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Albertus Magnus

大阿爾伯特(Albertus Magnus,約1200年-1280年11月15日) 德國天主教多明我會主教和哲學家。是一位富有的德國貴族之子,1223年在帕多瓦學習並加入天主教多明我會。他在巴黎大學開始接觸亞里士多德著作新譯本以及阿威羅伊的注釋。他花費大約20年時間完成《物理學》這部巨著,內容包含自然科學、邏輯學、修辭學、數學、天文學、倫理學、經濟學、政治學和玄學等。他認為基督教有些教義是信仰和理性都可以承認的。1248年阿爾伯圖斯在科隆建立德國第1個多明我會研究院。當時其主要門徒是托馬斯·阿奎納。阿爾伯圖斯的著作代表着他那個時代的全部歐洲知識,也對自然科學貢獻卓著。

阿爾伯特

Albertus Magnus,約1200~1280   中世紀德意志經院哲學家、神學家,多明我會修士。曾在意大利帕多瓦大學學習。後在巴黎等地從事教學活動。1260~1262年成為雷根斯堡的主教,此後在科隆一修道院隱居,致力於他的研究。1931年成為教會博士。因學識淵博他被稱為大(譯為博學)阿爾伯特。他提倡實在論,並以亞里士多德的學說為神學作註腳。認為科學是信仰的準備與先驅,將宗教分為自然宗教與信仰宗教。著有《亞里士多德哲學註疏》等。   

說到阿爾伯特不能不提愛因斯坦.   阿爾伯特·愛因斯坦 (Albert Einstein,1879年3月14日-1955年4月18日),舉世聞名的德裔美國科學家,現代物理學的開創者和奠基人。   

愛因斯坦1900年畢業於蘇黎世工業大學,併入瑞士籍。1905年獲蘇黎世大學哲學博士學位。曾在伯爾尼專利局任職。蘇黎世工業大學、布拉格德意志大學教授。1913年返德國,任柏按時打發林威廉皇帝物理研究所長和柏林大學教授,並當選為普魯士科學院院士。1933年因受納粹政權迫害,遷居美國,任普林斯頓高級研究所教授,從事理論物理研究,1940年入美國國籍。   

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,重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。理論天體物理學的第一個成熟的方面——恆星大氣理論,就是在量子理論和輻射理論的基礎上建立起來的。愛因斯坦的狹義相對論成功地揭示了能量與質量之韋爾奇為人情惡間的關係,解決了長期存在的恆星能源來源的難題。近年來發現越來越多的高能物理現象,狹義相對論已成為解釋這種現象的一種最基本的理論工具。其廣義相對論也解決了一個天文學上多年的不解之謎,並推斷出後來被驗證了的光線彎曲現象,還成為後來許多天文概念的理論基礎。   

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。

簡介

成長履歷

1879年3月14日上午11時30分,愛因斯坦出生在德國烏爾姆市(Ulm, Kingdom of Württemberg, German Empire)班霍夫街135號。父母都是猶太人。父名赫爾曼·愛因斯坦,母親玻琳。   

1881年11月18日,愛因斯坦的妹妹瑪婭在慕尼黑出生。   

1884年,愛因斯坦對袖珍羅盤着迷。   

1885年,愛因斯坦開始學小提琴。   

1886年,愛因斯坦在慕尼黑公立學校(Council School)讀書;在家裡學習猶太教的教規。   

1888年,愛因斯坦入路易波爾德高級中學學習。在學校繼續受宗教教育,接受受戒儀式。弗里德曼是指導老師。   

1889年,在醫科大學生塔爾梅引導下,讀通俗科學讀物和哲學著作。   

1891年,自學歐幾里德幾何學(Euclidean geometry),感到狂熱的喜愛,同時開始自學高等數學。愛因斯坦開始懷疑歐幾里德的假定。   

1892年,開始讀康德(Immanuel Kant)的著作。   

1894年,愛因斯坦一家移居意大利。   

1895年,自學完微積分(calculus)。 同年,愛因斯坦在瑞士理工學院(德文首字母縮寫詞ETH)的入學考試失敗。   

1896年,獲阿勞中學畢業證書。10月29日,愛因斯坦遷居使歷史並在瑞士理工學院就讀。   

1899年10月19日,愛因斯坦正式申請瑞士公民權。   

1900年8月愛因斯坦畢業於蘇黎世聯邦工業大學;12月完成論文《由毛細管現象得到的推論》,次年發表在萊比錫《物理學雜誌》上併入瑞士籍。   

1901年3月21日,取得瑞士國籍。在這一年5-7月完成電勢差的熱力學理論的論文。   

1902年6月16日,被瑞士伯爾尼專利局僱傭。   

1904年9月,由專利局的試用人員轉為正式三級技術員。   

1905年3月,發表量子論,提出光量子假說,解決了光電效應問題。4月向蘇黎世大學提出論文《分子大小的新測定法》,取得博士學位。5月完成論文《論動體的電動力學》,獨立而完整地提出狹義相對性原理,開創物理學的新紀元。   

1906年4月,晉升為專利局二級技術員。11月完成固體比熱的論文,這是關於固體的量子論的第一篇論文。   

1907年,專利局二級技術員   1908年10月兼任伯爾尼大學編外講師。   

909年10月,離開伯爾尼專利局,任蘇黎世大學理論物理學副教授。   

1910年10月,完成關於臨界乳光的論文。   

1911,從瑞士遷居到布拉格。   

1912年提出「光化當量」定律。   

1913年他返德國,任柏林威廉皇帝物理研究所長和柏林洪堡大學教授,並當選為普魯士科學院院士。   

1914年4月,愛因斯坦接受德國科學界的邀請,遷居到柏林,   8月 即爆發了第一次世界大戰。他雖身居戰爭的發源地,生活在戰爭鼓吹者的包圍之中,卻堅決地表明了自己的反戰態度。   9月 愛因斯坦參與發起反戰團體「新祖國同盟」,在這個組織被宣布為非法、成員大批遭受逮捕和迫害而轉入地下的情況下,愛因斯坦仍堅決參加這個組織的秘密活動。   10月 德國的科學界和文化界在軍國主義分子的操縱和煽動下,發表了「文明世界的宣言」,為德國發動的侵略戰爭辯護,鼓吹德國高於一切,全世界都應該接受「真正德國精神」。在「宣言」上簽名的有九十三人,都是當時德國有聲望的科學家、藝術家和牧師等。就連能斯脫、倫琴、奧斯特瓦爾德、普朗克等都在上面簽了字。當徵求愛因斯坦簽名時,他斷然拒絕了,而同時他卻毅然在反戰的《告歐洲人書》上籤上自己的名字。這一舉動震驚了全世界。   

1915年11月,提出廣義相對論引力方程的完整形式,並且成功地解釋了水星近日點運動。   

1916年3月,完成總結性論文《廣義相對論的基礎》。5月提出宇宙空間有限無界的假說。8月完成《關於輻射的量子理論》,總結量子論的發展,提出受激輻射理論。   

1917年,列寧領導的蘇聯社會主義革命勝利後,愛因斯坦熱情地支持這個偉大的革命,讚揚這是一次對全世界將有決定性意義的、偉大的社會實驗並表示:「我尊敬列寧,因為他是一位有完全自我犧牲精神,全心全意為實現社會正義而獻身的人。我並不認為他的方法是切合實際的,但有一點可以肯定:像他這種類型的人,是人類良心的維護者和再造者。」   

1921年,愛因斯坦因光電效應研究而獲得諾貝爾物理學獎,他的研究推動了量子力學的發展。   1月訪問布拉格和維也納。1月27日在普魯士科學院作《幾何學和經驗》的報告。   2月去阿姆斯特丹參加國際工聯會議。   4月5日—5月30日,為了給耶路撒冷的希伯萊大學的創建籌集資金,同魏茨曼一起首次訪問美國。在哥倫比亞大學獲巴納德勳章。在白宮受哈丁總統接見。在訪問芝加哥、波士頓和普林斯頓期間,就相對論進行了4次講學。   6月訪問英國,拜謁了牛頓墓地。   1922年1月完成關於統一場論的第一篇論文。3—4月訪問法國,努力促使法德關係正常化。發表批判馬赫哲學的談話。   4月參加國際聯盟知識界合作委員會。   7月受到被謀殺的威脅,暫離柏林。   10月8日,愛因斯坦和艾爾莎在馬賽乘輪船赴日本。沿途訪問科倫坡、新加坡、香港和上海。   11月9日,在去日本途中——上海,愛因斯坦通過電報知道被授予1921年諾貝爾物理學獎金。   11月17日—12月29日,訪問日本。   

