出名的当然是他的相对论,那给他带来了世界性的声誉。但伴随名声而来的是一种爱因斯坦感到难以理解的盲目崇拜。令他惊讶的是,他成为一种活生生的神话,一个真实的民族英雄。他被人看作一个奇迹,并得到皇室人员、政治家和其他名人的招待,公众和新闻界把他当作一个电影明星而不是科学家。”

  引自巴内什·霍夫曼:《爱因斯坦》

  “科学理论家是不值得羡慕的因为大自然……是对他工作的一个铁面无私而且不太友善的评判者。它从来不会对一种理论说‘是’。它至多说‘也许’,而在大多数下只是说‘不’。”

  引自爱因斯坦为诺贝尔奖获得者卡默林格-翁内斯教授的纪念册上所写的评语

  “我从事科学研究的动机,来自一种想要了解自然奥秘的无法制的渴望,而不是别的什么目的。我对正义的热爱以及为人类生活状况的改善而努力奋斗,则与我的科学兴趣无关。”

  引自爱因斯坦的书信,1949年

  “在曼长的生涯中我所懂得的一件事就是:我们所有的科学发现与真实的物质世界相比,还是相当原始和幼稚的——但它仍然是我们所拥有的最为珍贵的东西。”

  阿尔伯特·爱因斯坦

  “为了惩罚我对权威的蔑视,命运使我自己成为一个权威。”

  阿尔伯特·爱因斯坦

  “对于一个毕生努力追求一点真理的人来说,如果他看到有别人真正理解并欣赏自己的工作,那就是最美好的回报了。”

  引自爱因斯坦写给一个美国学生的信,这位学生在信中告诉爱因斯坦他是多么地仰慕他

  5.对统一场论的漫长而艰难的探索

  建成广义相对论后,爱因斯坦依然没有满足,致力于寻求一种能将引力场与电磁场,将相对论与量子论统一起来的统一场论的,这耗费了他后半生的精力,始终没有完成。

  “我们的时代因科学认识以及这些思想在技术上的应用所获得的出色成就而与过不同。谁会不为此感到高兴呢?但我们不要忘记,仅有知识和技术不可能使人类过上一种快乐而有尊严的生活。人类绝对有理由将高道德标准和价值观念的倡导者,放在客观真理的发现者之上。”

  “我本来也应该成为一名工程师。但一想到发明的才能被用到使日常生活更加方便些的事物上,而且所有这些只是为了赚钱,我就更觉得难以忍受。”

  引自爱因斯坦写给他的朋友海因里希·灿格的一封信

  “雄心壮志或者仅仅是一种责任感无法产生真正有价值的东西;真正有价值的东西只来自于对人类和客观事物的热爱。”

  ---引自爱因斯坦教导一个小孩子的信

  “当我的头脑里没有什么特别的问题可想时,我就喜欢重新证明那些我早已知道的数学和物理学定理。这本身并无目的,而只是想沉浸于愉快的思考之中……”

  ----引自爱因斯坦1918年写给他的朋友海因里希·灿格的一封信

  “在自然中我观察到的是极其奇妙的构,而对此我们只了解得相当不完整,那必然会使一个思想者充满了谦卑感。”

  ----引自爱因斯坦1944至1945年的一封信

  “绝不要把你们的研究当成一种义务,而应把它看作一种难得的机遇,这种机遇能让你们逐渐认识到在追求个人快乐的精神领域中释放出的美的影响力,对你们日后工作所属的社团带来的裨益。”

  -----爱因斯坦给美国普林斯顿大学学生们的一则忠告

  “像我这种类型的人存在的本质,在于他思考些什么和如何进行思考,而不是他做些什么或遭受到什么。”

  三、趣闻轶事

  1.惊奇

  阿尔伯特到了四五岁,还不大会说话。父母亲心里着急:“难道小阿尔伯特是低能儿,是傻子?不,不可能。他那双棕色的大眼睛多么明亮。他那可爱的小脑袋这样一歪,一个人躲在角落里玩,有多少聪明的怪主意呢!可是他的小嘴为什么不说话呢?”他们请来了医生。孩子当然没有病。不善于说话,不喜欢说话,那不是病。

