相对论的创立者 爱因斯坦
真正有价值的东西不是出自雄心壮志或单纯的责任感;而是出自对人和对客观事物的热爱和专心。
——爱因斯坦
爱因斯坦对物理学的不同领域的影响是如此的广泛深远,以至于试图追溯物理学发展进程的科学家都不知该从何着手。这是美国科学史学家霍尔顿对爱因斯坦的评价。诚如所言,爱因斯坦所创立的科学理论成为了20世纪物理学的奠基石,他的狭义和广义相对论等理论为人类理解自然界的基本规律以及时间、空间、质量和能量等概念提供了新的依据。他的科研成果几乎辐射到20世纪之后物理界的所有领域,这种特殊的贡献在科学史上是绝无仅有的。
1879年的3月,爱因斯坦出生于德国西南的乌耳姆城的一个犹太人的家庭。幼年的他不但没有显露早慧的迹象,甚至还有些愚笨而且怪僻。据说他3岁才学会说话,9岁时说话还不通畅。爱因斯坦幼年非常憎恨学校,因为学校严苛死板的教育方式使他很不自在。因而他的功课与其他同学相比毫无突出之处。但在这时候,爱因斯坦喜欢上了拉小提琴,并成为他一生的爱好。
1894年,爱因斯坦全家迁至意大利。为了和家人团聚,他还没有拿到学历就离开了学校。两年后,他终于通过考试跨进了苏黎世工业大学学习数学和物理学。需要说的是,这是他第二次报考,这样的表现让人无法想象他日后的那种超凡智慧,这也许是大智若愚的最好例证吧。
大学毕业后,爱因斯坦希望继续深造。在接下来的一年中,他辗转于各地的高校递交申请,但结果却是一场徒劳。后来,他在同学马塞尔·格罗斯曼的帮助下,找了一份专利局审核员的工作,在那相对轻松的工作环境中,他的大脑深深陷入了理论物理世界之中。不久,他的时间与空间相对论在旁人看似无所事事的日子里开始孕育了。
1905年是爱因斯坦在科学研究中史无前例的奇迹年。在这一年,他在《物理学年鉴》上发表了5篇至关重要的论文,这些论文在物理学多个领域做出了划时代的贡献。其中第一篇利用光量子概念巧妙地解释了经典物理学无法解释的去电效应;第二篇是关于分子大小测定法的论文,凭此论文,爱因斯坦拿到了博士学位;在第三篇中,爱因斯坦应用数学工具,证明了液体分子无规则运动是分子的热力和分子间相互碰撞的结果,从而成功解释了布朗运动现象。
第四篇论文是最重要的一篇,在这篇论文中,他提出了狭义相对论。在此理论中,爱因斯坦明确指出世界上没有绝对的时空存在,时间和空间都取决于参考系的位置和相对速度,这对经典物理学是一个前所未有的挑战;在最后一篇文章中,爱因斯坦提出了著名的e=mc2质能方程式(e代表能量,m代表质量,c代表光速),揭开了质量与能量转换的奥秘,同时也为核能研究提供了理论基础。
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