1923年2月2日,從日本返回途中,到巴勒斯坦訪問,逗留12天。   2月8日,成為特拉維夫市的第一個名譽公民。   從巴勒斯坦返回德國途中,訪問了西班牙。   3月,愛因斯坦對國聯的能力大失所望,向國聯提出辭職。6—7月,幫助創建「新俄朋友協會」,並成為其執行委員會委員。   7月,到哥德堡接受1921年度諾貝爾獎金。並講演相對論,作為對得到諾貝爾獎金的感謝。   發現了康普頓效應,解決了光子概念中長期存在的矛盾。12月,第一次推測量子效應可能來自過度約束的廣義相對論場方程。   1924年加入柏林的猶太組織,並成為繳納會費的會員。   6月,重新考慮加入國聯。   12月,取得最後一個重大發現,從統計漲落的分析中得出一個波和物質締合的獨立的論證。此時,還發現了波色—愛因斯坦凝聚。   1925年受聘為德蘇合作團體「東方文化技術協會」理事。   5—6月,去南美洲訪問。 與甘地和其他人一道,在拒絕服兵役的聲明上簽字。接受科普列獎章。為希伯萊大學的董事會工作。發表《非歐幾里德幾何和物理學》。   1926年春,同海森伯討論關於量子力學的哲學問題。接受「皇家天文學家」的金質獎章。接受為蘇聯科學院院士。   1

927年2月在巴比塞起草的反法西斯宣言上簽名。參加國際反帝大同盟,被選為名譽主席。   10月參加第五屆布魯塞爾索爾維物理討論會,開始同哥本哈根學派就量子力學的解釋問題進行激烈論戰。發表《牛頓力學及其對理論物理學發展的影響》。   1928年1月被選為「德國人權同盟」(前身為德國「新祖國同盟」)理事。春,由於身體過度勞累,健康欠佳,到瑞士達伏斯療養,並為療養青年講學。發表《物理學的基本概念至其最近的變化》。   4月海倫·杜卡斯開始到愛因斯坦家擔任終生的私人秘書。   1929年2月發表《統一場論》。   3月,50歲生日,躲到郊外以避免生日慶祝會。第一次訪問比利時皇室,與伊麗莎白女皇結下友誼,直到去世之前一直與比利時女皇通信。   6月28日獲普朗克獎章。   9月以後同法國數學家阿達馬進行關於戰爭與和平問題的爭論,堅持無條件地反對一切戰爭。   

1930年不滿國際聯盟在改善國際關係上的無所作為,提出辭職。5月,在「國際婦女和平與自由同盟」的世界裁軍聲明上簽字。   7月同泰戈爾爭論真理的客觀性問題。   12月11日—1931年3月4日,愛因斯坦第二次到美國訪問,主要在加利福尼亞州理工學院講學。   12月13日,沃克市長向愛因斯坦贈送紐約市的金鑰匙。   12月19日—20日,訪問古巴。發表《我的世界觀》、《宗教和科學》等文章。   1931年3月從美國回柏林。   5月訪問英國,在牛津講學。   11月號召各國對日本經濟封鎖,以制止其對中國的軍事侵略。   12月再度去加利福尼亞講學。   為參加1932年國際裁軍會議,特地發表了一系列文章和演講。   發表《麥克斯韋對物理實在觀念發展的影響》。1932年2月,對於德國和平主義者奧西茨基被定為叛國罪,在帕莎第納提出抗議。   3月從美國回柏林。   5月去劍橋和牛津講學,後趕到日內瓦列席裁軍會議,感到極端失望。   6月同墨菲作關於因果性問題的談話。   7月同弗洛伊德通信,討論戰爭的心理問題。   號召德國人民起來保衛魏瑪共和國,全力反對法西斯。12月10日,和妻子離開德國去美國。原來打算訪問美國,然而,他們從此再也沒有踏上德國的領土。   1933年1月30日,納粹上台。   3月10日,在帕莎第納發表不回德國的聲明,次日啟程回歐洲。   3月20日,納粹搜查他的房屋,他發表抗議。後他在德國的財產被沒收,著作被焚。   3月28日從美國到達比利時,避居海邊農村。   4月21日宣布辭去普魯士科學院職務。   5月26日給勞厄的信中指出科學家對重大政治問題不應當默不作聲。   6月到牛津講學後即回比利時。   7月改變絕對和平主義態度,號召各國青年武裝起來準備同納粹德國作殊死鬥爭。   9月初納粹以2萬馬克懸賞殺死他。   9月9日,渡海前往英國,永遠離開歐洲。   10月3日在倫敦發表演講《文明和科學》。   10月10日離開英國,10月17到達美國,定居於普林斯頓,應聘為高等學術研究院教授。   

1934年文集《我的世界觀》由其繼女婿魯道夫·凱澤爾編輯出版。1935年5月到百慕大作短期旅行。在百慕大正式申請永遠在美國居住。這也是他最後一次離開美國。   獲富蘭克林獎章。   同波多耳斯基和羅森合作,發表向哥本哈根學派挑戰的論文,宣稱量子力學對實在的描述是不完備的。   為使諾貝爾獎金(和平獎)贈予關在納粹集中營中的奧西茨基而奔走。   1936年開始同英費爾德和霍夫曼合作研究廣義相對論的運動問題。   12月20日妻艾爾莎病故。   發表《物理學和實在》、《論教育》。   

1937年3—9月參加由英費爾德執筆的通俗冊子《物理學的進化》的編寫工作。   3月聲援中國「七君子」。   6月同英費爾德和霍夫曼合作完成論文《引力方程和運動問題》,從廣義相對論的場方程推導出運動方程。   1938年同柏格曼合寫論文《卡魯查電學理論的推廣》。   9月給五千年後的子孫寫信,對資本主義社會現狀表示不滿。[1   

1939年8月2日在西拉德推動下,上書羅斯福總統,建議美國抓緊原子能研究,防止德國搶先掌握原子彈。   妹妹瑪雅從歐洲來美,在愛因斯坦家長期住下來。1940年5月15日發表《關於理論物理學基礎的考查》。   5月22日致電羅斯福,反對美國的中立政策。   10月1日取得美國國籍。   

1941年發表《科學和宗教》等文章。   

1942年10月在猶太人援蘇集會上熱烈讚揚蘇聯各方面的成就。   

1943年5月作為科學顧問參與美國海軍部工作。1944年為支持反法西斯戰爭,以600萬美元拍賣1905年狹義相對論論文手稿。發表對羅素的認識論的評論。   12月同斯特恩、玻爾討論原子武器和戰後和平問題,聽從玻爾勸告,暫時保持沉默。   1945年3月同西拉德討論原子軍備的危險性,寫信介紹西拉德去見羅斯福,未果。   4月從高等學術研究院退休(事實上依然繼續照常工作)。9月以後連續發表一系列關於原子戰爭和世界政府的言論。1946年5月發起組織「原子科學家非常委員會」,擔任主席。5月接受黑人林肯大學名譽博士學位。寫長篇《自述》,回顧一生在科學上探索的道路。   5月妹妹瑪雅因中風而癱瘓,以後每夜念書給她聽。   10月,給聯合國大會寫公開信,敦促建立世界政府。   

1947年繼續發表大量關於世界政府的言論。   9月發表公開信,建議把聯合國改組為世界政府。1948年4—6月同天文學家夏普林利合作,全力反對美國準備對蘇聯進行「預防性戰爭」。   抗議美國進行普遍軍事訓練。   發表《量子力學和實在》。   前妻米列娃在蘇黎世病故。   12月,作剖腹手術,在腹部主動脈里發現一個大動脈瘤。   

1949年1月13日,愛因斯坦出院。   1月,寫《對批評的回答》,對哥本哈根學派在文集《阿爾伯特·愛因斯坦:哲學家—科學家》中的批判進行反批判。   5月發表《為什麼要社會主義》。   11月「原子科學家非常委員會」停止活動。   1950年2月13日發表電視演講,反對美國製造氫彈。   4月發表《關於廣義引力論》。   集《晚年集》出版。   3月18日,在遺囑上簽字蓋章。內森博士被指名為唯一的遺囑執行人。遺產由內森博士和杜卡斯共同託管。信件和手稿的最終貯藏所是希伯萊大學。其他條款當中還有:小提琴贈給孫子伯恩哈德·凱撒。   