  可是有一天,阿尔伯特似乎真的有些不正常了,父亲拿来一个小罗盘给他玩。孩子的小手捧着罗盘,只见中间那根针在轻轻地抖动,指着北边。他把盘子转过去,那根针不听他的话,照样指着北边。他把罗盘捧在胸前,扭转身子,再猛扭过去,可是那根针又回来了,还是指着北边。不管他怎样转,那根细细的红色磁针一直指着北边。阿尔伯特惊讶了,他张大眼睛,盯着玻璃下面那根红色的小针。“是什么东西使它总是指向北边呢?这根针四周什么也没有,是什么力量推着它指向北边的呢?”他想问父亲,可是话到了嘴边,说不出来。他被这神奇的现象惊得目瞪口呆。

  小小的罗盘,里面那根按照一定规律行动的磁针,唤起了这位未来的科学家的好奇心——探索事物原委的好奇心。这种神怪的好奇心,正是萌生科学的幼苗。

  2.上帝与自然

  爱因斯坦还在家里接受宗教方面的教育,这是德国法律规定的。爱因斯坦一家是犹太人,但并非极其严格地遵守他们的信仰。有一段时期,爱因斯坦深深地专注于宗教——他甚至在来回学校的路上谱写一些乐曲赞美上帝。这种宗教上的兴趣仅仅持续了一年,当他12岁时,爱因斯坦就不再相信他的老师们所描写的那种上帝了。然而他从未对大自然的崇高伟大失去敬仰之心,也不希望放弃研究那些比他所谓的“仅仅个人的”东西更加伟大的事物。

  3.音乐与数学

  爱因斯坦一家为他们的孩子创造了一种快乐、温暖和可爱的家庭气氛,爱因斯坦在整个一生中与他们以及他的妹妹玛亚始终保持十分密切的关系。他从这种家庭温暖中继承了某些东西,而这就成为他的性格中最具吸引力的特征之一。虽然他天生就是一个孤独者,但成年后他结交了许多亲密的朋友,写了许许多多书信,与全世界的朋友们分享他的思想和信念。在大多数现在尚存的爱因斯坦照片中,他总是开朗地微笑着。

  爱因斯坦是一位出色而又不同寻常的老师。通常,他会在黑板上写出一个方程式之后停顿下来,在学生们面前长时间地保持沉默,似乎他已陷入了沉思。这张照片是他在美国普林斯顿大学讲课。

  爱因斯坦的父母是一对颇有才智的夫妇。爱因斯坦的母亲是一位聪明、活泼、勤奋和充满活力的妇女,而且是一个出色的钢琴家。她非常重视学习,并鼓励爱因斯坦和他的妹妹在学校勤奋学习。回首往事,爱因斯坦记得他是通过聆听母亲弹奏钢琴才开始喜爱音乐的。爱因斯坦的父亲是一位工程师。还在学校读书时,他就已经显示出数学方面的极大前途,但他家太穷,无法送他去读大学。他与其兄弟雅各布合伙经营,1885年时兄弟俩和他们一家迁往德国巴伐利亚的首府慕尼黑,并在那里开办了一家工厂。

  爱因斯坦的父亲和叔父对爱因斯坦在科学和数学方面所表现出来的兴趣感到非常高兴。爱因斯坦5岁时,有一次他生病躺在床上,他的父亲送给了一个指南针。这件普通的礼物成为阿尔伯特一生的转折点。指南针内的那根指针从表面看完全封闭、孤立和无法接近,它似乎是由一种看不见的力量掌握着,使它指向北方。他非常激动,以至“浑身颤抖并患了感冒”。虽然他只有5岁,他已经意识到“这些物体的背后深深隐藏着一些东西”。从那时起,他就想要找出这种神秘的力量究竟是什么。

  几年以后,爱因斯坦意识到一种类似的神秘事物,这次是与数字有关。他的叔父雅各布一直让他去解许多数学上的难题。每当他找到正确的答案时,他并没有感到高兴、自豪或者满足,事情更像是他已经瞥见了隐藏在事物表象下面的一个美丽而有序的结构。这种认识引出了“一种强烈的快乐感”,并激励他找出有关数学方面所能发现的所有内容。同样,他对科学也相当着迷。他还缠住父亲和叔父问这样的问题:黑暗是如何发生的?“太阳光的组成成份是什么?”“沿一条光束传播会是什么样子?”

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