物理学史:爱因斯坦风云百年

高中物理 COOCO.因你而专业 !
套卷教案课件下载new 试题搜索答案
你好!请登陆注册

物理学史:爱因斯坦风云百年

公主 冷月无声

发布日期:2011-06-06 23:12:33

物理学史:爱因斯坦风云百年






公主 冷月无声

发布日期:2011-06-06 23:12:33


阿尔伯特·爱因斯坦因其伟大的物理理论为人类社会带来了革命性进步,而被最新一期的美国《时代》周刊评选为“世纪风云人物”.

《时代》周刊说:“在本世纪,人类首先需要记住的是科技发明,特别是与我们探究和利用原子和宇宙有关的创造发明,人们因此会自然地联想到爱因斯坦,他是我们这个时代的偶像和伟大心灵的体现”.爱因斯坦从1901年到1955年,共发表了专门的科学研究论文约200篇,主要涉及相对论、量子论、分子运动论等不同学科领域.在爱因斯坦取得的科学成就中,相对论是爱因斯坦一生中最重要的科学贡献.它奠定了爱因斯坦在整个科学史上史无前例的地位.

人见人爱的小傻瓜

爱因斯坦1879年3月14日出生在德国乌尔姆市,他的父亲赫尔曼·爱因斯坦和母亲波琳·科克都是犹太人.爱因斯坦出生后,全家人都被这个新生儿的硕大的有棱角的后脑勺惊呆了,甚至以为他是个怪物.几周以后,男婴的大脑袋才慢慢地显得正常了,然而那很宽的后脑勺仍然存在,并成为伴他一生的特征.小爱因斯坦的确显得很笨,他的语言接受能力很迟钝,到3岁才学会说话.他的年轻的保姆哄他有一个十分简便的办法:保姆发现,她手上只需拿着一根小木棍,这个笨小孩就会看得发痴,并且会奇怪地笑起来,保姆因此更认定他是个“傻子”.而其他孩子也都不肯与他在一起,孩子们都觉得他又傻又古怪.当有人问他问题时,他首先在头脑中形成答案,用嘴小声模仿,可以看到明显的嘴唇动作,直到确认无误时,才大声说出来,给人的印象是他每句话都说两遍.9岁时,他才戒掉这个习惯.

但是,爱因斯坦本人却认为发育迟缓正好帮了他的大忙.他说,当我自问为什么是我,而不是其他人发现了相对论,我想是由于以下原因:一个成年人对于时空已经熟视无睹了,而只有儿童才可能对周围产生什么想法;而我发育比较迟,恰恰是到了成年才开始考虑时空问题,因而我可以比普通孩子更进一步地研究这个问题.

小提琴:爱因斯坦的避难所

虽然小爱因斯坦发育迟钝,但他的母亲波琳·爱因斯坦却发现小爱因斯坦听到音乐也会痴迷.波琳是一个优秀的钢琴家,她想小爱因斯坦也许能在音乐上有所出息.于是,爱因斯坦从6岁时开始正式学习小提琴.7年之后,他懂得了和声学和曲式学的教学结构,他体会到演奏莫扎特作品的技巧和奥妙.他一生中的科学和艺术生涯也逐渐开始了.在那个动荡的年代,音乐不仅是他逃避矛盾和痛苦的唯一方式,而且是他心灵的避难所.
爱因斯坦1896年10月进入苏黎世联邦工业大学师范系学习物理,在苏黎世上大学时,他出众的小提琴表演才能被学校发现,因而,他成了当地一名颇有名气的业余演奏演员,在当地音乐界很受欢迎.
在爱因斯坦名声大噪后,他的小提琴和相对论受到同等程度的关注和欢迎.在很多场合,他的小提琴表演比他关于相对论的演讲赢得的掌声更加热烈.有时候,人们甚至要求他先拉小提琴,然后再开始他那关于时空的深奥演讲.爱因斯坦还参加过义演,在犹太人遭迫害期间,爱因斯坦举行了个人小提琴独奏音乐会,以此为犹太人募集善款.
1921年,爱因斯坦踏上访美旅途.此时,美国正处于“相对论热”中.除了相对论,美国报刊还津津乐道地谈论爱因斯坦的小提琴.有些报纸甚至写道:“爱因斯坦教授胳膊下挟着小提琴盒,小心翼翼地走下扶梯.他看上去更像是欧洲的著名琴师,而不像是一位世界著名的物理学家.”
爱因斯坦成名之后,人们对他生活中的每个细节都发生了浓厚的兴趣,这种兴趣经常缠得他很不耐烦.有一次,德国一家周刊请爱因斯坦对巴赫进行评价,爱因斯坦未予理睬.杂志编辑等了一段时间未见回音,就再次写信请爱因斯坦回答那些问题.爱因斯坦于是写了一封很不客气的回信:“对巴赫毕生所从事的工作我只有这些可以奉告:聆听,演奏,热爱,尊敬——并且闭上你的嘴.”