1951年連續發表文章和信件,指出美國的擴軍備戰政策是世界和平的嚴重障礙。   6月妹妹瑪婭在長期癱瘓後去世。   9月「原子能科學家非常委員會」解散。   1952年發表《相對論和空間問題》、《關於一些基本概論的緒論》。11月以色列第1任總統魏斯曼死後,以色列政府請他擔任第2任總統,被拒絕。   1953年4月3日給伯爾尼時代的舊友寫《奧林匹亞科學院頌詞》,緬懷青年時代的生活。   5月16日給受迫害的教師弗勞恩格拉斯寫回信,號召美國知識分子起來堅決抵抗法西斯迫害,引起巨大反響。為經念玻恩退休,發表關於量子力學解釋的論文,由此引起兩人之間的激烈爭論。   發表《〈空間概念〉序》。   1954年3月,75歲生日,通過「爭取公民自由非常委員會」,號召美國人民起來同法西斯勢力作鬥爭。   3月被美國參議員麥卡錫公開斥責為「美國的敵人」。   5月發表聲明,抗議對奧本海默的政治迫害。   秋因患溶血性貧血症臥床數日。   11月18日,在《記者》雜誌上發表聲明,不願在美國做科學家,而寧願做一個工匠或小販。   完成《非對稱的相對論性理論》。   1955年2—4月同羅素通信討論和平宣言問題,4月11日在宣言上簽名。   3月寫《自述片斷》,回憶青年時代的學習和科學探索的道路。   3月15日摯友貝索逝世。   4月3日同科恩談論關於科學史等問題。   4月5日駁斥美國法西斯分子給他扣上「顛覆分子」帽子。4月13日在草擬一篇電視講話稿時發生嚴重腹痛,後診斷為動脈出血。   4月15日進普林斯頓醫院。   4月18日1時25分在醫院逝世。

愛因斯坦的家庭愛因斯坦與前妻米列娃有一個未婚私生女麗瑟爾(1902—1903?),不過在1903年到1919年愛因斯坦娶了米列娃,後來米列娃為愛因斯坦生了兩個兒子漢斯·愛因斯坦和愛德華·愛因斯坦。   愛因斯坦的第二任妻子愛爾莎是他的堂姐和表姐,他們的母親是親姐妹,   他們的曾祖父都是魯普特·愛因斯坦。這個婚姻從1919年到1936年愛爾莎逝世。愛因斯坦的二兒子愛德華受米列娃家庭遺傳的影響患精神分裂,一生未娶。大兒子漢斯?阿爾伯特是美國伯克利加州大學的水利工程教授,有三個孩子,大兒子伯恩哈德·凱撒·愛因斯坦是一名物理學家,二兒子Klaus Martin (1932u20131938),以及養女。伯恩哈德·凱撒·愛因斯坦有五個孩子,其中最小的孩子成為了一名醫生。 但是愛因斯坦私生活很不檢點,他對妻子不忠。他與表妹有着曖昧的關係,並且希望一直保持下去。並且他與十幾個情人有染。

愛因斯坦的軼事愛因斯坦逃學記

1895年春天,愛因斯坦已16歲了。根據德國當時的法律,男孩只有在17歲以前離開德國才可以不必回來服兵役。由於對軍國主義深惡痛絕,加之獨自一人呆在軍營般的路易波爾德中學已忍無可忍,愛因斯坦沒有同父母商量就私自決定離開德國,去意大利與父母團聚。 但是,半途退學,將來拿不到文憑怎麼辦呢?一向忠厚、單純的愛因斯坦,情急之中竟想出一個自以為不錯的點子。他請數學老師給他開了張證明,說他數學成績優異,早達到大學水平。又從一個熟悉的醫生那裡弄來一張病假證明,說他神經衰弱,需要回家靜養。愛因斯坦以為有這兩個證明,就可逃出這厭惡的地方。 誰知,他還沒提出申請,訓導主任卻把他叫了去,以他敗壞班風,不守校紀的理由勒令退學。愛因斯坦臉紅了,不管什麼原因,只要能離開這所中學,他都心甘情願,也顧不得什麼了。他只是為自己想出一個並未實施的狡猾的點子突然感到內疚,後來每提及此事,愛因斯坦都內疚不已。大概這種事情與他坦率、真誠的個性相去太遠。   

韋伯先生的慧眼

愛因斯坦十六歲時報考瑞士蘇黎世的聯邦工業大學工程系,可是入學考試卻告以失敗。看過他的數學和物理考卷的該校物理學家韋伯先生卻慧眼識英才,稱讚他:「你是個很聰明的孩子,愛因斯坦,一個非常聰明的孩子,但是你有一個很大的缺點:就是你不想表現自己。」 愛因斯坦罕見青年舊照   韋伯先生是講對了,愛因斯坦在數學方面可以說是「天才」,他在12歲到16歲時就已經自學學會了解析幾何和微積分。而對於不想表現自己這個「缺點」,他也是「死不悔改」。他晚年寫給朋友的信中說:「我年輕時對生活的需要和期望是能在一個角落安靜地做我的研究,公眾人士不會對我完全注意,可是現在卻不能了。」   

成功的秘訣

有一次,一個美國記者問愛因斯坦關於他成功的秘訣。他回答:「早在1901年,我還是二十二歲的青年時,我已經發現了成功的公式。我可以把這公式的秘密告訴你,那就是A=X+Y+Z! A就是成功,X就是努力工作,Y是懂得休息,Z是少說廢話!這公式對我有用,我想對許多人也一樣有用。」 愛因斯坦性格類型:intp-智多星類型   

拒絕出任以色列第二任總統

1948年5月14日,以色列國誕生,但不久以色列與周圍阿拉伯國家的戰爭便爆發了。已經定居在美國十多年的愛因斯坦立即向媒體宣稱:「現在,以色列人再不能後退了,我們應該戰鬥。猶太人只有依靠自己,才能在一個對他們存有敵對情緒的世界上生存下去。」1952年11月9日,愛因斯坦的老朋友以色列首任總統魏茨曼逝世。在此前一天,就有以色列駐美國大使向愛因斯坦轉達了以色列總理本·古里安的信,正式提請愛因斯坦為以色列共和國總統候選人。當日晚,一位記者給愛因斯坦的住所打來電話,詢問愛因斯坦:「聽說要請您出任以色列共和國總統,教授先生。您會接受嗎?」「不會。我當不了總統。」「總統沒有多少具體事務,他的位置是象徵性的。教授先生,您是最偉大的猶太人。不,不,您是全世界最偉大的人。由您來擔任以色列總統,象徵猶太民族的偉大,再好不過了。」「不,我幹不了。」 愛因斯坦剛放下電話,電話鈴又響了。這次是駐華盛頓的以色列大使打來的。大使說:「教授先生,我是奉以色列共和國總理本·古里安的指示,想請問一下,如果提名您當總統候選人,您願意接受嗎?」「大使先生,關於自然,我了解一點,關於人,我幾乎一點也不了解。我這樣的人,怎麼能擔任總統呢?請您向報界解釋一下,給我解解圍。」 大使進一步勸說:「教授先生,已故總統魏茨曼也是教授呢。您能勝任的。」「魏茨曼和我不一樣。他能勝任,但我不能。」「教授先生,每一個以色列公民,全世界每一個猶太人,都在期待您呢!」 愛因斯坦被同胞們的好意感動了,但他想的更多的是如何委婉地拒絕大使和以色列政府,而不使他們失望,不讓他們窘迫。不久,愛因斯坦在報上發表聲明,正式謝絕出任以色列總統。在愛因斯坦看來,「當總統可不是一件容易的事。」同時,他還再次引用他自己的話:「方程對我更重要些,因為政治是為當前,而方程卻是一種永恆的東西。」   

不拘小節的大師

有一次,他要把牆上的一幅舊畫換下來,就搬來一架梯子,一步一步爬上去。突然,他又想起一個問題,沉思起來,忘記自己在做什麼了,猛的從梯子上摔下來。摔到地上以後,他顧不得疼痛,馬上想到:人為什麼會筆直地掉下來呢?看來物體總是沿着阻力最小的線路運動的。愛因斯坦想到這裡便馬上站立起來,一瘸一拐地走到桌邊,提筆把自己的這個想法記了下來。這對他正在研究的問題——相對論有很大的啟發。   

「老年運動家」愛因斯坦

愛因斯坦是一位成就輝煌的科學家。他從小喜歡運動,一生堅持不懈,直到老年,人們尊重地稱他「老年運動家」。   

有人認為科學家都是成天坐在試驗室,擺弄機器,計算數據,生活單調,性格孤僻。其實,不少科學家把生活安排得非常豐富多彩,充滿生氣,愛因斯坦就是一個典型例子。他在學習或工作十分緊張的情況下,仍抽空參加多種文體活動,尤其喜歡爬山、騎車、賽艇、散步等體育活動。有人形容他工作時的勁頭「簡直象個瘋子,似乎有使不完的精力。」一位偉人說過:不會休息的人,就不會工作。愛因斯坦這種充沛的精力,正是來自他的合理休息和經常鍛煉的結果。   

