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爱丁顿发明了什么

发布时间:2021-06-10 19:22:02

『壹』 爱因斯坦的发明有哪些

毫不夸张地说,根据爱因斯坦创立的科学理论而衍生出的发明创造,几乎涵盖了现代文明的每一个角落。电脑游戏、公共汽车、数码照相机……我们衣食住行的每个细节都闪现着爱因斯坦的影子。

烟雾探测器

这里用一个假设的“你”做比喻。早晨当你从下榻的宾馆起来,走出房间准备晨练时,请注意你头上的烟雾探测器。它利用放射性物质镅-241释放出能量,产生一小束带电粒子。一旦发生意外,从火焰里冒出来的烟雾与粒子束发生反应,触动警报器自动拉响。

由于镅的原子核不稳定,一旦裂开,质量似乎就消失了一些,因为碎片的质量比原来的原子核小。其实,镅原子的质量根本没有消失。这是爱因斯坦告诉我们的。

平坦的公路

回到家后你要开车去上班,你车轮下的平坦公路里也刻着爱因斯坦的功劳。在爱因斯坦的博士论文中探讨了在不同溶液中测量分子的新方法,这些方法后来成为胶体化学的基本方法。建材工程师在建造公路时,就是利用他的研究成果

电脑显示器

来到办公室,你打开电脑开始工作。在短促的瞬间,电子正从显像管的阴极发射出来,好像在飞驰过程中获得了能量,积聚在显示屏上———这正好符合爱因斯坦的狭义相对论。发明电脑显示器的工程师必须使显示器符合“相对论效应”,否则控制电子飞驰的磁铁就会在显示屏上产生模糊图像,使你无法工作,当然,精彩的电脑游戏也玩不起来了。

精准的激光

下班后你到超市购物,你手里的每一件商品条形码也得益于爱因斯坦的激光理论,只有激光才能准确读出条形码中的编码。

太阳能电池

假如你想用太阳能光电池为自己的居室提供能量。这些光电池能够把太阳能转成电能,爱因斯坦在90年前发表的一篇论文里就首次正确地分析过这一转换原理。

他发现光子具有能量。某些光子携带的能量足以克服将电子集中于某种金属的“粘性”,这就是著名的光电效应。

数码相机

星期天,你会和家人轻松郊游。当你打开数码相机,准备摄下家人温馨的笑容时,要先感谢爱因斯坦。从镜头飞进来的光子会把半导体里的电子挤走,这同样利用了宝贵的光电效应。

药物

倘若你身体有点小毛病,需要药物调理。许多药物制造得益于爱因斯坦那篇有关布朗运动的论文。

英国植物学家罗伯特·布朗最先观察到,悬浮的液体中的微粒永远不停地做无规则运动。爱因斯坦则利用布朗运动创立了将微观数量和宏观数量联系在一起的统计法。

直到今天,这些统计法仍是全世界药剂师必须遵循的配比法则。

全球定位系统

万一彩票中了大奖,得意忘形的你不幸成为寻人启事中主角,那也没有关系,你身上携带的GPS(全球定位系统)能帮助你与搜索人员取得联系。100年前爱因斯坦发现,如果想把发生在不同地点的多个事件联系在一起考虑,那么传统的时间概念就不够充分。

虽然全球定位系统卫星上安装了精确的原子钟,但是,如果没有地面原子钟对卫星原子钟的时间调整,定位系统每天发给地面的信号就会出现1.6千米的偏差。

控制X射线的能量

你长了一个肿瘤,幸亏是良性的,但因长在胸腺上,手术后需要放射治疗。医生在为你实施放射治疗前,需要估计X射线可能对你细胞造成的伤害,根据就是爱因斯坦的E=mc2。

这同样是100年前爱因斯坦的重大发现:任何质量都可以被看作是被压缩的能量。要想知道某一质量能够产生多少能量,可以把消失的质量乘以光速的平方——那绝对是一个天文数字!据此理论造出原子弹、氢弹的同时,也治好了你的胸腺瘤。

假如没有爱因斯坦

假如没有爱因斯坦,他的理论(特别是相对论)会在何时问世?对这样的假设,肯定是仁者见仁,智者见智。著名天文物理学家马丁·雷斯爵士认为,如果没有爱因斯坦,无疑会滞后现代文明的脚步。
e=mc方就是相对论

『贰』 爱因斯坦发明了什么

爱因斯坦是发现了什么,不是发明了什么。。 阿尔伯特·爱因斯坦 ( Albert Einstein ,1879年3月14日-1955年4月18日)是20世纪著名的犹太裔理论物理学家、思想家及哲学家,也是相对论的创立者。阿尔伯特·爱因斯坦被誉为是现代物理学之父及二十世纪最重要的科学家之一。 奇迹年 爱因斯坦在1905年发表了六篇划时代的论文,分别为:《关于光的产生和转化的一个试探性观点》、《分子大小的新测定方法》、《热的分子运动论所要求的静液体中悬浮粒子的运动》、《论动体的电动力学》、《物体的惯性同它所含的能量有关吗?》、《布朗运动的一些检视》。因此这一年被称为“爱因斯坦奇迹年”。100年后的2005年因此被定为“世界物理年”。 成名 爱因斯坦1908年兼任伯尔尼大学的兼职讲师。1909年离开专利局任苏黎世大学理论物理学副教授。1911年任布拉格德国大学理论物理学教授,1912年任母校苏黎世联邦理工学院教授。1914年,应马克斯·普朗克和瓦尔特·能斯特的邀请,回德国任威廉皇家物理研究所所长兼柏林大学教授,直到1933年。1920年应亨德里克·洛伦兹和保罗·埃伦费斯特的邀请,兼任荷兰莱顿大学特邀教授。第一次世界大战爆发后,他投入公开和地下的反战活动。 1919年11月10日《纽约时报》刊登新观察证实相对论的消息,形容这是爱因斯坦理论的大胜利。 1915年爱因斯坦发表了广义相对论 。他所作的光线经过太阳引力场要弯曲的预言,于1919年由英国天文学家亚瑟·斯坦利·爱丁顿的日全蚀观测结果所证实。1916年他预言的引力波在1978年也得到了证实。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。 1917年爱因斯坦在《论辐射的量子性》一文中提出了受激辐射理论,成为激光的理论基础。 爱因斯坦因在光电效应方面的研究,被授予1921年诺贝尔物理学奖。 在瑞典科学院的公告中并未提及相对论,原因是认为相对论还有争议。 著名成就: 广义相对论 狭义相对论 布朗运动 光电效应 E=mc

『叁』 请问一下,爱因斯坦发明了什么

爱因斯坦的主要成就有相对论、光电效应、能量守恒、宇宙常数。

相对论

狭义相对论和广义相对论建立以来,已经过去了很长时间,它经受住了实践和历史的考验,是人们普遍承认的真理。相对论对于现代物理学的发展和现代人类思想的发展都有巨大的影响。相对论从逻辑思想上统一了经典物理学,使经典物理学成为一个完美的科学体系。

光电效应

1905年,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。光照射到金属上,引起物质的电性质发生变化。这类光变致电的现象被人们统称为光电效应(Photoelectric effect)。

能量守恒

爱因斯坦认为,物质的质量是惯性的量度,能量是运动的量度;能量与质量并不是彼此孤立的,而是互相联系的,不可分割的。物体质量的改变,会使能量发生相应的改变;而物体能量的改变,也会使质量发生相应的改变。

宇宙常数

爱因斯坦在提出相对论的时候,曾将宇宙常数(为了解释物质密度不为零的静态宇宙的存在,他在引力场方程中引进一个与度规张量成比例的项,用符号Λ表示。该比例常数很小,在银河系尺度范围可忽略不计。只在宇宙尺度下,Λ才可能有意义,所以叫作宇宙常数。