爱因斯坦的失业日子

1900年,爱因斯坦从瑞士联邦技术大学毕业,获得了数学和物理教育学学位,但他却一直找不到工作,这是孤傲的爱因斯坦始料不及的.为了维持生计,他不得不四处奔波,希望谋求一个当教师的职业.他写了一封又一封的求职信,寄到各地中学和大学.然而,几乎所有的信都石沉大海,偶尔接到一两封回信,但却是令他倍感沮丧的抱歉信.
1901年3月21日,爱因斯坦终于加入瑞士国籍,他期望这有助于他的就业,但是,这却无济于事.爱因斯坦疲惫不堪地奔波在大街小巷,但是却没有人愿意录用他.由于生活贫困,爱因斯坦此时又患上了肝炎,而他父亲的身体也每况愈下,家境陷入十分窘迫的地步.为了摆脱困境,爱国斯坦在伯尔尼的许多公共场所张贴自己的广告:“阿尔伯特·爱因斯坦,联邦技术大学毕业,讲授物理课,每小时3法郎,愿者请联系.”然而,除了引来人们好奇的驻足观看外,他的广告并没有令他摆脱困境.
在这种失业的日子中熬了近两年,他已经想不出什么新招了.万般无奈之下,他的女友向偶然见到的爱因斯坦的大学同窗格罗斯曼讲述了他的处境,并请求他能给予帮助.
在格罗斯曼的父亲的帮助下,爱因斯坦得到了瑞士专利局的面试机会.当话题转到物理学时,爱因斯坦的独到见解使局长大为震惊.因此,爱因斯坦成了瑞士专利局的审查员,他终于结束了他的失业生活.他在专利局工作了7年,这是他科学创造最重要的时期.1905年3月,爱因斯坦发展了量子论,提出光量子假说,成功地解决了光电效应问题。同年4月,他向苏黎世大学提交论文《分子大小的新测定法》,取得博士学位.又是在这一年5月,爱因斯坦完成论文《论动体的电动力学》,独立而完整地提出狭义相对性原理,创立了“狭义相对论”,开创了物理学的新时代,并对20世纪的整个科学和哲学产生了深远的影响.1961年,他发表了一部伟大的著作——《广义相对论》,它主要讲述了重力、时间和空间可以根据质量大的物体,如恒星、行星等发生改变.相对论打破了人们头脑中绝对运动的禁锢,是对牛顿学说和伽利略理论的一次重大突破.它解释了为什么动力、速度和物质会根据观察者选取不同的参照物而产生变化.这一理论在社会和文化领域都产生了深刻的影响,并导致了许多技术领域的革命性进步,例如原子弹的研制等.爱因斯坦对量子论做出的巨大贡献之一是,他提出了光量子的概念,并用量子观点成功地解释了光电效应现象.由于这一杰出的贡献,使他荣获1921年的诺贝尔物理学奖.

原子弹:爱因斯坦的内疚

爱因斯坦不但是一个伟大的科学家,而且也是一个伟大的和平主义者.为了和平,他奔波世界各地,进行了大量消除战争、争取和平的努力和演说.作为一个犹太人,他经历了德国纳粹对犹太人的迫害,他不顾纳粹对他的威胁,勇敢地投身到反对希特勒的正义斗争中,并为犹太复国作了大量工作.
他曾到中国考察,亲眼目睹了纱厂里男女工人和儿童的苦难,他深切地同情他们,向全世界发出了保护儿童的呼吁.
1945年8月,美国的原子弹在日本广岛、长崎爆炸,造成人类战争史上空前的灾难.消息传来,爱因斯坦极度震惊,愤怒和悔恨同时折磨着他的身心.虽然他没有直接参加研制原子弹的“曼哈顿计划”,但他与原子弹的关系是无法否认的.他的公式E=mc2是原子弹的理论根据.而且,正是他两次致信罗斯福总统,建议美国抓紧研制原子弹,美国政府最终采纳了他的建议.追悔莫及的爱因斯坦,从此以更大的精力投身于争取世界和平的努力之中.

谢绝出任以色列总统

1952年12月9日,爱因斯坦的老友、以色列国第一任总统魏茨曼逝世.以色列政府在经过反复酝酿后,正式邀请曾积极支持建立以色列国的爱因斯坦出任以色列第二任总统.
但是,爱因斯坦婉言谢绝了这个邀请.他在谢绝信中说:“我为我们的以色列国向我提出的建议深为感动,但是,这也使我深为惭愧,因为我无能接受它.我一生研究的是客观世界,缺乏经世治国的才能和经验.仅这些原因,我就难以胜任这一崇高的职位,遑论我的年龄与精力了.自从我深刻认识到存在于这个复杂的世界局势中的危险以来,我与犹太人民的关系已经成为我最持久的联系了.因此,上述情况使我寝食难安.如今,我们失去了一位长期与人间残酷的不平等作斗争、领导我们犹太人民迈向独立的领导人.我诚恳希望我们能再找到这样一位继任人,他的经验和品格能够使他继续担负起这项艰巨而又复杂的重任.”
1955年4月18日,一颗灿烂的巨星陨落了,人类历史上最伟大的科学家阿尔伯特·爱因斯坦告别了这个他研究一生的世界,病逝于美国普林斯顿,享年76岁.