愛因斯坦於1879 年3月14日誕生在德國北部的烏爾姆城,父親是電氣工程師。在家庭的薰陶下,他愛上了科學,不僅善于思考問題,而且喜歡文體活動。15歲時,全家離開德國來到意大利。後來,他考取瑞士蘇黎世工業大學,儘管每天學習任務緊張,仍抽出一定時間散步,節假日還要出外旅遊或划船。愛因斯坦的這種愛好,不單是從興趣出發,而是為了提高學習效率。他常對人說:學習時間是個常數,它的效率卻是個變數,單獨追求學習時間是不明智的,最重要的是提高學習效率。他認為必須通過文體活動,才能獲得充沛的精力,保持清醒的頭腦,愛因斯坦還根據自己的親身體會,總結出一個公式,即A=X+Y+Z。A代表成就,X代表勞動,Y代表休息和活動,Z代表少說廢話。他把這個公式的內容,概括成兩句話:工作和休息是走向成功之路的階梯,珍惜時間是有所建樹的重要條件。   

愛因斯坦在物理學上取得偉大成就以後,在世界上獲得了很高的榮譽,但是他從來不圖虛名,生活一直艱苦簡樸。進入中年以後,才華橫溢,成就越來越大,不少國家請他去訪問和講學。有一次,他去比利時訪問,國王和王后特地成立了一個接待委員會。那一天,火車站上張燈結彩,鼓樂齊鳴,許多官員身穿筆直的禮服,準備隆重地歡迎這位傑出的科學家。火車到站以後,旅客紛紛走下車來,卻不見愛因斯坦的影子,他到哪裡去了呢?原來,他避開了那些歡迎的人,一位頭髮灰白又蓬亂的老人一手提着皮箱,一手拿着小提琴,由小車站步行走向王宮。負責招待的人沒有迎來貴賓,正在焦急地向王后報告,愛因斯坦風塵僕僕地來到了。王后問他:「為什麼不乘我派去的車子 愛因斯坦搞怪的一面,偏偏徒步而行呢?」他笑着回答說:「王后,請不要見怪,我平生喜歡步行,運動帶給了我無窮的樂趣."   

愛因斯坦晚年時,還堅持勞動堅持鍛煉,他經常從事一些家務勞動和栽花、澆水、剪枝,還經常邀請朋友去爬山,有意識地磨鍊意志,鍛煉身體。有一次愛因斯坦和居里夫人及其兩個女兒,興致勃勃地攀登瑞士東部的安加丁冰川。他們按照登山運動員的要求,身背乾糧袋,手持木拐杖,順着山徑往上爬。在旅途中,愛因斯坦談笑風生,十分活躍,好像年輕人一樣。從此,人們贈給他一個光榮的稱號:老年運動家。

愛因斯坦與中國

早在1919年,愛因斯坦的相對論就開始介紹到中國,特別是通過1920年英國哲學家羅素來華講學,給中國學術界留下了深刻的印象。愛因斯坦本人的目光也曾一次次地投射到古老而陌生的中國,1922年冬天,他應邀到日本講學,往返途中,兩次經過上海,一共停留了三天,親眼看到了處於苦難中的中國,並寄予深切的同情。他在旅行日記中記下「悲慘的圖象」和他的感慨:「在外表上,中國人受人注意的是他們的勤勞,是他們對生活方式和兒童福利的要求的低微。他們要比印度人更樂觀,也更天真。但他們大多數是負擔沉重的:男男女女為每日五分錢的工資天天在敲石子。他們似乎魯鈍得不理解他們命運的可怕。」「愛因斯坦看到這個在勞動着,在呻吟着,並且是頑強的民族,他的社會同情心再度被喚醒了。他認為,這是地球上最貧困的民族,他們被殘酷地虐待着,他們所受的待遇比牛馬還不如。」(許良英等編譯《愛因斯坦文集》,商務印書館1979年版,20、21頁)十幾年後(1936年),愛因斯坦在美國普林斯頓大學與前來年進修的周培源第一次個別交談時就說:「中國人民是苦難的人民。」他的同情是真摯的、發自內心的,不是掛在嘴上,而是付諸行動的。   

1931年「九一八」事變發生,日本從東北作為突破口侵略中國的狼子野心已昭然若揭,當時的國際社會卻表現出無奈和無能,當年11月17日,愛因斯坦公開譴責日本侵略東三省的行徑,呼籲各國聯合起來對日本進行經濟制裁,可惜回音空蕩。1932年10月,「五四運動的總司令」(毛澤東語)、中國共產黨的創始人陳獨秀(時已被開除出黨)在上海被捕,他和羅素、杜威等具有國際聲望的知識分子聯名致電蔣介石,要求釋放。1937年3月,主張抗日的沈鈞儒、章乃器、王造時、史良等「七君子」被捕入獄後,他又聯合杜威、孟祿等著名知識分子通電援救,向國民黨當局施加道義的壓力。1938年6月,為了幫助中國的抗日戰爭,他還和羅斯福總統的長子一同發起「援助中國委員會」,在美國2000個城鎮開展援華募捐活動。   

愛因斯坦是真正的世界公民,他的愛是沒有國界的,他對中國的感情沒有任何功利色彩,完全建立在人類的同情心和強烈的人道主義情懷之上。他的思想也對中國日益產生深刻而久遠的影響,如許良英、周培源等。1934年,愛因斯坦的文集《我的世界觀》在歐洲出版,留學法國的物理學教授葉蘊理根據法文譯本轉譯,1937年抗戰前夕由於國難當頭,這本書並沒有引起多少反響,但讀過的人無不深受啟發,開始嚴肅地思考人生的意義、人與國家的關係等問題。1955年,愛因斯坦去世後,許良英和周培源都曾發表長篇悼念文章。不幸的是1968年到1976年的8年間,愛因斯坦在中國竟成了「本世紀以來自然科學領域中最大的資產階級反動學術權威」,「四人幫」掀起了一場荒誕的批評愛因斯坦運動,好在多數科學家不予理睬,實際上進行了抵制。1979年,北京隆重舉行了愛因斯坦誕辰100周年的紀念大會。   

1920年,中國現代大學之父:蔡元培與愛因斯坦接觸,希望他可以到北大講學。在梁啓超的資助下,蔡元培接受了愛因斯坦所需的報酬。並約定,愛因斯坦於1922年12月中旬來華,然而直到12月30日,愛因斯坦才從日本到達上海,但是在上海逗留兩天,直接乘船去了新加坡,沒有前往北京。   蔡元培一直等不到愛因斯坦的消息,就寫了一封誠摯的信去催問,並重申了以前談妥的條件。愛因斯坦回信:說上海有一個叫斐司德博士的人,受了蔡元培的全權委託,向愛因斯坦又提出了違背以前約定的要求,因此他不準備來了。如今接到蔡元培的親筆信,才知道是誤會,但他現在已經不能追改旅程計劃,希望原諒。   

多年後人們重提這件令人遺憾的舊事,覺得這個莫名其妙的「斐司德博士」,疑似是日本有人作梗;也有人分析說問題的根本在於愛因斯坦在日本看到中國的狀況,產生了退意:當時中國軍閥混戰,財政困難。感到北大能否兌現約定是未知數。

重要貢獻相對論

提出的意義:相對論的提出是物理學領域的一次重大革命。它否定了經典力學的絕對時空觀,深刻地揭示了時間和空間的本質屬性。它也發展了牛頓力學,將其概括在相對論力學之中,推動物理學發展的一個新的高度。   

狹義相對論的創立:早在16歲時,愛因斯坦就從書本上了解到光是以很快速度前進的電磁波,他產生了一個想法,如果一個人以光的速度運動,他將看到一幅什麼樣的世界景象呢?他將看不到前進的光,只能看到在空間裡振盪着卻停滯不前的電磁場。這種事可能發生嗎?   與此相聯繫,他非常想探討與光波有關的所謂以太的問題。以太這個名詞源於希臘,用以代表組成天上物體的基本元素。17世紀,笛卡爾首次將它引入科學,作為傳播光的媒質。其後,惠更斯進一步發展了以太學說,認為荷載光波的媒介物是以太,它應該充滿包括真空在內的全部空間,並能滲透到通常的物質中。與惠更斯的看法不同,牛頓提出了光的微粒說。牛頓認為,發光體發射出的是以直線運動的微粒粒子流,粒子流衝擊視網膜就引起視覺。18世紀牛頓的微粒說占了上風,然而到了19世紀,卻是波動說占了絕對優勢,以太的學說也因此大大發展。當時的看法是,波的傳播要依賴於媒質,因為光可以在真空中傳播,傳播光波的媒質是充滿整個空間的以太,也叫光以太。與此同時,電磁學得到了蓬勃發展,經過麥克斯韋、赫茲等人的努力,形成了成熟的電磁現象的動力學理論——電動力學,並從理論與實踐上將光和電磁現象統一起來,認為光就是一定頻率範圍內的電磁波,從而將光的波動理論與電磁理論統一起來。以太不僅是光波的載體,也成了電磁場的載體。直到19世紀末,人們企圖尋找以太,然而從未在實驗中發現以太。   