(3)爱丁顿发明了什么扩展阅读

对于爱因斯坦的纪念

阿尔伯特·爱因斯坦奖是一个理论物理学的奖项,1951年首次由普林斯顿高等研究院颁发,奖金15,000美元。后来奖金降至5,000美元。爱因斯坦曾经做过该奖评委。

1955年8月,在爱因斯坦去世四个月之后,第99号元素被命名为“锿”(Einsteinium),以纪念爱因斯坦的贡献。

1965年到1978年,美国邮局曾发行一套“著名美国人”系列邮票,其中包括爱因斯坦,面值8美分。1973年3月5日发现的小行星2001被命名为爱因斯坦。

阿尔伯特·爱因斯坦奖牌由瑞士波恩的阿尔伯特·爱因斯坦学会设立并颁发,1979年首次颁发,奖励那些在与爱因斯坦有关的事物上作出杰出贡献的人。

『肆』 爱因斯坦发明了什么定律

论爱因斯坦与相对论

年 月 日清晨,巴西南部一个叫做索不拉尔的偏僻村庄里。太阳刚刚升起。上帝赐予了当地人永久的宁静,在他们眼中,世界不过是蓝天,麦田,草原,绵羊,仅此而已。甚至刚结束的硝烟弥漫的第一次世界大战仿佛也是天边的传说。
但他们还是一大早就被人吵醒了,门口来了一队行装古怪的外国人。有的操着蹩足的葡萄牙语向他们问好,有的打着手势借水喝,更多人在忙着架设天文望远镜和照相机。
中午时分,灿烂的阳光慢慢开始变暗,本世纪一次著名的日全食发生了。围观的人群骚动了起来,纷纷在胸口画着十字,有人急忙去找牧师,而那些外国人则胸有成竹地开始进行观测。
他们是一支天文观测队,来自遥远的英国,此行的目的是验证一个德国人的奇怪理论。
很快数据得到了处理,而且底片也冲出来了。
领队的教授是一个标准的英格兰绅士,虽然绅士们最推崇沉着冷静的作风,但是教授的目光明显流露出期待和不安。当他将湿漉漉的底片放在灯下时,很快教授先生的手连同大胡子都激动地抖了起来,宇宙有界还是无界,我们所属的空间平直还是弯曲,牛顿思想胜利还是被颠覆,都取决这几张小小的底片了。他深吸一口气,睁大了眼睛。
很快,即使离屋子五十米以外的地方都可以听到一声毫无风度的嚎叫:“我的上帝,难道那个叫爱因斯坦的德国人到底说中了?!”
在两张重叠的底片上可以清晰地看到一条笔直的星光在穿过阴影中的太阳时,竟然发生了偏转,偏转角是 秒。

英国皇家学会的大厅里,坐满了英伦三岛的科学精英。他们有的可能意识到这会是个不平凡的日子,特地换上节日才穿的西装。
当大会主席汤姆逊爵士,扶了扶眼镜,慢吞吞地宣布这次大会的议题是《广义相对论在天文学上的验证》时,底下的学者们就开始窃窃私语,而后声音愈来愈大,有的甚至不等主持人的召唤隔着橡木桌就站起来大声辩论,汤姆生几次摇铃试图控制局势都未成功,他遗憾地摇摇头,向旁边的几位委员尴尬地笑笑。
但是当著名的天文学家爱丁顿勋爵,这次天文测量的总领队出席在会场时,下面顿时静了下来。他满脸风尘,声音低哑而且发言简短,但纵使会场离他最远的人也听清了这样几句,“……铁一般的事实……光线弯曲了……与爱因斯坦博士的计算结果完全一致……”
会议开到很晚,没人提前退出会场,甚至没有人站起来发言。鲜红的地毯,昏黄摇曳的烛光,将沉思中的学者们的脸衬得或明或暗。没人感到饥饿,没人感到倦意,更为糟糕的是工作人员似乎也受上了物理学家风范的影响,粗心得连晚餐也忘了上。但人们根本顾不上这些,从白发班驳的老学究,到颇富朝气的新锐,都在默默地思考着,激动着。
无论是赞成派还是反对派,都清楚这的确是重要的一天,不仅二十世纪物理学的一代巨人就此崛起,而且是他,爱因斯坦,亲手抡起大槌,将牛顿苦心创建,业已竣工百年的经典物理学的大厦砸开第一道裂纹。
牛顿也错了?物理学就此混乱?末日就此到来?呵,依撒克•牛顿,我们心中的神祗,我们都是你忠实的追随者,你会怎样指示我们呢?人们纷纷把目光投向大厅正中牛顿的巨幅画像上。
牛顿不说话,他只是高深莫测地笑着。

在伦敦,第二天影响甚大的《泰晤士报》头版头条的报道是《光线弯曲了,牛顿神话的破灭》,盛赞爱因斯坦是继牛顿之后的最伟大的物理学家,他更正了人类的时空观,拓展了人类的思维世界,并且断言他的相对论产生的影响决不会只囿于二十世纪。很快,从踯躅在伦敦街头的商贩,到面目黝黑的煤炭工人,都隐约知道了科学界最近发生了惊天动地的事,至于对其它人有什么影响,一时还领悟不到。毕竟,这离相对论的副产品之一——原子弹的诞生,还有漫长的二十六年。
在大西洋彼岸的纽约,惯用哗众取宠手法的《纽约时报》的头条标题是“俄国爆发革命”,但接下去以更大的标题写道:“爱因斯坦的胜利”,“恒星在不在它们应在的位置上出现,但是似乎不必担心。”按照他们的报道,公众们已开始怀疑九九乘法表的正确性,学生们则开始拒绝作几何题,又据称,爱因斯坦在把他的著作交付出版商时,警告说全世界仅有 个人懂相对论,但出版商乐于承担这个风险。
在巴黎,沙龙里“相对论”立时成了最时髦的词语。雍容的女贵族可以一边抚着怀中的哈巴狗,一边和女友们眉飞色舞地谈论“相对论”,如同在谈论昨夜刚上演的歌剧。她们并不需要纸和笔。
在柏林,官方机构正在为难是否宣传这位并不是日耳曼人而是犹太人的传奇科学家的时候,大街小巷的啤酒馆里的人都在神秘而兴奋地谈论着爱因斯坦和他的相对论。是的,自从一战以德国的惨败而告终后,很久没有这样激动人心的话题了。一个德国人能受到战胜国的推崇,真是少见。一夜之间,即使是小学生也把爱因斯坦那著名的公式写入了练习簿。
第一次世界大战的硝烟刚刚散尽。为民族主义所鼓动的人们在狂欢或狂悲过后,却发现轰轰烈烈的一战除了大口径重炮,齐柏林飞艇,满目疮痍的建筑物和以百万计亲人充当的炮灰以外,委实没有剩下什么。理性终于在人们的冷静中回归,科学再度被摆上至高无上的地位。
不管怎么讲, 年的爱因斯坦如日中天。
街头的电车刚刚停稳,就下来一个穿褐色风衣,头发凌乱的中年人。刚才在电车上,警惕的售票员几乎把他认作小偷,因为他实在很少见这种脖子上扎着领带,脚下穿着拖鞋的人。不过要是他知道这就是大名鼎鼎的爱因斯坦教授,一定会惊讶得说不出话的。爱因斯坦先生刚刚从他朋友洛仑兹教授的电报里得知广义相对论被证实的消息,他不过微微一笑,自然,一切都在意料中了。
心情毕竟很好,他边走边哼着舒伯特的小夜曲,但是没过多久声音就小了下去。爱因斯坦,这位历史上出名的智者,又一次晃着硕大的头脑陷入沉思,他在想些什么呢……

年 月 日,阿尔伯特•爱因斯坦诞生于德国南部一个宁静的小城乌尔姆。和牛顿一样,这个注定要震撼世界的人的童年并未有任何特异之处。
他的父亲海尔曼•爱因斯坦虽说是一位商人,但是他年青在学校里展现的数学方面的才华是有目共睹的。而他的母亲艾尔莎则是音乐爱好者,并经常在家庭聚会大声朗诵席勒的诗篇。父亲的数学才华加上母亲的艺术天赋,照理小爱因斯坦应该聪颖过人。然而这个孩子天生沉默寡言,以致忧心的母亲一度怀疑他是否有智力障碍。
但是当他的母亲奏起钢琴时,小爱因斯坦就会侧过脑袋倾听。他的湛蓝的目光显得很是深邃,孩子显然是听懂了。这就是美呀。也许他毕生所追求的自然界和谐的美就根源于此。
很快爱因斯坦就发现小城的环境并不适合他。弯曲而狭窄的街道,庄严的哥特式教堂,威武雄壮的炮台,这里似乎更适宜培养出一批热血的日耳曼战士,而不是他这种视自由为生命的思想家。在宏大的阅兵式上,普鲁士军官刻板的军令,士兵们单调的步伐,往往成为孩童们模仿的对像。而这时可怜的爱因斯坦紧张地抓住大人的手,他要回家。军号和刺刀是他厌恶了一生的东西。
在学校的情况似乎也妙不到哪里去。他是一个犹太人,而欧洲排犹的习俗由来已久。周围同学有意无意的伤害,使小爱因斯坦更加孤僻。老师们也没有注意到蜷在教室一角的他,在老师看来,不能掌握拉丁文语法的孩子是没有前途的,而且小爱因斯坦回答问题时总显得很迟钝。他们并不能理解这是爱因斯坦思考比同龄人深刻得多的缘故。
这期间也发生了触及爱因斯坦终生的事。
他的父亲送给小爱因斯坦一个罗盘针。不管他怎么拨动指针,它永远只朝一个方向。这在大人们看来是司空见惯,但在孩子的眼里充满了神奇,一定有什么神秘的力在推动它,怎么才能找到这种力呢?孩子为这苦恼了一段时间。
在他升入中学的时候,他第一次接触到了几何。这更是一个充满魔力的世界。书上各种复杂的定理归根到底由几个公理推论而出,一切是那么的简明,而证明过程又严格得无可挑剔,自然界有它独特的秩序美。
更令小爱因斯坦惊奇的是自然界竟也会骗人!人们通过粗浅的直觉经验得来的结论往往是那么的不可靠。上帝不仅淘气,而且吝啬,他经常会把真理像皮球一样踢向更深处,然后转过身向人们扮个鬼脸。人类对真理的追寻如同与上帝的角力。”或许我们对世界的看法根本就有偏差,因为它不过是建立在几个公理之上的,如果这些公理本身也有漏洞呢?”当小爱因斯坦摆弄着圆规和三角板的时候,心中升起这样的念头。当然他没有说出来,说出来也只会导致大人紧张地伸出手去摸他的额头,没有人相信若干年后这个羸弱的孩子会轻轻掀翻整个人类的世界观。
对于爱因斯坦而言,长期音乐的熏陶赋予他美感与想象,对常见事物的深思训练了他的洞察力,而几何题迷宫一样的推理使他的思路更加缜密。他无疑是幸运的。
然而爱因斯坦还是不能足够敏锐地回答老师的问题而遭白眼,还是不得不交出自己精心制作却依旧丑陋的泥捏小板凳而遭同学们嘲笑,拉丁语的课文念得结结巴巴,算术考试也由于马虎而错误百出,整个少年时代,学业不过平平。

