ZT 阿爾伯特·愛因斯坦 - 簡介

阿爾伯特·愛因斯坦 - 簡介

 

Albert Einstein　阿爾伯特·愛因斯坦

 

阿爾伯特·愛因斯坦（Albert Einstein，1879年3月14日－1955年4月18日），猶太人，是20世紀著名的理論物理學家、思想家及哲學家，也是相對論的創立者，是現代物理學及二十世紀最重要的科學家之一。

十九世紀末期是物理學的變革時期，愛因斯坦從實驗事實出發，從新考查了物理學的基本概念，在理論上作出了根本性的突破。他的一些成就大大推動了天文學的發展。他的量子理論對天體物理學、特別是理論天體物理學都有很大的影響。

愛因斯坦對天文學最大的貢獻莫過於他的宇宙學理論。他創立了相對論宇宙學，建立了靜態有限無邊的自洽的動力學宇宙模型，並引進了宇宙學原理、彎曲空間等新概念，大大推動了現代天文學的發展。

 

阿爾伯特·愛因斯坦 - 生平

 

 

年輕時期的愛因斯坦

 

1879年愛因斯坦生於德國烏爾姆一個經營電器作坊的小業主家庭。
一年後，隨全家遷居慕尼黑。
1894年，他的家遷到意大利米蘭。
1895年他轉學到瑞士阿勞市的州立中學。
1896年進蘇黎世工業大學師範係學習物理學，
1900年畢業。
1901年取得瑞士國籍。
1902年被伯爾尼瑞士專利局錄用為技術員，從事發明專利申請的技術鑒定工作。他利用業餘時間開展科學研究，於1905年在物理學三個不同領域中取得了曆史性成就，特別是狹義相對論的建立和光量子論的提出，推動了物理學理論的革命。同年，以論文《分子大小的新測定法》，取得蘇黎世大學的博士學位。
愛因斯坦1908年兼任伯爾尼大學編外講師。
1909年離開專利局任蘇黎世大學理論物理學副教授。
1911年任布拉格德語大學理論物理學教授，
1912年任母校蘇黎世聯邦工業大學教授。
1914年，應馬克斯·普朗克和瓦爾特?能斯脫的邀請，回德國任威廉皇家物理研究所所長兼柏林大學教授，直到1933年。
1920年應亨德裏克?安東?洛倫茲和保耳·埃倫菲斯特的邀請，兼任荷蘭萊頓大學特邀教授。第一次世界大戰爆發後，他投入公開和地下的反戰活動。
1915年愛因斯坦發表了廣義相對論。他所作的光線經過太陽引力場要彎曲的預言，於1919年由英國天文學家亞瑟·斯坦利·愛丁頓的日全食觀測結果所證實。
1916年他預言的引力波在1978年也得到了證實。愛因斯坦和相對論在西方成了家喻戶曉的名詞，同時也招來了德國和其他國家的沙文主義者、軍國主義者和排猶主義者的惡毒攻擊。
1917年愛因斯坦在《論輻射的量子性》一文中提出了受激輻射理論，成為激光的理論基礎。
愛因斯坦因在光電效應方麵的研究，而被授予1921年諾貝爾物理學獎。
1933年1月納粹黨攫取德國政權後，愛因斯坦是科學界首要的迫害對象，幸而當時他在美國講學，未遭毒手。3月他回歐洲後避居比利時，9月9日發現有準備行刺他的蓋世太保跟蹤，星夜渡海到英國，10月轉到美國普林斯頓大學，任新建的高級研究院教授，直至1945年退休。
1940年他取得美國國籍。
1939年他獲悉鈾核裂變及其鏈式反應的發現，在匈牙利物理學家利奧·西拉德推動下，上書羅斯福總統，建議研製原子彈，以防德國占先。第二次世界大戰結束前夕，美國在日本廣島和長崎兩個城市上空投擲原子彈，愛因斯坦對此強烈不滿。戰後，為開展反對核戰爭的和平運動和反對美國國內法西斯危險，進行不懈的鬥爭。
1955年4月18日愛因斯坦因主動脈瘤破裂逝世於普林斯頓。遵照他的遺囑，不舉行任何喪禮，不築墳墓，不立紀念碑，骨灰撒在永遠對人保密的地方，為的是不使任何地方成為聖地。愛因斯坦的後半生一直從事尋找大統一理論的工作，不過這項工作沒有獲得成功，現在大統一理論是理論物理學研究的中心問題。^[1]

 

阿爾伯特·愛因斯坦 - 科研工作

 