但是,電動力學遇到了一個重大的問題,就是與牛頓力學所遵從的相對性原理不一致。關於相對性原理的思想,早在伽利略和牛頓時期就已經有了。電磁學的發展最初也是納入牛頓力學的框架,但在解釋運動物體的電磁過程時卻遇到了困難。按照麥克斯韋理論,真空中電磁波的速度,也就是光的速度是一個恆量,然而按照牛頓力學的速度加法原理,不同慣性系的光速不同,這就出現了一個問題:適用於力學的相對性原理是否適用於電磁學?例如,有兩輛汽車,一輛向你駛近,一輛駛離。你看到前一輛車的燈光向你靠近,後一輛車的燈光遠離。按照麥克斯韋的理論,這兩種光的速度相同,汽車的速度在其中不起作用。但根據伽利略理論,這兩項的測量結果不同。向你駛來的車將發出的光加速,即前車的光速=光速+車速;而駛離車的光速較慢,因為後車的光速=光速-車速。麥克斯韋與伽利略關於速度的說法明顯相悖。我們如何解決這一分歧呢? 19世紀理論物理學達到了巔峰狀態,但其中也隱含着巨大的危機。海王星的發現顯示出牛頓力學無比強大的理論威力,電磁學與力學的統一使物理學顯示出一種形式上的完整,並被譽為「一座莊嚴雄偉的建築體系和動人心弦的美麗的廟堂」。在人們的心目中,古典物理學已經達到了近乎完美的程度。德國著名的物理學家普朗克年輕時曾向他的老師表示要獻身於理論物理學,老師勸他說:「年輕人,物理學是一門已經完成了的科學,不會再有多大的發展了,將一生獻給這門學科,太可惜了。」   

愛因斯坦似乎就是那個將構建嶄新的物理學大廈的人。在伯爾尼專利局的日子裡,愛因斯坦廣泛關注物理學界的前沿動態,在許多問題上深入思考,並形成了自己獨特的見解。在十年的探索過程中,愛因斯坦認真研究了麥克斯韋電磁理論,特別是經過赫茲和洛倫茲發展和闡述的電動力學。愛因斯坦堅信電磁理論是完全正確的,但是有一個問題使他不安,這就是絕對參照系以太的存在。他閱讀了許多著作發現,所有人試圖證明以太存在的試驗都是失敗的。經過研究愛因斯坦發現,除了作為絕對參照系和電磁場的荷載物外,以太在洛倫茲理論中已經沒有實際意義。於是他想到:以太絕對參照系是必要的嗎?電磁場一定要有荷載物嗎? 愛因斯坦喜歡閱讀哲學著作,並從哲學中吸收思想營養,他相信世界的統一性和邏輯的一致性。相對性原理已經在力學中被廣泛證明,但在電動力學中卻無法成立,對於物理學這兩個理論體系在邏輯上的不一致,愛因斯坦提出了懷疑。他認為,相對論原理應該普遍成立,因此電磁理論對於各個慣性系應該具有同樣的形式,但在這裡出現了光速的問題。光速是不變的量還是可變的量,成為相對性原理是否普遍成立的首要問題。當時的物理學家一般都相信以太,也就是相信存在着絕對參照系,這是受到牛頓的絕對空間概念的影響。19世紀末,馬赫在所著的《發展中的力學》中,批判了牛頓的絕對時空觀,這給愛因斯坦留下了深刻的印象。

1905年5月的一天,愛因斯坦與一個朋友貝索討論這個已探索了十年的問題,貝索按照馬赫主義的觀點闡述了自己的看法,兩人討論了很久。突然,愛因斯坦領悟到了什麼,回到家經過反覆思考,終於想明白了問題。第二天,他又來到貝索家,說:謝謝你,我的問題解決了。原來愛因斯坦想清楚了一件事:時間沒有絕對的定義,時間與光信號的速度有一種不可分割的聯繫。他找到了開鎖的鑰匙,經過五個星期的努力工作,愛因斯坦把狹義相對論呈現在人們面前。   

1905年6月30日,德國《物理學年鑑》接受了愛因斯坦的論文《論動體的電動力學》,在同年9月的該刊上發表。這篇論文是關於狹義相對論的第一篇文章,它包含了狹義相對論的基本思想和基本內容。狹義相對論所根據的是兩條原理:相對性原理和光速不變原理。愛因斯坦解決問題的出發點,是他堅信相對性原理。伽利略最早闡明過相對性原理的思想,但他沒有對時間和空間給出過明確的定義。牛頓建立力學體系時也講了相對性思想,但又定義了絕對空間、絕對時間和絕對運動,在這個問題上他是矛盾的。而愛因斯坦大大發展了相對性原理,在他看來,根本不存在絕對靜止的空間,同樣不存在絕對同一的時間,所有時間和空間都是和運動的物體聯繫在一起的。對於任何一個參照系和坐標系,都只有屬於這個參照系和坐標系的空間和時間。對於一切慣性系,運用該參照系的空間和時間所表達的物理規律,它們的形式都是相同的,這就是相對性原理,嚴格地說是狹義的相對性原理。在這篇文章中,愛因斯坦沒有多討論將光速不變作為基本原理的根據,他提出光速不變是一個大膽的假設,是從電磁理論和相對性原理的要求而提出來的。這篇文章是愛因斯坦多年來思考以太與電動力學問題的結果,他從同時的相對性這一點作為突破口,建立了全新的時間和空間理論,並在新的時空理論基礎上給動體的電動力學以完整的形式,以太不再是必要的,以太漂流是不存在的。 什麼是同時性的相對性?不同地方的兩個事件我們何以知道它是同時發生的呢?一般來說,我們會通過信號來確認。為了得知異地事件的同時性我們就得知道信號的傳遞速度,但如何測出這一速度呢?我們必須測出兩地的空間距離以及信號傳遞所需的時間,空間距離的測量很簡單,麻煩在於測量時間,我們必須假定兩地各有一隻已經對好了的鐘,從兩個鐘的讀數可以知道信號傳播的時間。但我們如何知道異地的鐘對好了呢?答案是還需要一種信號。這個信號能否將鍾對好?如果按照先前的思路,它又需要一種新信號,這樣無窮後退,異地的同時性實際上無法確認。不過有一點是明確的,同時性必與一種信號相聯繫,否則我們說這兩件事同時發生是無意義的。   

光信號可能是用來對時鐘最合適的信號,但光速非無限大,這樣就產生一個新奇的結論,對於靜止的觀察者同時的兩件事,對於運動的觀察者就不是同時的。我們設想一個高速運行的列車,它的速度接近光速。列車通過站台時,甲站在站台上,有兩道閃電在甲眼前閃過,一道在火車前端,一道在後端,並在火車兩端及平台的相應部位留下痕跡,通過測量,甲與列車兩端的間距相等,得出的結論是,甲是同時看到兩道閃電的。因此對甲來說,收到的兩個光信號在同一時間間隔內傳播同樣的距離,並同時到達他所在位置,這兩起事件必然在同一時間發生,它們是同時的。但對於在列車內部正中央的乙,情況則不同,因為乙與高速運行的列車一同運動,因此他會先截取向着他傳播的前端信號,然後收到從後端傳來的光信號。對乙來說,這兩起事件是不同時的。也就是說,同時性不是絕對的,而取決於觀察者的運動狀態。這一結論否定了牛頓力學中引以為基礎的絕對時間和絕對空間框架。   

相對論認為,光速在所有慣性參考系中不變,它是物體運動的最大速度。由於相對論效應,運動物體的長度會變短,運動物體的時間膨脹。但由於日常生活中所遇到的問題,運動速度都是很低的(與光速相比),看不出相對論效應。   愛因斯坦在時空觀的徹底變革的基礎上建立了相對論力學,指出質量隨着速度的增加而增加,當速度接近光速時,質量趨於無窮大。他並且給出了著名的質能關係式:E=mc^2,質能關係式對後來發展的原子能事業起到了指導作用。   