从 年到 年,爱因斯坦求学于瑞士苏黎士工业大学,这是他一生中十分平静和惬意的地方。
瑞士立国数百年,自由的氛围欧洲无国可及。爱因斯坦在这里听不到士兵们无休止的冲杀声,空气清新,阳光也分外的和媚,即使巡逻在街头的警察也是步履缓慢,眼角蕴含着笑意。
在这里,爱因斯坦的自由散漫发挥到极致。他可以穿着拖鞋进出教室,可以蓬头垢面地整天窝在实验室,可以和同学们在一起自由讨论,可以不去上自己不喜欢的课。他甚至对数学这样重要的课都去敷衍。在他当时看来,物理世界是简单而优美的,上帝只垂青 、 、 、 ……,而数学只是徒增形式上的复杂。这甚至影响他多年以后的研究工作。
用现在的眼光看来,当时无论数学还是物理都发展得远不够充分。到二十世纪末,我们才发现数学和物理交叉愈来愈深。以前只是物理简单地从数学中寻找工具,而现在甚至物理可以导致数学中的突破。
我记得在一次报告中,诺贝尔物理奖获得者李政道博士伸出双手,这样说道:“物理学和数学犹如一根树枝上的两片叶子。”
可是一般说来,极富洞察力具有哲学家气质的人,并不一定很胜任细琐而又精密,逻辑性强的数学推理工作。
从来没有人能兼两者之长,牛顿不能,爱因斯坦也不能。
更主要的是爱因斯坦发现展现他面前的数学分支繁复,数论,几何,拓扑等等,任意一门就会耗尽一生的精力。这情形犹如布里丹之驴。这头可怜的驴子因为摆在它面前的两堆稻草同样厚而无法选取吃哪一堆,最终活活饿死。
但是,爱因斯坦很快就要为自己的选择付出代价了。考试之前,他对着自己散乱不堪的笔记发愣。幸好他的老朋友格罗斯曼先生是一个生来与爱因斯坦处处相反的人,他的笔记和他的人一样,光鲜齐整,一丝不苟。当爱因斯坦在发展广义相对论时发现几何知识欠缺而找其时已为数学教授的格罗斯曼援手时,这已经是十几年以后的事了。
爱因斯坦用格罗斯曼的笔记马虎对付了考试,但这并未改变老师对他的看法。在教授们眼中,他懒惰无比,性格怪僻,而且他是唯一与教授打招呼用“喂”的学生。这也是爱因斯坦虽然聪明绝顶,却不谙世事,天真得如同孩子的缘故。
他的数学老师闵可夫斯基看见爱因斯坦从实验室里衣冠不整地跑出来,便将他挡住:
“爱因斯坦,你也许是个聪明人,但你决不适合搞物理,为什么你不尝试一下其它职业,比如学医或者法律呢?”
“也许吧。”爱因斯坦淡淡地回答道。
仅仅几年后,闵可夫斯基为他“并不勤劳”的学生的狭义相对论摇旗呐喊,并为此名动四海时,一位记者不合时宜地问道:
“教授先生,您何以曾断言爱因斯坦不适合从事物理工作呢?”
“他太懒了,至少在当时。”教授耸耸肩。
不幸的是这位闵可夫斯基先生不久就身缠沉疴,临死前曾大发感慨:在相对论刚出世的年月就死去,真是可惜呀。

也不能说爱因斯坦在这几年无所事事,他主要的精力花在实验室里,当时全世界的物理学家都在疲于奔命地寻找以太,他也曾设计过几个实验,显而易见,简陋的条件和根本不存在的以太使他的努力徒劳。
他也经常和他的朋友们去一个叫做“都会”的咖啡厅。他们在这里经常进行哲学话题的探讨,一次同学介绍了马赫的作品《力学》给他。马赫是对牛顿的经典力学开炮的第一人,他尖锐地抨击了牛顿绝对空间和绝对时间的观念。
爱因斯坦如获至宝,马上拿回去通宵阅读。马赫的思想赫然如黑夜中的明星,空间也是绝对的,时间也是绝对的,既然都是绝对而孤立的,那么我们怎么能感觉到时间和空间的存在呢?
夜已经很深了,爱因斯坦屋内的灯光依旧闪烁,这位思想的巨人,又开始磨砺他的旷世利剑了。

当爱因斯坦走出校门,却悲惨地发现自己毕业即失业,而且父亲在意大利办的公司也破了产,丝毫帮不上忙。他曾努力地申请留在苏黎士工业学院教书,但是高高在上的教授们冷漠地拒绝了他。没有人喜欢一个离经叛道的斗士。
秋天晚上的瑞士已颇见寒意了,我们的爱因斯坦先生披着深色的风衣,手中的旧皮箱里盛着全部的家当,凉风拂着乱发,静静地走在漫长的街道上,路灯划下斜斜的影子。
真是安静呀,事实上终其一生,爱因斯坦都是在这种静谧中度过,这不仅是指外部环境上的,更是他内心深处的。无论他是在日内瓦时的穷困潦倒,或是在柏林时的誉满全球,还是在普林斯顿时的无人喝彩,孤独的感觉始终如影身随。
后来他曾反复说过自己最希望的职业是看守灯塔,汹涌而漆黑的海面上一盏明灯,指引了航船的同时也照亮了自己的内心,那里更像是一间祈祷室,可以静静地聆听上帝的指示。他甚至不愿意接受作为教授这项职业所领的薪水,而宁愿把物理学研究作为业余爱好。看来显然是受了中世纪的大哲学家斯宾诺沙的影响,这位先哲的正式职业是在荷兰阿姆斯特丹的一家偏僻的眼睛店里磨镜片。
可是现在真是发愁呀,辘辘的饥肠,妻子焦灼期盼的眼睛,还有她肚里的孩子……
迎面刮来一张残破的报纸,爱因斯坦没精打采地一瞥,上面印着份招聘启事:“伯尔尼专利局,征聘二级工程师,须受高等教育,精通机械工程或物理学……”
爱因斯坦眼睛一亮。

