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物理学家阿尔伯特·爱因斯坦

物理学家阿尔伯特·爱因斯坦(图片1)

阿尔伯特·爱因斯坦(1879年3月14日-1955年4月18日),出生于德国符腾堡王国乌尔姆市,毕业于苏黎世大学,犹太裔物理学家。1905年,获苏黎世大学哲学博士学位,爱因斯坦提出光子假设,成功解释了光电效应,因此获得1921年诺贝尔物理奖,创立狭义相对论。1915年创立广义相对论。爱因斯坦为核能开发奠定了理论基础,开创了现代科学技术新纪元,被公认为是继伽利略、牛顿以来最伟大的物理学家。1999年12月26日,爱因斯坦被美国《时代周刊》评选为“世纪伟人”。

1914年4月,爱因斯坦接受德国科学界的邀请,迁居到柏林。8月,即爆发了第一次世界大战。他虽身居战争的发源地。生活在战争鼓吹者的包围之中,却坚决地表明了自己的反战态度。9月,爱因斯坦参与发起反战团体“新祖国同盟”,在这个组织被宣布为非法、成员大批遭受逮捕和迫害而转入地下的情况下,爱因斯坦仍坚决参加这个组织的秘密活动。10月,德国的科学界和文化界在军国主义分子的操纵和煽动下,发表了“文明世界的宣言”,为德国发动的侵略战争辩护,鼓吹德国高于一切,全世界都应该接受“真正德国精神”。在“宣言”上签名的有九十三人,都是当时德国有声望的科学家、艺术家和牧师等。就连能斯脱、伦琴、奥斯特瓦尔德、普朗克等都在上面签了字。当征求爱因斯坦签名时,他断然拒绝了,而同时他却毅然在反战的《告欧洲人书》上签上自己的名字。

狭义相对论是阿尔伯特·爱因斯坦在1905年发表的题为《论动体的电动力学》一文中提出的区别于牛顿时空观的新的平直时空理论。“狭义”表示它只适用于惯性参考系。狭义相对论是应用在惯性参考系下的时空理论。它认为空间和时间并不相互独立,而应该用一个统一的四维时空来描述。这个理论的出发点是两条基本假设:狭义相对性原理和光速不变原理。狭义相对论预言了牛顿经典物理学所没有的一些新效应(相对论效应),如时间膨胀、长度收缩、横向多普勒效应、质速关系、质能关系等。狭义相对论已经成为现代物理理论的基础之一:一切微观物理理论(如基本粒子理论)和宏观引力理论(如广义相对论)都满足狭义相对论的要求。这些相对论性的动力学理论已经被许多高精度实验所证实。

广义相对论描写物质间引力相互作用的理论。由爱因斯坦于1915年完成,1916年正式发表。在广义相对论中,引力被描述为时空的曲率,而这种时空曲率与处于时空中的物质与辐射能量直接联系,其联系方式即是爱因斯坦的引力场方程。广义相对论由于它被令人惊叹地证实以及其理论上的优美,很快得到人们的承认和赞赏。然而由于牛顿引力理论对于绝大部分引力现象已经足够精确,广义相对论只提供了一个极小的修正,人们在实用上并不需要它,因此,广义相对论建立以后的半个世纪,并没有受到充分重视,也没有得到迅速发展。到20世纪60年代,情况发生变化,发现强引力天体(中子星)和3K宇宙背景辐射,使广义相对论的研究蓬勃发展起来。广义相对论对于研究天体结构和演化以及宇宙的结构和演化具有重要意义。中子星的形成和结构、黑洞物理和黑洞探测、引力辐射理论和引力波探测、大爆炸宇宙学、量子引力以及大尺度时空的拓扑结构等问题的研究正在深入,广义相对论成为物理研究的重要理论基础。

1921年,爱因斯坦因光电效应研究而获得诺贝尔物理学奖。光电效应由德国物理学家赫兹于1887年发现,而正确的理论解释则由爱因斯坦提出。爱因斯坦主张,光的能量并非均匀分布,而是负载于离散的光量子,而光子的能量和其所组成的光的频率有关。这个突破性的理论不但能够解释光电效应,也推动了量子力学的诞生。

1933年德国纳粹政府查抄他在柏林的寓所,焚毁其书籍,没收其财产,并悬赏十万马克索取他的人头。爱因斯坦当时在普林斯顿大学任客座教授,得知消息后便加入美国国籍。1939年8月2日,在西拉德推动下,上书罗斯福总统,建议美国抓紧原子能研究,防止德国抢先掌握原子弹。1944年爱因斯坦为支持反法西斯战争,以600万美元拍卖1905年狭义相对论论文手稿。1945年3月,同利奥·西拉德讨论原子军备的危险性,写信介绍西拉德去见罗斯福,未果。9月,连续发表一系列关于原子战争和世界政府的言论,建议把联合国改组为世界政府。

1955年2月,同罗素通信讨论和平宣言问题。3月,写《自述片断》,回忆青年时代的学习和科学探索的道路。4月3日,同科恩谈论关于科学史等问题。4月5日,驳斥美国法西斯分子给他扣上“颠覆分子”帽子。4月11日,在宣言上签名。4月13日,在草拟一篇电视讲话稿时发生严重腹痛,后诊断为动脉出血。4月15日进普林斯顿医院。4月18日,爱因斯坦被诊断出患有主动脉瘤,18日午夜在睡梦中感到呼吸困难,主动脉瘤破裂导致大脑溢血破裂,而逝世于普林斯顿。一位名叫托马斯·哈维的医生借解剖爱因斯坦遗体的机会,背着爱因斯坦的家人“悄悄”地取走了爱因斯坦的大脑。这位病理医生希望未来神经科学界能够研究爱因斯坦的大脑,以发现爱因斯坦聪明的原因。为遵照爱因斯坦的遗嘱,他死后并没有举行任何丧礼,也不筑坟墓,不立纪念碑,遗体便依照遗嘱被火化了,骨灰撒在永远保密的地方,目的是不会令埋葬他的地方成为圣地。

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