廣義相對論的建立: 1905年,愛因斯坦發表了關於狹義相對論的第一篇文章後,並沒有立即引起很大的反響。但是德國物理學的權威人士普朗克注意到了他的文章,認為愛因斯坦的工作可以與哥白尼相媲美,正是由於普朗克的推動,相對論很快成為人們研究和討論的課題,愛因斯坦也受到了學術界的注意。 1907年,愛因斯坦聽從友人的建議,提交了那篇著名的論文申請聯邦工業大學的編外講師職位,但得到的答覆是論文無法理解。雖然在德國物理學界愛因斯坦已經很有名氣,但在瑞士,他卻得不到一個大學的教職,許多有名望的人開始為他鳴不平,1908年,愛因斯坦終於得到了編外講師的職位,並在第二年當上了副教授。1912年,愛因斯坦當上了教授,1913年,應普朗克之邀擔任新成立的威廉皇帝物理研究所所長和柏林大學教授。   在此期間,愛因斯坦在考慮將已經建立的相對論推廣,對於他來說,有兩個問題使他不安。第一個是引力問題,狹義相對論對於力學、熱力學和電動力學的物理規律是正確的,但是它不能解釋引力問題。牛頓的引力理論是超距的,兩個物體之間的引力作用在瞬間傳遞,即以無窮大的速度傳遞,這與相對論依據的場的觀點和極限的光速衝突。第二個是非慣性系問題,狹義相對論與以前的物理學規律一樣,都只適用於慣性系。但事實上卻很難找到真正的慣性系。從邏輯上說,一切自然規律不應該局限於慣性系,必須考慮非慣性系。狹義相對論很難解釋所謂的雙生子佯謬,該佯謬說的是,有一對孿生兄弟,哥在宇宙飛船上以接近光速的速度做宇宙航行,根據相對論效應,高速運動的時鐘變慢,等哥哥回來,弟弟已經變得很老了,因為地球上已經經歷了幾十年。而按照相對性原理,飛船相對於地球高速運動,地球相對于飛船也高速運動,弟弟看哥哥變年輕了,哥哥看弟弟也應該年輕了。這個問題簡直沒法回答。實際上,狹義相對論只處理勻速直線運動,而哥哥要回來必須經過一個變速運動過程,這是相對論無法處理的。正在人們忙於理解相對狹義相對論時,愛因斯坦正在接受完成廣義相對論。   

1907年,愛因斯坦撰寫了關於狹義相對論的長篇文章《關於相對性原理和由此得出的結論》,在這篇文章中愛因斯坦第一次提到了等效原理,此後,愛因斯坦關於等效原理的思想又不斷發展。他以慣性質量和引力質量成正比的自然規律作為等效原理的根據,提出在無限小的體積中均勻的引力場完全可以代替加速運動的參照系。愛因斯坦並且提出了封閉箱的說法:在一封閉箱中的觀察者,不管用什麼方法也無法確定他究竟是靜止於一個引力場中,還是處在沒有引力場卻在作加速運動的空間中,這是解釋等效原理最常用的說法,而慣性質量與引力質量相等是等效原理一個自然的推論。   

1915年11月,愛因斯坦先後向普魯士科學院提交了四篇論文,在這四篇論文中,他提出了新的看法,證明了水星近日點的進動,並給出了正確的引力場方程。至此,廣義相對論的基本問題都解決了,廣義相對論誕生了。1916年,愛因斯坦完成了長篇論文《廣義相對論的基礎》,在這篇文章中,愛因斯坦首先將以前適用於慣性系的相對論稱為狹義相對論,將只對於慣性系物理規律同樣成立的原理稱為狹義相對性原理,並進一步表述了廣義相對性原理:物理學的定律必須對於無論哪種方式運動着的參照系都成立。   

愛因斯坦的廣義相對論認為,由於有物質的存在,空間和時間會發生彎曲,而引力場實際上是一個彎曲的時空。愛因斯坦用太陽引力使空間彎曲的理論,很好地解釋了水星近日點進動中一直無法解釋的43秒。廣義相對論的第二大預言是引力紅移,即在強引力場中光譜向紅端移動,20年代,天文學家在天文觀測中證實了這一點。廣義相對論的第三大預言是引力場使光線偏轉,。最靠近地球的大引力場是太陽引力場,愛因斯坦預言,遙遠的星光如果掠過太陽表面將會發生一點七秒的偏轉。1919年,在英國天文學家愛丁頓的鼓動下,英國派出了兩支遠征隊分赴兩地觀察日全食,經過認真的研究得出最後的結論是:星光在太陽附近的確發生了一點七秒的偏轉。英國皇家學會和皇家天文學會正式宣讀了觀測報告,確認廣義相對論的結論是正確的。會上,著名物理學家、皇家學會會長湯姆孫說:「這是自從牛頓時代以來所取得的關於萬有引力理論的最重大的成果」,「愛因斯坦的相對論是人類思想最偉大的成果之一」。愛因斯坦成了新聞人物,他在1916年寫了一本通俗介紹相對論的書《狹義與廣義相對論淺說》,到1922年已經再版了40次,還被譯成了十幾種文字,廣為流傳。   

相對論的意義: 狹義相對論和廣義相對論建立以來,已經過去了很長時間,它經受住了實踐和歷史的考驗,是人們普遍承認的真理。相對論對於現代物理學的發展和現代人類思想的發展都有巨大的影響。 相對論從邏輯思想上統一了經典物理學,使經典物理學成為一個完美的科學體系。狹義相對論在狹義相對性原理的基礎上統一了牛頓力學和麥克斯韋電動力學兩個體系,指出它們都服從狹義相對性原理,都是對洛倫茲變換協變的,牛頓力學只不過是物體在低速運動下很好的近似規律。廣義相對論又在廣義協變的基礎上,通過等效原理,建立了局域慣性長與普遍參照係數之間的關係,得到了所有物理規律的廣義協變形式,並建立了廣義協變的引力理論,而牛頓引力理論只是它的一級近似。這就從根本上解決了以前物理學只限於慣性係數的問題,從邏輯上得到了合理的安排。相對論嚴格地考察了時間、空間、物質和運動這些物理學的基本概念,給出了科學而系統的時空觀和物質觀,從而使物理學在邏輯上成為完美的科學體系。   狹義相對論給出了物體在高速運動下的運動規律,並提示了質量與能量相當,給出了質能關係式。這兩項成果對低速運動的宏觀物體並不明顯,但在研究微觀粒子時卻顯示了極端的重要性。因為微觀粒子的運動速度一般都比較快,有的接近甚至達到光速,所以粒子的物理學離不開相對論。質能關係式不僅為量子理論的建立和發展創造了必要的條件,而且為原子核物理學的發展和應用提供了根據。   

對於愛因斯坦引入的這些全新的概念,當時地球上大部分物理學家,其中包括相對論變換關係的奠基人洛侖茲,都覺得難以接受。甚至有人說「當時全世界只有兩個半人懂相對論」。舊的思想方法的障礙,使這一新的物理理論直到一代人之後才為廣大物理學家所熟悉,就連瑞典皇家科學院,1922年把諾貝爾物理學獎授予愛因斯坦時,也只是說「由於他對理論物理學的貢獻,更由於他發現了光電效應的定律。」對愛因斯坦的諾貝爾物理學獎頒獎辭中竟然對於愛因斯坦的相對論隻字未提。   E=mc^2    物質不滅定律,說的是物質的質量不滅;能量守恆定律,說的是物質的能量守恆。(信息守恆定律) 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,能量守恆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,而是互相聯繫的,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 (這裡的E代表物體的能量,m代表物體的質量,c代表光的速度,即3×10^8m/s)。

愛因斯坦的理論,最初受到許多人的反對,就連當時一些著名物理學家也對這位年青人的論文表示懷疑。然而,隨着科學的發展,大量的科學實驗證明愛因斯坦的理論是正確的,愛因斯坦才一躍而成為世界著名的科學家,成為20世紀世界最偉大的科學家。 愛因斯坦的質能關係公式,正確地解釋了各種原子核反應:就拿氦4來說,它的原子核是由2個質子和2個中子組成的。照理,氦4原子核的質量就等於2個質子和2個中子質量之和。實際上,這樣的算術並不成立,氦核的質量比2個質子、2個中子質量之和少了0.0302原子質量單位[57]!這是為什麼呢?因為當2個氘[dao]核(每個氘核都含有1個質子、1個中子)聚合成1個氦4原子核時,釋放出大量的原子能。生成1克氦4原子時,大約放出2.7×10^12焦耳的原子能。正因為這樣,氦4原子核的質量減少了。 這個例子生動地說明:在2個氘原子核聚合成1個氦4原子核時,似乎質量並不守恆,也就是氦4原子核的質量並不等於2個氘核質量之和。然而,用質能關係公式計算,氦4原子核失去的質量,恰巧等於因反應時釋放出原子能而減少的質量! 這樣一來,愛因斯坦就從更新的高度,闡明了物質不滅定律和能量守恆定律的實質,指出了兩條定律之間的密切關係,使人類對大自然的認識又深了一步。