很快伯尔尼专利局的职员们迎来了一位新同事,这位同事似乎格外地忙。工作十分卖力不说,还经常和夫人一起排队买面包,或者推着婴儿车在公园闲转,而在上班时还偷偷地在纸上写写画画。幸亏他的上司一点儿也不知道这位年轻的专利审查员完成任务是多么迅速,不然他这种拙劣的表演很快就会露馅的。
其时已经是 年,爱因斯坦 岁。当时他久已远离的物理学界正处于更大的混乱中,寻找以太的实验彻底失败,一些物理学家提出种种解释。比如爱尔兰物理学家斐兹杰诺提出,运动的物体可能因为以太风压缩而变短,但这遭到更多人的反驳。不仅如此,几年以前,伦琴发现的 射线更使人觉察到物质内部有更为基本的结构,而普朗克在 年提出的量子论,也已经掀开了物理学新的篇章,只是当时没有人意识到罢了。无论怎样,用“山雨欲来风满楼”来形容当时的情形是再恰当不过的。
然而爱因斯坦在学术上处于十分封闭的状态,他没有机会听取报告,也没机会参加学院的讨论班,和他交往频繁的不过是一些民间物理学爱好者。但是这并不能阻止他向物理学的塔尖迈进。
他一直在苦思“以太之迷”,而且他走的道路与所有人的都不同。还在他中学的时候,他一度对迈克斯韦的电磁理论崇拜之致。这并不是因为它能解决很多实际问题,比如导致电磁波的发现。爱因斯坦看中的是公式本身具有完美的对称性,但是显然这种协变性与牛顿的经典理论是相冲突的。
比方说,按照牛顿力学的观点,如果一个人站在速度为 的车上以相对于车以 的速度向前抛出一个皮球,在地面静止的人来看,球的速度是 加 等于 。任何初通物理的人都会得出这个结论。然而,我们知道光也是一种电磁波,它在真空中的速度是 ,如果那个站在车上的人拿的是支手电筒,那么在地面上的人看来,光的速度是多少呢,还是 加上 吗?还能简单地叠加吗?
要是你以 的速度追上一束光,你会看到怎样的景象呢,你会看到光波在原地不动地抖动吗?
爱因斯坦进行了一次冒险,他宁愿为了从对称性这种单纯的美学观点出发,而放弃掉人们习以为常的经验。他也是信仰上帝的,但他不是信仰那个只手捏控人类命运的上帝,而是那个在万物的有序和谐中显示出来的上帝。

我们称之为冒险,是因为仅仅在几十年后,两个在美国留学的年青人在研究基本粒子中“ 之迷”的时候,提出的“在弱相互作用中宇称不守恒”理论,简单地说就是对称性的破坏,在当时激起轩然大波,按照普通美国人的解释是他们又推翻了爱因斯坦的相对论。事实上推翻的不是相对论,而是从古希腊文明以来人们对自然界恒久抱有的美丽幻想。仿佛无数物理学家费劲心机终于战战兢兢揭开上帝——这位梦中情人头上的面纱,却失望地看到一张坑坑洼洼的老妪的脸。
这两个值得全人类骄傲的年青人都是中国人,他们一个叫李政道,一个叫扬振宁。

观念上的重大修改无疑引起很多麻烦,对于新观念的创始人来说更是如此。很快爱因斯坦的头脑里塞满了以太,量子,时间,空间这些东西,以至于给他的孩子小汉斯拿着奶瓶喂奶时也时常走神。而逻辑上的混乱让爱因斯坦更是无所适从。
他疲倦地从办公室回到家里,头脑里天旋地转,然而凭直觉爱因斯坦逐步认定有种极平常的经验在作祟,究竟是什么呢?他越想越困,眼睛慢慢快要阖上了,这时,厨房里传来妻子米列娃的呼唤,“阿尔伯特,吃饭的时间到了,还不快收拾桌子?”
“时间!?”宛如流星划过脑际,爱因斯坦几乎从椅子上跳将下来。他匆匆翻开牛顿的《自然科学的哲学原理》。在上面牛顿以确凿的口气写道:
“绝对空间就其本性来说与外界任何事物毫无关系,它永远是同一的,不动的。”
“绝对的,真实的数学时间本身按其本性来说是均匀流逝的,与外界的任何事物无关。”
“在运动系和静止系坐标变换时,显然,时间是不变的。”
不会是这样的,一定不是这样,爱因斯坦一边埋着头,一边踱着步,一个在运动着的车上的人看到的时间,与在地上静止的人看到的时间未必相同,嘿嘿,根本不存在绝对的空间和绝对的时间,既然如此,我们费力寻找的以太,刻意想测量出地球相对于绝对空间的速度,都是徒然。以太不是找不到,而是根本就不存在!!

在一个月内,名不见经传的爱因斯坦向德国最有声望的杂志《物理学年鉴》 发表了四篇论文。他挑出分量最轻的一篇,内容是通过中性物质的稀溶液的扩散和内摩擦来测定原子的大小,寄给了他的母校苏黎士联邦工业学院,毫不费力地取得了博士学位。另一篇是关于研究悬浮微粒的布朗运动的,也开辟了一个新方向。
第三篇是著名的光电效应,历史上第一次提出光量子的理论,在发展与相对论并称二十世纪物理学两大基石的量子力学中意义重大,几年后单凭此而不是相对论就获得诺贝尔物理奖。其实就爱因斯坦的贡献来看,一生完全可以五次登上诺贝尔奖的领奖台。光量子理论;狭义相对论;广义相对论;统计物理中的玻色——爱因斯坦凝聚;还有我们熟悉的激光的理论工作也归功于他。
第四篇的论文名字很朴素,叫《论运动物体的电动力学》。然而稍通物理学史的人都知道这是一篇惊世骇俗的文章,它宣布了狭义相对论的诞生。在这篇文章里,爱因斯坦没有卖弄令人目眩的数学技巧,平实而又深刻是爱因斯坦论文的一贯风格。读懂它并不需要高深的数学知识,但更需要革命性的思想和与日常经验决裂的勇气,尤其是在当时。
爱因斯坦提出的假设很简单,第一,我们无法确定相对静止的物体到底是处于静止状态还是匀速运动状态。因为绝对静止的空间不存在了,一切静止都是相对的。第二,光在真空中的速度永远不变而且不可超越,它与光源的速度无关。也即,对于站在地面上的人看, 的车上发出的光和即使以光速飞行的火箭(当然是不可能的)上发出的光的速度是一样的,均为 。
从这两个假设出发首先得出的古怪结论是:所谓“同时”是相对的!假设我们站在地面上,一架飞机从我们面前匀速飞过。在我们地面上的人看来,我们右边的人挥起手的“同时”左边的人弯下腰,而在飞机上的人则坚决不这样认为,他们认为我们右边的人先挥手,而左边的人后弯腰。与此相反,在飞机上的人认定机头处空中小姐不小心打破只碟子的“同时”机尾处的乘客点燃支香烟,而地面上的人异口同声地说碟子先落在地上然后香烟才被点着。
荒谬吗?我奉劝各位不要带着秒表上飞机一证真伪,因为“同时”事件在另一群人眼中的时间差是千万分之一秒,你可不具备那个反应能力。而这又是由于飞机的速度尽管达到几百米每秒,比起光的速度, ,还是望尘莫及的。不过这样也不错,至少平时说“这两件事同时发生”时不用再地加上诸如“在我们这群相对静止的人看来”之类的复杂状语了。
为了更好地解释狭义相对论,爱因斯坦设计了一个著名的思想实验。所谓思想实验,就是在地球上的实验室无法实现的条件下作的假想实验,因为跨入二十世纪以来,人们对通常状态下的物质研究几乎穷尽,动辄就研究绝对零度的低温或者上亿度的高温,速度接近光速的运动或者万万分之一米长度的空间。这对爱因斯坦这位思想大师来说轻车熟路,并很快成为他在学术上进攻或者防守的利器。
爱因斯坦这样假设:”观察者 站在铁路边上,在沿火车前进方向上有一个点 ,在运动相反方向同样距离上有一点 ,某一时刻 和 同时闪电,观察者 自然认定这两个点是同时闪光的,因为光的传播速度不变,而他又恰好站在两个闪光点的中心。”
“假定在闪电时,有一列车从 点到 点方向运动。在两道闪电的一刹那,在火车内的观察者 恰好在与地面观察者 相对的位置上,但 正向闪光点 运行,而离开闪光点 ,自然他看到 点的闪光比 点的早,但他知道他是在运动中的,根据自己运动的速度,也很容易得出两道光是同时发生的结论。”
但根据前面两个基本假设,同样可想,火车是静止的,而地面正在向后运动。因此,火车上的观测者 是相继看到那些闪光的,因而他得出 点发光比 点早的结论。他又知道自己的位置是在两个闪光的中间,由于他认为自己是静止的,所以他不得不断定他看到的头一个闪光比他看见的下一个早。”
有趣的是地面上的观测者 也不能不同意这个结论,他的确看见两个闪光是同时发生的。但既然现在他是被假定运动着的。当他考虑到光速和他是在向发光的 点运动着这一事实,也作出 点闪光比 点早的结论。
总之一句话,对于闪电是否同时发生的问题,我们不能一口咬定是或不是,而是要就选定的参考系来回答。