愛因斯坦的主要科學研究工作有：毛細管的作用；狹義相對論；廣義相對論；統計力學的古典問題；布朗運動；原子躍遷的幾率；量子力學的或然率解析；單原子氣體的量子理論；低輻射密度光的熱性質，以及統一場論的構架等。其中以狹義相對論，廣義相對論和光電子理論最為出名。光電子理論還是愛因斯坦1921年獲諾貝爾物理獎的項目。

（1）愛因斯坦的狹義相對論：

愛因斯坦隻把運動的相對性原理應用到慣性參考係中，這樣的理論稱為狹義相對論。他吧伽利略的相對運動原理推廣到相對運動的速度可與光速相比的參考坐標係。此外還引入光速不變作為運動的參考。他在1905年以“關於運動物體的電動力學”的名義發表狹義相對論。

愛因斯坦在狹義相對論中引入二個假設：

1.所有的物理定律在全部慣性參考坐標中都是相同的，不需要特別的慣性參考係。
2.在真空中光傳播的速度是恒定的，它與光源的運動速度無關。他從這二個假設出發，利用羅倫茲變換方法，計算得出，當二個相對運動的慣性係統的速度可與光速相比時，出現一些和平常生活相矛盾的狹義相對論結果。其中最重要令人發生概念變化的恐怕要算時間和空間概念了。在牛頓力學中，空間和時間是絕對不變的。但在狹義相對論中，時間和空間是隨二個相對運動的參考坐標係的相對運動速度而改變的。這為原子物理基本粒子的研究提供了重要的原則。

狹義相對論也得出，物質的質量和能量有等價的性質：E=mc2；這裏E為物體的能量；m是物體的質量。這公式表示；物體的質量和它的能量可以相互轉換，有等價的性質。發現這種性質很重要。例如：奧托·哈恩等人在研究鈾裂變時，就利用這個關係發現了人工核裂變過程。

（2）廣義相對論

1915-1916年間愛因斯坦想把相對論和牛頓的萬有引力定律統一起來，形成廣義相對論，他認為在地球上的物體受到地球的引力，和一個物體在等加速參考坐標係內的運動相當，即，在等加速坐標係內是感覺不出引力的，因而引力是不存在的。從這一點再加上一些別的原則出發，愛因斯坦得出廣義相對論的一些結果如下：

1.光的引力紅移；當光移到更高引力勢（gravitational potentials）；光的頻率會減少；發生光的紅移現象。
2.引力時間膨脹（time dilation），意思是，處在較低的引力勢時，時鍾會走得慢些。
3.光經過太陽等巨大物體的附近時，其行程會變彎曲等。

上述的大部分預言都已為實驗所證實，因而已廣泛接受。

（3）光電子理論

 

光子-內部結構模型圖

 

1905年愛因斯坦根據普朗克的假定；原子發射出光的能量是不連續的；隻能等於hv的整數倍。對雷納德的光電實驗結果做了完整的定量解析。他把光看成具有能量為hv的光子。因此，光的頻率愈高，即光的波長愈短的光粒子就具有愈高的能量。這樣。愛因斯坦就能定量地預言出光電效應的停止電壓V（停止）和入射光的頻率的關係是一根直線，而它的斜率是h/e..。這裏，h是普朗克常數；而e是電子所帶的電荷。

 

e電子-內部結構模型圖

 

愛因斯坦把光看成顆粒，並引用普朗克的能量量子化假設，完滿地解析了當時認為是物理難題，光電效應的結果。說明了量子理論的正確性，因而大大推動了量子力學的發展。愛因斯坦也為此而獲得了1921年諾貝爾物理獎

 (互動百科）

E=mc^2

  

物質不滅定律，說的是物質的質量不滅；能量守恒定律，說的是物質的能量守恒。（信息守恒定律）

雖然這兩條偉大的定律相繼被人們發現了，但是人們以為這是兩個風馬牛不相關的定律，各自說明了不同的自然規律。甚至有人以為，物質不滅定律是一條化學定律，能量守恒定律是一條物理定律，它們分屬於不同的科學範疇。

愛因斯坦認為，物質的質量是慣性的量度，能量是運動的量度；能量與質量並不是彼此孤立的，而是互相聯係的，不可分割的。物體質量的改變，會使能量發生相應的改變；而物體能量的改變，也會使質量發生相應的改變。

在狹義相對論中，愛因斯坦提出了著名的質能公式：E=mc^2 （這裏的E代表能量，m代表多少質量，c代表光的速度，近似值為3×10^8m/s，這說明能量可以用減少質量的方法創造！）。

（百度百科）