光電效應

光照射到某些物質上,引起物質的電性質發生變化。這類光致電變的現象被人們統稱為光電效應(Photoelectric effect)。   光電效應分為光電子發射、光電導效應和光生伏特效應。前一種現象發生在物體表面,又稱外光電效應。後兩種現象發生在物體內部,稱為內光電效應。   赫茲於1887年發現光電效應,愛因斯坦第一個成功的解釋了光電效應。金屬表面在光輻照作用下發射電子的效應,發射出來的電子叫做光電子。光波長小於某一臨界值時方能發射電子,即極限波長,對應的光的頻率叫做極限頻率。臨界值取決於金屬材料,而發射電子的能量取決於光的波長而與光強度無關,這一點無法用光的波動性解釋。還有一點與光的波動性相矛盾,即光電效應的瞬時性,按波動性理論,如果入射光較弱,照射的時間要長一些,金屬中的電子才能積累住足夠的能量,飛出金屬表面。可事實是,只要光的頻率高於金屬的極限頻率,光的亮度無論強弱,光子的產生都幾乎是瞬時的,不超過十的負九次方秒。正確的解釋是光必定是由與波長有關的嚴格規定的能量單位(即光子或光量子)所組成。

光電效應里,電子的射出方向不是完全定向的,只是大部分都垂直於金屬表面射出,與光照方向無關 ,光是電磁波,但是光是高頻震盪的正交電磁場,振幅很小,不會對電子射出方向產生影響。   1905年,愛因斯坦提出光子假設,成功解釋了光電效應,因此獲得1921年諾貝爾物理獎。

「上帝不擲骰子」

愛因斯坦曾經是量子力學的催生者之一,但是他不滿意量子力學的後續發展,愛因斯坦始終認為「量子力學(以玻恩為首的哥本哈根詮釋:「基本上,量子系統的描述是機率的。一個事件的機率是波函數的絕對值平方。」)不完備」,但苦於沒有好的解說樣板,也就有了著名的「上帝不擲骰子」的否定式吶喊!愛因斯坦到過世前都沒有接受量子力學是一個完備的理論。愛因斯坦還有另一個名言:「月亮是否只在你看着他的時候才存在?」(註:愛因斯坦對量子力學的挑戰已經失敗,試驗證實了,「上帝不僅擲骰子,而且他總是把骰子扔到我們看不到的地方!」——斯蒂芬·威廉·霍金)   宇宙常數   愛因斯坦在提出相對論的時候,曾將宇宙常數(為了解釋物質密度不為零的靜態宇宙的存在﹐他在引力場方程中引進一個與度規張量成比例的項﹐用符號Λ 表示。該比例常數很小﹐在銀河系尺度範圍可忽略不計。只在宇宙尺度下﹐Λ 才可能有意義﹐所以叫作宇宙常數。即所謂的反引力的固定數值)代入他的方程。他認為,有一種反引力,能與引力平衡,促使宇宙有限而靜態。當哈勃得意洋洋的在天文望遠鏡展示給愛因斯坦看時,愛因斯坦慚愧極了,他說:「這是我一生所犯下的最大錯誤。」宇宙是膨脹着的!哈勃等認為,反引力是不存在的,由於星系間的引力,促使膨脹速度越來越慢。 那麼,愛因斯坦就完全錯了嗎?不。星系間有一種扭旋的力,促使宇宙不斷膨脹,即暗能量。70億年前,它們「戰勝」了暗物質,成為宇宙的主宰。最新研究表明,按質量成份(只算實質量,不算虛物質)計算,暗物質和暗能量約占宇宙96%。看來,宇宙將不斷加速膨脹,直至解體死亡。(目前也有其它說法,爭議不休)。宇宙常數雖存在,但反引力的值遠超過引力。也難怪這位倔強的物理學家與波爾在量子力學的爭論:「上帝是不擲骰子的!」(不要指揮上帝如何決定宇宙的命運) 林德饒有風趣的說:「現在,我終於明白,為什麼他(愛因斯坦)這麼喜歡這個理論,多年後依然研究宇宙常數,宇宙常數依然是當今物理學最大的疑問之一。」 愛因斯坦評論自然辯證法

愛因斯坦對恩格斯的《自然辯證法》手稿閱讀完畢後曾做出這樣的評價:「愛德華u2022伯恩斯坦先生把恩格斯的一 部關於自然科學內容的手稿交給我,託付我發表意見,看這部手稿是否應該付印。我的意見如下:要是這部手稿出自一位並非作為一個歷史人物而引人注意的作者, 那麼我就不會建議把它付印,因為不論從當代物理學的觀點來看,還是從物理學史方面來說,這部手稿的內容都沒有特殊的趣味。可是,我可以這樣設想:如果考慮到這部著作對於闡明恩格斯的思想的意義是一個有趣的文獻,那是可以出版的。」

在1940年6月17日給胡克的信中,愛因斯坦說:「我堅信,要是恩格斯本人能夠看到,在這樣長久的時間之後,他的這個謹慎的嘗試竟被認為具有如此巨大的重要性,他會覺得好笑。」

以上選自《愛因斯坦文集》第一卷,商務印書館,1977年,第202頁

貢獻

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

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,能量守恆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,而是互相聯繫的,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 (這裡的E代表物體的能量,m代表物體的質量,c代表光的速度,即每秒30萬公里。)

按照愛因斯坦的理論,如果把1克溫度為0℃的水,加熱到100℃水吸收了100卡的熱量,這時水的質量也相應增加了。按照質能關係公式計算,1克水的質量增加了0.00000000000465克。 愛因斯坦的理論,最初受到許多人的反對,就連當時一些著名物理學家也對這位年青人的論文表示懷疑。然而,隨着科學的發展,大量的科學實驗證明愛因斯坦的理論是正確的,愛因斯坦才一躍而成為世界著名的科學家,成為20世紀世界最偉大的科學家。

愛因斯坦的質能關係公式,正確地解釋了各種原子核反應:就拿氦4來說,它的原子核是由2個質子和2個中子組成的。照理,氦4原子核的質量就等於2個質子和2個中子質量之和。實際上,這樣的算術並不成立,氦核的質量比2個質子、2個中子質量之和少了0.0302原子質量單位[57]!這是為什麼呢?因為當2個氘[dao]核(每個氘核都含有1個質子、1個中子)聚合成1個氦4原子核時,釋放出大量的原子能。生成1克氦4原子時,大約放出2700000000000焦耳的原子能。正因為這樣,氦4原子核的質量減少了。

這個例子生動地說明:在2個氘原子核聚合成1個氦4原子核時,似乎質量並不守恆,也就是氦4原子核的質量並不等於2個氘核質量之和。然而,用質能關係公式計算,氦4原子核失去的質量,恰巧等於因反應時釋放出原子能而減少的質量!

這樣一來,愛因斯坦就從更新的高度,闡明了物質不滅定律和能量守恆定律的實質,指出了兩條定律之間的密切關係,使人類對大自然的認識又深了一步。

物質不滅定律和能量守恆定律,是自然界的偉大定律。它來自客觀實際,又在客觀實際中久經考驗。多少年來,這兩條定律經受了千萬次考驗。物質不滅定律和能量守恆定律,已經成為現代自然科學的基石,同時,它也從根本上給宗教的唯心主義觀點以致命的打擊,因為物質是不能憑空創造的,也不能憑空消滅,所以誰也不再相信什麼上帝創造萬物,上帝創造世界的反科學的謬論了。另外,它還雄辯地說明,世界上永遠不會有「永動機」。想不花費勞動就從大自然中獲取能源,是不可能的。

=== 著作 ===  

1901-1904年,在德國權威雜誌《物理學年鑑》上發表了5篇有關熱力學和黑體輻射等方面的研究。

1905年3月,《關於光的產生和轉變的一個啟發性觀點》,文中提出光量子學說和光電效應的基本定律,並在歷史上第一次揭示了微觀物體的波粒二象性,從而圓滿地解釋了光電效應。(為此獲得1921年諾貝爾物理學獎)

1905年4月,《分子尺度的新測定》(獲蘇黎世大學哲學博士學位)

1905年5月,《根據分子運動論研究靜止液體中懸浮微粒的運動》(有力地提供了原子真實存在布朗運動的證明)

1905年6月,長篇文獻《論動體的電動力學》(完整提出了著名的狹義相對論理論,開創了物理學的新紀元)

1905年9月,《物體慣性和能量的關係》(提出了質量和能量的關係E=mc^2,為原子核能的釋放和利用奠定了理論基礎)

1916年《廣義相對論基礎》(提出了大質量物體的存在可引起時空連續場的彎曲,為黑洞、大爆炸等新的宇宙論提供了理論依據)

1955 年4月18日,科學巨人愛因斯坦病逝。他生前立有遺囑,要求把他的骨灰撒在不為人知的地方,不發訃告,不建墳墓,不立紀念碑。火化時免除所有公共集會,免除所有宗教儀式,免除所有花卉布置及所有音樂典禮。根據他的遺囑,火化時在場的人只有:大兒子漢斯·愛因斯坦,遺囑執行人、經濟學家納坦,愛因斯坦最忠實的合作者杜卡斯,助手諾伊施泰因,圖書管理員范托娃,以及他的妻子等 12 人。沒有奏樂,沒有花卉,小教堂里一片寂靜。只有遺囑執行者納坦在結束儀式時,念了歌德悼念席勒的詩,表達自己的哀思:

我們全都獲益不淺,

全世界都感謝他的教誨;

那專屬他個人的東西,

早已傳遍廣大人群。

他像行將隕滅的彗星,光華四射,

把無限的光芒同他的光芒永相結合。

愛因斯坦大腦的故事

愛因斯坦被譽為人類歷史上最具創造才華的科學家之一,也是20世紀最偉大的科學家。他出生於1879年,逝世於1955年4月18日。 去世前,他在醫院裡親手寫下一份遺囑,明確表示死後將重歸「神秘之土」,遺體必須火化,然後把骨灰撒在人們不知道的地方。在遺囑的最後,他莊重聲明,不允許像其他一些名人那樣把自己的住所改建成紀念館。雖然遵照他的遺囑,沒有舉行追悼會,也沒有為他建立任何墓碑,但這位偉大的科學家永遠被世人景仰和懷念。

此後,有關他的遺囑,社會上流傳着許多種說法。有的人說,他生前已經明確表示,死後捐出腦部供科學研究;也有人說,愛因斯坦想到了自己大腦的重要性,但並沒有表示捐出的意思;還有人說,他重病期間,與主治醫生認真探討過這個問題,但沒有作出肯定的承諾。

分析人士認為,愛因斯坦當然知道自己大腦所具有的科研價值,因此如果他要力保腦袋和身體一起火化,不留給世人進一步研究,以其聰明,他必定會在遺囑中詳細聲明,「死後遺體完整火化」,實際情況是,他並未寫上「完整」這個字眼,所以他至少已經默許了「死後大腦可以供後人研究」。那個年代已經開始流行腦切片研究,愛因斯坦應該知道,要阻止人們進行腦切片研究幾乎是不可能的。

愛因斯坦去世時,在普林斯頓醫院為他治病的醫師名叫托馬斯·哈維,當時42歲。哈維醫師對這位科學泰斗仰慕已久,他也一直在考慮愛因斯坦的才智超群這個問題。事有湊巧,那天負責驗屍的正是哈維醫生,所以他順順噹噹地把愛因斯坦的大腦完整地取了出來。哈維醫師把大腦悄悄帶回家中,浸泡在消毒防腐藥水裡,後來又用樹脂固化, 再切成大約200片,並親自動手研究大腦,同時也給科學界提供切片進行研究。

哈維醫師將愛因斯坦的大腦保存了四十多年,此間科學界對愛因斯坦的大腦進行了全面的研究。據不完全統計,研究過愛因斯坦大腦的科學家不下百名。有人猜測,這其中肯定有驚人的發現,但很多科學家是在政府的授意下進行研究的,成果屬於國家秘密,不便發表。

1997年,哈維醫師已經84歲高齡,他想到自己身體再健康,也會有死的那一天,便決定把所有的大腦切片送還愛因斯坦生前工作的地方——普林斯頓大學。此腦經歷了43年的輾轉,最終回到了愛因斯坦逝世的地方。大腦送回後,院方很快便收到幾份希望進行研究的申請,其中包括加拿大安大略省麥克馬斯特大學女教授桑德拉·威爾特森、日本群馬大學醫學院的山口晴保教授。

山口教授於1998年11月公開了初步的研究結果,他發現愛因斯坦的大腦有明顯的老年痴呆症狀,愛因斯坦去世的時候已經76歲了,患腹部大動脈腫瘤。山口教授仍努力從大腦揭示愛因斯坦的天才秘密。

威爾特森教授領導的研究小組,則發現愛因斯坦的天才是「天生」的,並非後天用功求學得來。雖然科學研究證實,後天的努力也能成才,但與生俱來的天才的的確確是存在的。

據威爾特森研究的結果,愛因斯坦大腦左右半球的頂下葉區域,比常人大15%,非常發達。大腦後上部的頂下葉區發達,對一個人的數學思維、想象能力以及視覺空間認識,都發揮着重要的作用,這也解釋了愛因斯坦為何具有獨特的思維,才智過人。

愛因斯坦大腦的另一個特點,是表層的很多部分沒有凹溝(回間溝),這些凹溝就像腦中的路障,使神經細胞受阻,難以互相聯繫,如果腦中沒有這些障礙,神經細胞就可以暢通無阻地進行聯繫,使得大腦的思維活躍無比。威爾特森的研究小組,把愛因斯坦的大腦與99名已死老年男女的腦部比較,得出了這一結論。

威爾特森的發現轟動了世界,但有些西方科學家呼籲,這一發現固然可喜,但應謹慎對待,因為僅憑愛因斯坦的一個大腦就得出這樣的結論,理由並不充分,因為那可能只是一般聰明的猶太人普遍具有的腦部特徵。愛因斯坦儘管生來是天才,但如果沒有後天的培養和個人的努力,天才也難以發揮出超人的智慧。哈佛大學比尼斯教授指出,愛因斯坦腦部的最新發現,無疑有重要的意義,但仍需要作更深入的研究和比較,才可對這個「天才之腦」下最後的結論。

愛因斯坦名言

1、在真理和認識方面,任何以權威者自居的人,必將在上帝的戲笑中垮台!   2、凡在小事上對真理持輕率態度的人,在大事上也是不足信的。   3、苦和甜來自自己和外界,而堅強則來自於內心,來自於一個人堅持不懈的努力!

4、智慧並不產生於學歷,而是來自對於知識的終身不懈的追求。   5、我們把教育定義如下:人的智慧決不會偏離目標。所謂教育,是忘卻了在校學的全部內容之後剩下的本領。   6、真正有價值的東西不是出自雄心壯志或單純的責任感;而是出自對人和對客觀事物的熱愛和專心。   7、A=X+Y+Z! A就是成功,X就是努力工作,Y是懂得休息,Z是少說廢話!   8、如果有一個能夠應付現代科學需求,又能與科學相依共存的宗教,那必定是佛教。   9.我從來不把安逸和享樂看作生活目的本身——這種倫理基礎,我叫它豬欄的思想。   10.科學研究好像鑽木板,有人喜歡鑽薄的,而我喜歡鑽厚的   11.每個人都有一定的理想,這種理想決定着他的努力和判斷的方向。.   12.通向人類真正的偉大境界的通道只一條苦難的道路.

13.不管時代的潮流和社會的風尚怎樣,人總可以憑着自己高貴的品質,超脫時代和社會,走自己正確的道路。   14.實篤一個人只有以他全部的力量和精神致力於某一事業時,才能成為一個真正的大師。因此,只有全力以赴才能精通。   15.我沒有什麼特別的才能,不過喜歡尋根刨底地追究問題罷了。   16.沒有犧牲,也就決不可能有真正的進步。   17.一個人的價值,應當看他貢獻什麼,而不應看他取得什麼。   18.想象力比知識更重要..

愛因斯坦的著作

1901-1904年,在德國權威雜誌《物理學年鑑》上發表了5篇有關熱力學和黑體輻射等方面的研究。   1905年3月,《關於光的產生和轉變的一個啟發性觀點》,文中提出光量子學說和光電效應的基本定律,並在歷史上第一次揭示了微觀物體的波粒二象性,從而圓滿地解釋了光電效應。(為此獲得1921年諾貝爾物理學獎)   1905年4月,《分子尺度的新測定》(獲蘇黎世大學哲學博士學位)   1905年5月,《根據分子運動論研究靜止液體中懸浮微粒的運動》(有力地提供了原子真實存在布朗運動的證明)   1905年6月,長篇文獻《論動體的電動力學》(完整提出了著名的狹義相對論理論,開創了物理學的新紀元)   1905年9月,《物體慣性和能量的關係》(提出了質量和能量的關係E=mc^2,為原子核能的釋放和利用奠定了理論基礎)   1916年《廣義相對論基礎》(提出了大質量物體的存在可引起時空連續場的彎曲,為黑洞、大爆炸等新的宇宙論提供了理論依據)

愛因斯坦文集

第1版

《愛因斯坦文集》(第一卷) 許良英,等編譯,商務印書館,1976   《愛因斯坦文集》(第二卷) 范岱年,等編譯,商務印書館,1977   《愛因斯坦文集》(第三卷) 許良英,等編譯,商務印書館,1979

第2版

《愛因斯坦文集》(增補本)(第一卷) 許良英,李寶恆,趙中立,范岱年,編譯,商務印書館,2009   《愛因斯坦文集》(增補本)(第二卷) 范岱年,等編譯,商務印書館,2009   《愛因斯坦文集》(增補本)(第三卷) 許良英,趙中立,張宣三,編譯,商務印書館,2009 [1]

參考來源