你可能已经迷惑了,但再往下推导更会导致你意想不到的结论。比如说“尺缩效应”和“钟缓效应”,“质增效应”。
“尺缩效应”指在你面前有把尺子,当它相对你运动的时候,你会发现它的长度缩短。
而“钟缓效应”指在运动的参考系里时钟会变慢。比如,在地面上和飞机上各有一人手那时钟,这时飞机上一只鸡蛋落在机舱的地板上。从鸡蛋脱手的那一瞬间开始,机上和地上的人同时开始记时,到落地时止。结果是地面上的人测出的时间长一些。换句话说,在地面静止的人看来,处于运动状态的物体时间变慢。其实“钟缓效应”的道理很简单:假如你坐在一个光速火箭中飞行,并且射出一束激光,那么在太空中静止不动的人就应该看见光以两倍光速飞行,而事实上光速在所有参照系中永远保持恒定不变,即 ,所以根据 , 变大且 不变,则 变小,即时间变慢。
“质增效应”是指运动中的物体质量增加。譬如一筐一斤重的鸡蛋,如果它飞得足够快,我们在地面上静止的人称来重量会达到五斤。它飞得更快的话,会毫不犹豫地将地球上最大的磅秤压歪。但它永远也到不了光速,不光是鸡蛋,任何有质量的物质的速度都绝对达不到光速。因为根据爱因斯坦的质能公式 (这将在后文提到),当物体运动的更快时,能量 增大,则质量 也增大。当一个物体接近光速时,它的质量上升得越来越快,它需要越来越多的能量才能进一步加速上去。事实上它永远不可能达到光速,因为那时质量会变得无穷大,这就需要无穷大的能量才能做到。光也是一种物质,它的速度之所以能臻极限,原因就是光本身静止时是没有质量的。当然,你若据次推理出质量越小的物质跑得越快,显然是荒谬的。正是这个原因,相对论限制任何正常的物体必须永远以低于光速的速度运动,只有光或其他没有质量的波才能以光速运动,这导致了光锥的最终产生。

『伍』 爱因斯坦都发明了什么快快快快

根据爱因斯坦创立的科学理论而衍生出的发明创造,几乎涵盖了现代文明的每一个角落。电脑游戏、公共汽车、数码照相机……我们衣食住行的每个细节都闪现着爱因斯坦的影子。

烟雾探测器

这里用一个假设的“你”做比喻。早晨当从下榻的宾馆起来,走出房间准备晨练时,请注意头上的烟雾探测器。它利用放射性物质镅-241释放出能量,产生一小束带电粒子。一旦发生意外,从火焰里冒出来的烟雾与粒子束发生反应,触动警报器自动拉响。

由于镅的原子核不稳定,一旦裂开,质量似乎就消失了一些,因为碎片的质量比原来的原子核小。其实,镅原子的质量根本没有消失。这是爱因斯坦告诉我们的。

平坦的公路

回到家后要开车去上班,车轮下的平坦公路里也刻着爱因斯坦的功劳。在爱因斯坦的博士论文中探讨了在不同溶液中测量分子的新方法,这些方法后来成为胶体化学的基本方法。建材工程师在建造公路时,就是利用他的研究成果。

电脑显示器

来到办公室,打开电脑开始工作。在短促的瞬间,电子正从显像管的阴极发射出来,好像在飞驰过程中获得了能量,积聚在显示屏上———这正好符合爱因斯坦的狭义相对论。发明电脑显示器的工程师必须使显示器符合“相对论效应”,否则控制电子飞驰的磁铁就会在显示屏上产生模糊图像,使你无法工作,当然,精彩的电脑游戏也玩不起来了。

