愛因斯坦龍星宇

1、20世紀科學巨匠愛因斯坦1愛因斯坦愛因斯坦的個人經(jīng)歷愛因斯坦的成就愛因斯坦的奇跡年（1905年）愛因斯坦的小故事2愛因斯坦生平（1）1879年出生于德國烏爾姆市的一個猶太人家庭1888年（9歲），愛因斯坦入路易波爾德高級中學學習。在學校受宗教教育，接受受戒儀式，弗里德曼（諾貝爾經(jīng)濟學獎獲得者）是指導老師。1889年（10歲），在醫(yī)科大學生塔爾梅引導下，讀通俗科學讀物和哲學著作。1891年（12歲），自學歐幾里德幾何，同時開始自學。愛因斯坦開始懷疑歐幾里德的假定。3愛因斯坦生平（2）1895年（16歲），自學完微積分。同年，愛因斯坦在瑞士理工學院的入學考試失敗。愛因斯坦開始思考當一個人以光速運動

2、時會看到什么現(xiàn)象。對經(jīng)典理論的內(nèi)在矛盾產(chǎn)生困惑。1901年3月21日（22歲），取得瑞士國籍。在這一年57月完成電勢差的熱力學理論的論文。1903年（24歲），他與大學同學米列娃瑪麗克結婚。4愛因斯坦生平（3）1905年（26歲）3月，發(fā)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(chuàng)物理學的新紀元。這一年因此被稱為“愛因斯坦奇跡年”。1915年（36歲）11月，提出廣義相對論引力方程的完整形式，并且成功地解釋了水星近日點運動。5愛因斯坦生平（4）1914年（35歲）4月，

3、愛因斯坦接受德國科學界的邀請。遷居到柏林。8月，即爆發(fā)了第一次世界大戰(zhàn)。他雖身居戰(zhàn)爭的發(fā)源地。生活在戰(zhàn)爭鼓吹者的包圍之中，卻堅決地表明了自己的反戰(zhàn)態(tài)度。1916年（37歲）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，完成關于輻射的量子理論，總結量子論的發(fā)展，提出受激輻射理論。6愛因斯坦生平（5）1921年（42歲），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(fā)展。1929年（50歲）2月，發(fā)表統(tǒng)一場論。1950年（71歲）2月13日，發(fā)表電視演講，反對美國制造氫彈。1952年（73歲）11月，以色列第1任總統(tǒng)哈伊姆魏茨曼死后，以色列政

4、府請他擔任第2任總統(tǒng)，被拒絕。7愛因斯坦生平（6）1955年（76歲）4月13日，在草擬一篇電視講話稿時發(fā)生嚴重腹痛，后診斷為動脈出血。4月15日進普林斯頓醫(yī)院。4月18日，愛因斯坦主動脈瘤破裂導致大腦溢血破裂，而逝世于普林斯頓。8愛因斯坦希望自己死后被火化，骨灰被灑在一個秘密的河流，以免自己的墓地成為一個“朝圣地”。負責檢查和解剖他尸體的病理學家托馬斯-哈維做出了一件令人震驚的事情，他私自從愛因斯坦的尸體上取走了1.2公斤的腦灰質(zhì)和雙眼。他將那雙眼球寄給了愛因斯坦的眼科醫(yī)生亨利-亞當斯，如今這對眼球依然被保存在紐約的一處保險箱內(nèi)。哈維一直隨身攜帶愛因斯坦的腦灰質(zhì)切片，希望研究出愛因斯坦為何如

5、此聰明的原因?？上У氖?，他至今都沒有得出什么結論。美國費城展出的大腦切片9愛好和平的愛因斯坦一戰(zhàn)時：支持反對宣言一戰(zhàn)后：致力于各國人民的相互諒解，呼吁人民為和平而斗爭二戰(zhàn)時： 建議羅斯福搶在納粹之前研究原子彈, 痛心原子彈引起大量平民受傷二戰(zhàn)后：致力于防止核戰(zhàn)爭的發(fā)生，發(fā)表反核戰(zhàn)的原子科學家公報10愛因斯坦11愛因斯坦12愛因斯坦的偉大成就13愛因斯坦的科學貢獻1905年，愛因斯坦在科學史上創(chuàng)造 了一個無先例的奇跡。這一年他寫了6篇論文，在3月到 9月這半年中，利用在專利局每天8小時工作以外的業(yè)余時間，在三個領域作出了四個有劃時代意義的貢獻。14光量子論（1）黑體輻射的兩公式一在長波方面不符，