精准的激光

下班后到超市购物,手里的每一件商品条形码也得益于爱因斯坦的激光理论,只有激光才能准确读出条形码中的编码。

『陆』 爱因斯坦发明有什么

重要贡献相对论 狭义相对论的创立: 早在16岁时,爱因斯坦就从书本上了解到光是以很快速度前进的电磁波,他产生了一个想法,如果一个人以光的速度运动,他将看到一幅什么样的世界景象呢?他将看不到前进的光,只能看到在空间里振荡着却停滞不前的电磁场。这种事可能发生吗? 与此相联系,他非常想探讨与光波有关的所谓以太的问题。以太这个名词源于希腊,用以代表组成天上物体的基本元素。17世纪,笛卡尔首次将它引入科学,作为传播光的媒质。其后,惠更斯进一步发展了以太学说,认为荷载光波的媒介物是以太,它应该充满包括真空在内的全部空间,并能渗透到通常的物质中。与惠更斯的看法不同,牛顿提出了光的微粒说。牛顿认为,发光体发射出的是以直线运动的微粒粒子流,粒子流冲击视网膜就引起视觉。18世纪牛顿的微粒说占了上风,然而到了19世纪,却是波动说占了绝对优势,以太的学说也因此大大发展。当时的看法是,波的传播要依赖于媒质,因为光可以在真空中传播,传播光波的媒质是充满整个空间的以太,也叫光以太。与此同时,电磁学得到了蓬勃发展,经过麦克斯韦、赫兹等人的努力,形成了成熟的电磁现象的动力学理论——电动力学,并从理论与实践上将光和电磁现象统一起来,认为光就是一定频率范围内的电磁波,从而将光的波动理论与电磁理论统一起来。以太不仅是光波的载体,也成了电磁场的载体。直到19世纪末,人们企图寻找以太,然而从未在实验中发现以太。 但是,电动力学遇到了一个重大的问题,就是与牛顿力学所遵从的相对性原理不一致。关于相对性原理的思想,早在伽利略和牛顿时期就已经有了。电磁学的发展最初也是纳入牛顿力学的框架,但在解释运动物体的电磁过程时却遇到了困难。按照麦克斯韦理论,真空中电磁波的速度,也就是光的速度是一个恒量,然而按照牛顿力学的速度加法原理,不同惯性系的光速不同,这就出现了一个问题:适用于力学的相对性原理是否适用于电磁学?例如,有两辆汽车,一辆向你驶近,一辆驶离。你看到前一辆车的灯光向你靠近,后一辆车的灯光远离。按照麦克斯韦的理论,这两种光的速度相同,汽车的速度在其中不起作用。但根据伽利略理论,这两项的测量结果不同。向你驶来的车将发出的光加速,即前车的光速=光速+车速;而驶离车的光速较慢,因为后车的光速=光速-车速。麦克斯韦与伽利略关于速度的说法明显相悖。我们如何解决这一分歧呢? 19世纪理论物理学达到了巅峰状态,但其中也隐含着巨大的危机。海王星的发现显示出牛顿力学无比强大的理论威力,电磁学与力学的统一使物理学显示出一种形式上的完整,并被誉为“一座庄严雄伟的建筑体系和动人心弦的美丽的庙堂”。在人们的心目中,古典物理学已经达到了近乎完美的程度。德国著名的物理学家普朗克年轻时曾向他的老师表示要献身于理论物理学,老师劝他说:“年轻人,物理学是一门已经完成了的科学,不会再有多大的发展了,将一生献给这门学科,太可惜了。” 爱因斯坦似乎就是那个将构建崭新的物理学大厦的人。在伯尔尼专利局的日子里,爱因斯坦广泛关注物理学界的前沿动态,在许多问题上深入思考,并形成了自己独特的见解。在十年的探索过程中,爱因斯坦认真研究了麦克斯韦电磁理论,特别是经过赫兹和洛伦兹发展和阐述的电动力学。爱因斯坦坚信电磁理论是完全正确的,但是有一个问题使他不安,这就是绝对参照系以太的存在。他阅读了许多著作发现,所有人试图证明以太存在的试验都是失败的。经过研究爱因斯坦发现,除了作为绝对参照系和电磁场的荷载物外,以太在洛伦兹理论中已经没有实际意义。于是他想到:以太绝对参照系是必要的吗?电磁场一定要有荷载物吗? 爱因斯坦喜欢阅读哲学著作,并从哲学中吸收思想营养,他相信世界的统一性和逻辑的一致性。相对性原理已经在力学中被广泛证明,但在电动力学中却无法成立,对于物理学这两个理论体系在逻辑上的不一致,爱因斯坦提出了怀疑。他认为,相对论原理应该普遍成立,因此电磁理论对于各个惯性系应该具有同样的形式,但在这里出现了光速的问题。光速是不变的量还是可变的量,成为相对性原理是否普遍成立的首要问题。当时的物理学家一般都相信以太,也就是相信存在着绝对参照系,这是受到牛顿的绝对空间概念的影响。19世纪末,马赫在所著的《发展中的力学》中,批判了牛顿的绝对时空观,这给爱因斯坦留下了深刻的印象。 1905年5月的一天,爱因斯坦与一个朋友贝索讨论这个已探索了十年的问题,贝索按照马赫主义的观点阐述了自己的看法,两人讨论了很久。突然,爱因斯坦领悟到了什么,回到家经过反复思考,终于想明白了问题。第二天,他又来到贝索家,说:谢谢你,我的问题解决了。原来爱因斯坦想清楚了一件事:时间没有绝对的定义,时间与光信号的速度有一种不可分割的联系。他找到了开锁的钥匙,经过五个星期的努力工作,爱因斯坦把狭义相对论呈现在人们面前。 1905年6月30日,德国《物理学年鉴》接受了爱因斯坦的论文《论动体的电动力学》,在同年9月的该刊上发表。这篇论文是关于狭义相对论的第一篇文章,它包含了狭义相对论的基本思想和基本内容。狭义相对论所根据的是两条原理:相对性原理和光速不变原理。爱因斯坦解决问题的出发点,是他坚信相对性原理。伽利略最早阐明过相对性原理的思想,但他没有对时间和空间给出过明确的定义。牛顿建立力学体系时也讲了相对性思想,但又定义了绝对空间、绝对时间和绝对运动,在这个问题上他是矛盾的。而爱因斯坦大大发展了相对性原理,在他看来,根本不存在绝对静止的空间,同样不存在绝对同一的时间,所有时间和空间都是和运动的物体联系在一起的。对于任何一个参照系和坐标系,都只有属于这个参照系和坐标系的空间和时间。对于一切惯性系,运用该参照系的空间和时间所表达的物理规律,它们的形式都是相同的,这就是相对性原理,严格地说是狭义的相对性原理。在这篇文章中,爱因斯坦没有多讨论将光速不变作为基本原理的根据,他提出光速不变是一个大胆的假设,是从电磁理论和相对性原理的要求而提出来的。这篇文章是爱因斯坦多年来思考以太与电动力学问题的结果,他从同时的相对性这一点作为突破口,建立了全新的时间和空间理论,并在新的时空理论基础上给动体的电动力学以完整的形式,以太不再是必要的,以太漂流是不存在的。 什么是同时性的相对性?不同地方的两个事件我们何以知道它是同时发生的呢?一般来说,我们会通过信号来确认。为了得知异地事件的同时性我们就得知道信号的传递速度,但如何测出这一速度呢?我们必须测出两地的空间距离以及信号传递所需的时间,空间距离的测量很简单,麻烦在于测量时间,我们必须假定两地各有一只已经对好了的钟,从两个钟的读数可以知道信号传播的时间。但我们如何知道异地的钟对好了呢?答案是还需要一种信号。这个信号能否将钟对好?如果按照先前的思路,它又需要一种新信号,这样无穷后退,异地的同时性实际上无法确认。不过有一点是明确的,同时性必与一种信号相联系,否则我们说这两件事同时发生是无意义的。 光信号可能是用来对时钟最合适的信号,但光速非无限大,这样就产生一个新奇的结论,对于静止的观察者同时的两件事,对于运动的观察者就不是同时的。我们设想一个高速运行的列车,它的速度接近光速。列车通过站台时,甲站在站台上,有两道闪电在甲眼前闪过,一道在火车前端,一道在后端,并在火车两端及平台的相应部位留下痕迹,通过测量,甲与列车两端的间距相等,得出的结论是,甲是同时看到两道闪电的。因此对甲来说,收到的两个光信号在同一时间间隔内传播同样的距离,并同时到达他所在位置,这两起事件必然在同一时间发生,它们是同时的。但对于在列车内部正中央的乙,情况则不同,因为乙与高速运行的列车一同运动,因此他会先截取向着他传播的前端信号,然后收到从后端传来的光信号。对乙来说,这两起事件是不同时的。也就是说,同时性不是绝对的,而取决于观察者的运动状态。这一结论否定了牛顿力学中引以为基础的绝对时间和绝对空间框架。 相对论认为,光速在所有惯性参考系中不变,它是物体运动的最大速度。由于相对论效应,运动物体的长度会变短,运动物体的时间膨胀。但由于日常生活中所遇到的问题,运动速度都是很低的(与光速相比),看不出相对论效应。 爱因斯坦在时空观的彻底变革的基础上建立了相对论力学,指出质量随着速度的增加而增加,当速度接近光速时,质量趋于无穷大。他并且给出了著名的质能关系式:E=mc^2,质能关系式对后来发展的原子能事业起到了指导作用。 广义相对论的建立: 1905年,爱因斯坦发表了关于狭义相对论的第一篇文章后,并没有立即引起很大的反响。但是德国物理学的权威人士普朗克注意到了他的文章,认为爱因斯坦的工作可以与哥白尼相媲美,正是由于普朗克的推动,相对论很快成为人们研究和讨论的课题,爱因斯坦也受到了学术界的注意。 1907年,爱因斯坦听从友人的建议,提交了那篇著名的论文申请联邦工业大学的编外讲师职位,但得到的答复是论文无法理解。虽然在德国物理学界爱因斯坦已经很有名气,但在瑞士,他却得不到一个大学的教职,许多有名望的人开始为他鸣不平,1908年,爱因斯坦终于得到了编外讲师的职位,并在第二年当上了副教授。1912年,爱因斯坦当上了教授,1913年,应普朗克之邀担任新成立的威廉皇帝物理研究所所长和柏林大学教授。 在此期间,爱因斯坦在考虑将已经建立的相对论推广,对于他来说,有两个问题使他不安。第一个是引力问题,狭义相对论对于力学、热力学和电动力学的物理规律是正确的,但是它不能解释引力问题。牛顿的引力理论是超距的,两个物体之间的引力作用在瞬间传递,即以无穷大的速度传递,这与相对论依据的场的观点和极限的光速冲突。第二个是非惯性系问题,狭义相对论与以前的物理学规律一样,都只适用于惯性系。但事实上却很难找到真正的惯性系。从逻辑上说,一切自然规律不应该局限于惯性系,必须考虑非惯性系。狭义相对论很难解释所谓的双生子佯谬,该佯谬说的是,有一对孪生兄弟,哥在宇宙飞船上以接近光速的速度做宇宙航行,根据相对论效应,高速运动的时钟变慢,等哥哥回来,弟弟已经变得很老了,因为地球上已经经历了几十年。而按照相对性原理,飞船相对于地球高速运动,地球相对于飞船也高速运动,弟弟看哥哥变年轻了,哥哥看弟弟也应该年轻了。这个问题简直没法回答。实际上,狭义相对论只处理匀速直线运动,而哥哥要回来必须经过一个变速运动过程,这是相对论无法处理的。正在人们忙于理解相对狭义相对论时,爱因斯坦正在接受完成广义相对论。 1907年,爱因斯坦撰写了关于狭义相对论的长篇文章《关于相对性原理和由此得出的结论》,在这篇文章中爱因斯坦第一次提到了等效原理,此后,爱因斯坦关于等效原理的思想又不断发展。他以惯性质量和引力质量成正比的自然规律作为等效原理的根据,提出在无限小的体积中均匀的引力场完全可以代替加速运动的参照系。爱因斯坦并且提出了封闭箱的说法:在一封闭箱中的观察者,不管用什么方法也无法确定他究竟是静止于一个引力场中,还是处在没有引力场却在作加速运动的空间中,这是解释等效原理最常用的说法,而惯性质量与引力质量相等是等效原理一个自然的推论。 1915年11月,爱因斯坦先后向普鲁士科学院提交了四篇论文,在这四篇论文中,他提出了新的看法,证明了水星近日点的进动,并给出了正确的引力场方程。至此,广义相对论的基本问题都解决了,广义相对论诞生了。1916年,爱因斯坦完成了长篇论文《广义相对论的基础》,在这篇文章中,爱因斯坦首先将以前适用于惯性系的相对论称为狭义相对论,将只对于惯性系物理规律同样成立的原理称为狭义相对性原理,并进一步表述了广义相对性原理:物理学的定律必须对于无论哪种方式运动着的参照系都成立。 爱因斯坦的广义相对论认为,由于有物质的存在,空间和时间会发生弯曲,而引力场实际上是一个弯曲的时空。爱因斯坦用太阳引力使空间弯曲的理论,很好地解释了水星近日点进动中一直无法解释的43秒。广义相对论的第二大预言是引力红移,即在强引力场中光谱向红端移动,20年代,天文学家在天文观测中证实了这一点。广义相对论的第三大预言是引力场使光线偏转,。最靠近地球的大引力场是太阳引力场,爱因斯坦预言,遥远的星光如果掠过太阳表面将会发生一点七秒的偏转。1919年,在英国天文学家爱丁顿的鼓动下,英国派出了两支远征队分赴两地观察日全食,经过认真的研究得出最后的结论是:星光在太阳附近的确发生了一点七秒的偏转。英国皇家学会和皇家天文学会正式宣读了观测报告,确认广义相对论的结论是正确的。会上,著名物理学家、皇家学会会长汤姆孙说:“这是自从牛顿时代以来所取得的关于万有引力理论的最重大的成果”,“爱因斯坦的相对论是人类思想最伟大的成果之一”。爱因斯坦成了新闻人物,他在1916年写了一本通俗介绍相对论的书《狭义与广义相对论浅说》,到1922年已经再版了40次,还被译成了十几种文字,广为流传。 相对论的意义: 狭义相对论和广义相对论建立以来,已经过去了很长时间,它经受住了实践和历史的考验,是人们普遍承认的真理。相对论对于现代物理学的发展和现代人类思想的发展都有巨大的影响。 相对论从逻辑思想上统一了经典物理学,使经典物理学成为一个完美的科学体系。狭义相对论在狭义相对性原理的基础上统一了牛顿力学和麦克斯韦电动力学两个体系,指出它们都服从狭义相对性原理,都是对洛伦兹变换协变的,牛顿力学只不过是物体在低速运动下很好的近似规律。广义相对论又在广义协变的基础上,通过等效原理,建立了局域惯性长与普遍参照系数之间的关系,得到了所有物理规律的广义协变形式,并建立了广义协变的引力理论,而牛顿引力理论只是它的一级近似。这就从根本上解决了以前物理学只限于惯性系数的问题,从逻辑上得到了合理的安排。相对论严格地考察了时间、空间、物质和运动这些物理学的基本概念,给出了科学而系统的时空观和物质观,从而使物理学在逻辑上成为完美的科学体系。 狭义相对论给出了物体在高速运动下的运动规律,并提示了质量与能量相当,给出了质能关系式。这两项成果对低速运动的宏观物体并不明显,但在研究微观粒子时却显示了极端的重要性。因为微观粒子的运动速度一般都比较快,有的接近甚至达到光速,所以粒子的物理学离不开相对论。质能关系式不仅为量子理论的建立和发展创造了必要的条件,而且为原子核物理学的发展和应用提供了根据。 对于爱因斯坦引入的这些全新的概念,当时地球上大部分物理学家,其中包括相对论变换关系的奠基人洛仑兹,都觉得难以接受。甚至有人说“当时全世界只有两个半人懂相对论”。旧的思想方法的障碍,使这一新的物理理论直到一代人之后才为广大物理学家所熟悉,就连瑞典皇家科学院,1922年把诺贝尔物理学奖授予爱因斯坦时,也只是说“由于他对理论物理学的贡献,更由于他发现了光电效应的定律。”对爱因斯坦的诺贝尔物理学奖颁奖辞中竟然对于爱因斯坦的相对论只字未提。 E=mc^2 物质不灭定律,说的是物质的质量不灭;能量守恒定律,说的是物质的能量守恒。(信息守恒定律) 虽然这两条伟大的定律相继被人们发现了,但是人们以为这是两个风马牛不相关的定律,各自说明了不同的自然规律。甚至有人以为,物质不灭定律是一条化学定律,能量守恒定律是一条物理定律,它们分属于不同的科学范畴。 爱因斯坦认为,物质的质量是惯性的量度,能量是运动的量度;能量与质量并不是彼此孤立的,而是互相联系的,不可分割的。物体质量的改变,会使能量发生相应的改变;而物体能量的改变,也会使质量发生相应的改变。 在狭义相对论中,爱因斯坦提出了著名的质能公式:E=mc^2 (这里的E代表物体的能量,m代表物体的质量,c代表光的速度,即3×10^8m/s)。 爱因斯坦的理论,最初受到许多人的反对,就连当时一些著名物理学家也对这位年青人的论文表示怀疑。然而,随着科学的发展,大量的科学实验证明爱因斯坦的理论是正确的,爱因斯坦才一跃而成为世界著名的科学家,成为20世纪世界最伟大的科学家。 爱因斯坦的质能关系公式,正确地解释了各种原子核反应:就拿 氦 4 来说,它的原子核是由2个质子和2个中子组成的。照理,氦4原子核的质量就等于2个质子和2个中子质量之和。实际上,这样的算术并不成立,氦核的质量比2个质子、2个中子质量之和少了0.0302原子质量单位[57]!这是为什么呢?因为当2个氘[]核(每个氘核都含有1个质子、1个中子)聚合成1个氦4原子核时,释放出大量的原子能。生成1克氦4原子时,大约放出2.7×10^12焦耳的原子能。正因为这样,氦4原子核的质量减少了。 这个例子生动地说明:在2个氘原子核聚合成1个氦4原子核时,似乎质量并不守恒,也就是氦4原子核的质量并不等于2个氘核质量之和。然而,用质能关系公式计算,氦4原子核失去的质量,恰巧等于因反应时释放出原子能而减少的质量! 这样一来,爱因斯坦就从更新的高度,阐明了物质不灭定律和能量守恒定律的实质,指出了两条定律之间的密切关系,使人类对大自然的认识又深了一步。 光电效应 光照射到某些物质上,引起物质的电性质发生变化。这类光致电变的现象被人们统称为光电效应(Photoelectric effect)。 光电效应分为光电子发射、光电导效应和光生伏特效应。前一种现象发生在物体表面,又称外光电效应。后两种现象发生在物体内部,称为内光电效应。 赫兹于1887年发现光电效应,爱因斯坦第一个成功的解释了光电效应。金属表面在光辐照作用下发射电子的效应,发射出来的电子叫做光电子。光波长小于某一临界值时方能发射电子,即极限波长,对应的光的频率叫做极限频率。临界值取决于金属材料,而发射电子的能量取决于光的波长而与光强度无关,这一点无法用光的波动性解释。还有一点与光的波动性相矛盾,即光电效应的瞬时性,按波动性理论,如果入射光较弱,照射的时间要长一些,金属中的电子才能积累住足够的能量,飞出金属表面。可事实是,只要光的频率高于金属的极限频率,光的亮度无论强弱,光子的产生都几乎是瞬时的,不超过十的负九次方秒。正确的解释是光必定是由与波长有关的严格规定的能量单位(即光子或光量子)所组成。 光电效应里,电子的射出方向不是完全定向的,只是大部分都垂直于金属表面射出,与光照方向无关 ,光是电磁波,但是光是高频震荡的正交电磁场,振幅很小,不会对电子射出方向产生影响。 1905年,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。 “上帝不掷骰子” 爱因斯坦曾经是量子力学的催生者之一,但是他不满意量子力学的后续发展,爱因斯坦始终认为“量子力学(以玻恩为首的哥本哈根诠释:“基本上,量子系统的描述是机率的。一个事件的机率是波函数的绝对值平方。”)不完整”,但苦于没有好的解说样板,也就有了著名的“上帝不掷骰子”的否定式呐喊!其实,爱因斯坦的直觉是对的,决定论的量子诠释才是“量子论诠释”的本真、根源。爱因斯坦到过世前都没有接受量子力学是一个完备的理论。爱因斯坦还有另一个名言:“月亮是否只在你看着他的时候才存在?” 宇宙常数 爱因斯坦在提出相对论的时候,曾将宇宙常数(为了解释物质密度不为零的静态宇宙的存在﹐他在引力场方程中引进一个与度规张量成比例的项﹐用符号Λ 表示。该比例常数很小﹐在银河系尺度范围可忽略不计。只在宇宙尺度下﹐Λ 才可能有意义﹐所以叫作宇宙常数。即所谓的反引力的固定数值)代入他的方程。他认为,有一种反引力,能与引力平衡,促使宇宙有限而静态。当哈勃得意洋洋的在天文望远镜展示给爱因斯坦看时,爱因斯坦惭愧极了,他说:“这是我一生所犯下的最大错误。”宇宙是膨胀着的!哈勃等认为,反引力是不存在的,由于星系间的引力,促使膨胀速度越来越慢。 那么,爱因斯坦就完全错了吗?不。星系间有一种扭旋的力,促使宇宙不断膨胀,即暗能量。70亿年前,它们“战胜”了暗物质,成为宇宙的主宰。最新研究表明,按质量成份(只算实质量,不算虚物质)计算,暗物质和暗能量约占宇宙96%。看来,宇宙将不断加速膨胀,直至解体死亡。(目前也有其它说法,争议不休)。宇宙常数虽存在,但反引力的值远超过引力。也难怪这位倔强的物理学家与波尔在量子力学的争论:“上帝是不掷骰子的!”(不要指挥上帝如何决定宇宙的命运) 林德饶有风趣的说:“现在,我终于明白,为什么他(爱因斯坦)这么喜欢这个理论,多年后依然研究宇宙常数,宇宙常数依然是当今物理学最大的疑问之一。”

『柒』 爱因斯坦都发明了什么

爱因斯坦不是发明家,他是理论物理学家,他创立了现代物理学的两大支柱之一的相对论,也是质能等价公式(E=mc2)的发现者。爱因斯坦基本没有参与到具体的某种物品的发明创造,但是他的理论在后世都一一得到验证,后人利用这些发明创造了不少物品,比如冰箱。

爱因斯坦和他的学生列奥·西拉德在1926年共同发明了一种吸收式制冷系统,既不用电,也没有活动零件,后来被称为爱因斯坦冰箱。他们在很多国家申请到专利。一家瑞典制冷设备公司伊莱克斯为了防止这种新技术带来的竞争,买断了他们的专利。

另外,德国的AEG也和他们签约,并且发展出爱因斯坦-西拉德电磁汞与爱因斯坦冰箱原型,但由于不具毒性的制冷剂氟利昂于1930年开始大量生产,发展爱因斯坦冰箱的需要不再成立。爱因斯坦-西拉德电磁汞后来被用在核子增殖反应堆的制冷系统。

据说,爱因斯坦在看报纸时,读到一则新闻,关于一家人死于从冰箱中泄露出的制冷剂,在那时使用的制冷剂,例如氨气、二氧化硫等,毒性都很强,爱因斯坦大为震惊,因此开始在这方面的研究。

(7)爱丁顿发明了什么扩展阅读:

爱因斯坦的理论主要有量子论,狭义相对论,广义相对论,宇宙学,都对后世产生了很大的影响:

1、量子论。

量子论的发展因爱因斯坦的一项开创性贡献而发展起来。他把普朗克的量子论假说推向前进,利用量子概念分析辐射的传播和吸收,提出光量子概念,完满地解释了经典物理学无法解释的光电效应的经验规律。

光量子概念的提出在人类认识自然界的历史上第一次揭示了光同时具有波动性和粒子性,即波粒二象性,它为量子力学的建立开辟了道路。波粒二象性也成为整个微观世界的最基本的特征。

1906年,他把量子概念扩展到物体内部的振动上,基本上说明了低温条件下固体的比热容同温度之间的关系。1916年,他继续发展量子论,发表《关于辐射的量子理论》的论文,从玻尔的量子跃迁概念导出黑体辐射谱。

在这项研究中他把统计物理概念和量子论结合起来,提出自发发射及受激发射等概念。从量子论的基础直到受激发射概念,对天体物理学,特别是理论天体物理学有很大影响。

2、狭义相对论。

相对论作为爱因斯坦终生事业标志的是他的相对论。1905年6月,爱因斯坦发表了开创物理学新纪元的题为《论动体的电动力学》的一篇长论文,完整地提出了狭义相对论。狭义相对论的提出在很大程度上解决了19世纪末出现的古典物理学的危机,推动了整个物理学理论的革命。

狭义相对论最出色的成果之一是揭示了能量与质量之间的联系,著名的关系式E=mc2,成为打开核能源理论的金钥匙。核能的发现,使长期存在的恒星能源的疑难最终获得了满意的解决。近年来发现越来越多的高能天体物理现象,狭义相对论已成为解释这些现象的一种最基本的理论工具。

3、广义相对论。

狭义相对论确立之后,爱因斯坦并不感到满足,他开始致力于引力理论的研究,力图把相对性原理的适用范围推广到非惯性系。1907年,爱因斯坦提出了等效原理,引力场同参照系的相当的加强度在物理上完全等价。

并由此推论出:在引力场中,钟要走得快,光波波长要变化,光线要弯曲。等效原理的发现,爱因斯坦认为是他一生最愉快的思索,为广义相对论的提出打下了基础。1913年,他发表了《广义相对论纲要和引力理论》,提出了引力的度规场理论,这是首次把引力和度规结合起来。

1916年,爱因斯坦写了一篇总结性论文《广义相对论的基础》;同年底,又写了一本普及性小册子《狭义与广义相对论浅说》。

根据广义相对论,爱因斯坦推断算出水星近日点的不规则运动,并推断光在引力场中将沿曲线传播。1919年,英国天文学家A.S.爱丁顿等在日食观测中证实了爱因斯坦的这一预见。

4、宇宙学。

爱因斯坦在天文学方面的重大贡献是宇宙学理论的创立。1917年,爱因斯坦用广义相对论的结果来研究整个宇宙的时空结构,发表了开创性论文《根据广义相对论对宇宙学所作的考查》。这篇论文宣告了一个新的研究领域宇宙学的诞生。

论文分析了“宇宙在空间上是无限的”这一传统观念,指出它同牛顿引力理论和广义相对论引力论都是不协调的;事实上,人们无法为引力场方程在空间无限远处给出合理的边界条件。他认为,可能的出路是把宇宙看做是一个“具有有限空间(三维的)体积的自身闭合的连续区”。

爱因斯坦推翻了传统的宇宙空间三维欧几里得几何的无限性,建立了静态有限无边的动力学宇宙模型。以科学论据推论宇宙在空间上是有限无界的,这在人类历史上是一个大胆的创举,使宇宙学摆脱了纯粹猜测性的思辨,进入现代科学领域,是宇宙观的一次革命。

爱因斯坦在宇宙学的研究中引进用动力学建立宇宙模型的方法,引进了宇宙学原理、弯曲空间等新概念。这种崇尚科学的态度,继承了哥白尼等开创的科学探索精神。他所提出的宇宙有限无界的假说,由后人发展成为宇宙膨胀理论和大爆炸宇宙学,成为迄今最成功的宇宙理论。

参考资料来源:网络——爱因斯坦

参考资料来源:人民网——爱因斯坦鲜为人知的10件

『捌』 爱因斯坦一生有多少发明,最有价值的是什么

相对论以及光电效应;最有价值的是相对论。

提起爱因斯坦,恐怕无人不知,。虽然爱因斯坦离开已经六十多年,但相对论已成为我们现代物理的重要理论。2015年,相对论预言的引力波被探测到。LIGO因此荣获17年诺物理学奖。让我们对爱因斯坦更肃然起敬,不禁问:“爱因斯坦一生有多少发明,最有价值的是什么?

诺奖委员会在人选上,会考虑爱因斯坦,委员会成员保守、认为相对论超前,预言没得到证据。其实,当时的科技水平也没有能力检验预言。引力波探测在一个世纪后成功的。

『玖』 爱因斯坦一生有多少发明,又得过多少次诺贝尔奖呢

提起阿尔伯特·爱因斯坦的大名,恐怕是无人不知,无人不晓。虽然这位伟人离开我们已经六十多年了,但他的相对论已成为我们现代物理的一大支柱。就在几年前,2015年,他的相对论预言的最后一块拼图——引力波被探测到。探测到它的科学组织LIGO因此荣获2017年诺贝尔物理学奖。这让我们对相对论更加地肃然起敬,不禁要问:“提出相对论的爱因斯坦究竟发明了多少东西,他又获得了多少次诺贝尔奖?”

虽然爱因斯坦只获得过一次诺贝尔奖,但他不是因为诺贝尔奖才光荣。相反,诺贝尔奖因为爱因斯坦才更熠熠生辉。

『拾』 爱因斯坦发明或发现了什么

爱因斯坦是发现了什么,不是发明了什么。。 阿尔伯特·爱因斯坦 ( Albert Einstein ,1879年3月14日-1955年4月18日)是20世纪著名的犹太裔理论物理学家、思想家及哲学家,也是相对论的创立者。阿尔伯特·爱因斯坦被誉为是现代物理学之父及二十世纪最重要的科学家之一。 奇迹年 爱因斯坦在1905年发表了六篇划时代的论文,分别为:《关于光的产生和转化的一个试探性观点》、《分子大小的新测定方法》、《热的分子运动论所要求的静液体中悬浮粒子的运动》、《论动体的电动力学》、《物体的惯性同它所含的能量有关吗?》、《布朗运动的一些检视》。因此这一年被称为“爱因斯坦奇迹年”。100年后的2005年因此被定为“世界物理年”。 成名 爱因斯坦1908年兼任伯尔尼大学的兼职讲师。1909年离开专利局任苏黎世大学理论物理学副教授。1911年任布拉格德国大学理论物理学教授,1912年任母校苏黎世联邦理工学院教授。1914年,应马克斯·普朗克和瓦尔特·能斯特的邀请,回德国任威廉皇家物理研究所所长兼柏林大学教授,直到1933年。1920年应亨德里克·洛伦兹和保罗·埃伦费斯特的邀请,兼任荷兰莱顿大学特邀教授。第一次世界大战爆发后,他投入公开和地下的反战活动。 1919年11月10日《纽约时报》刊登新观察证实相对论的消息,形容这是爱因斯坦理论的大胜利。 1915年爱因斯坦发表了广义相对论 。他所作的光线经过太阳引力场要弯曲的预言,于1919年由英国天文学家亚瑟·斯坦利·爱丁顿的日全蚀观测结果所证实。1916年他预言的引力波在1978年也得到了证实。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。 1917年爱因斯坦在《论辐射的量子性》一文中提出了受激辐射理论,成为激光的理论基础。 爱因斯坦因在光电效应方面的研究,被授予1921年诺贝尔物理学奖。 在瑞典科学院的公告中并未提及相对论,原因是认为相对论还有争议。 著名成就: 广义相对论 狭义相对论 布朗运动 光电效应 E=mc05 爱因斯坦场方程 玻色-爱因斯坦统计 EPR悖论

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