6、一在短波不符。普朗克提出能量量子化假說，推得公式與實驗結果很好吻合。普朗克的量子假說提出后的幾年內(nèi)，并未引起人們的興趣，愛因斯坦卻看到了它的重要性。他贊成能量子假說，并從中得到了重要啟示：在現(xiàn)有的物理理論中，物體是由一個一個原子組成的，是不連續(xù)的，而光（電磁波）卻是連續(xù)的。在原子的不連續(xù)性和光波的連續(xù)性之間有深刻的矛盾。為了解釋光電效應， 1905年愛因斯坦在普朗克能量子假說的基礎上提出了光量子假說15光量子論（2） 1905年 3月寫的論文關于光的產(chǎn)生和轉化的一個推測性的觀點，把普朗克1900年提出的量子概念擴充到光在空間中的傳播，提出光量子假說，認為：對于時間平均值，光表現(xiàn)為波動；而對于瞬

7、時值光則表現(xiàn)為粒子。 這是歷史上第一次揭示了微觀客體的波動性和粒子性的統(tǒng)一，即波粒二象性。以后的物理學發(fā)展表明：波粒二象性是整個微觀世界的最基本的特征。在論文的結尾，他用光量子概念輕而易舉地解釋了光電現(xiàn)象，推導出光電子的 最大能量同入射光的頻率之間的關系。這一關系10年后 才由R.A.密立根予以實驗證實?！坝捎谒墓怆娦傻陌l(fā)現(xiàn)”，愛因斯坦獲得了1921年的諾貝爾物理學獎。16分子運動論1905年4月、5月和12月他寫了3篇關于液體中懸浮粒子運動的理論。這種運動系英國植物學家R.布朗于1827年首先發(fā)現(xiàn)，稱為布朗運動。愛因斯坦當時的目的是要通過觀測由分子運動的漲落現(xiàn)象所產(chǎn)生的懸浮粒子的無規(guī)

8、運動，來測定分子的實際大小，以解決半個多世紀來科學界和哲學界爭論不休的原子是否存在的問題。3年后,法國物理學家J.B.佩蘭以精密的實驗證實了愛因斯坦的理論預測。這使當時最堅決反對原子論的德國化學家、“唯能論”的創(chuàng)始者F.W.奧斯特瓦爾 德于1908年主動宣布：“原子假說已成為一種基礎鞏固的科學理論。17創(chuàng)新紀元的狹義相對論（1）19世紀末，以牛頓力學為基礎的經(jīng)典物理學僅是建立在物質(zhì)低速運動狀態(tài)下，無法解釋高速運動過程中的物理現(xiàn)象，出現(xiàn)了嚴重的危機。為了克服新實驗事實同舊理論體系之間的矛盾，以洛倫茲為代表的老一輩物理學家采取修補漏洞的辦法，提出名目眾多的假設，結果使舊理論體系更是捉襟見肘。愛因斯

9、坦則認為出路在于對整個理論基礎進行根本性的變革。他從自然界的統(tǒng)一性的信念出發(fā)，考察了這樣的問題：牛頓力學領域中普遍成立的相對性原理（力學定律對于任何慣性系是不變的），為什么在電動力學中卻不成立？而根 據(jù)M.法拉第的電磁感應實驗，這種不統(tǒng)一性顯然不是現(xiàn)象所固有的，問題一定在于古典物理理論基礎。18創(chuàng)新紀元的狹義相對論（2）愛因斯坦吸取了經(jīng)驗論哲學家D.休謨對先驗論的批判和E.馬赫對I.牛頓的絕對空間與絕對時間概念的批判，從考察兩個在空 間上分隔開的事件的“同時性”問題入手，否定了沒有經(jīng)驗根據(jù)的絕對同時性，進而否定了絕對時間、絕對空間，以及“以太”的存在，認為傳統(tǒng)的空間和時間概念 必須加以修改。以

10、太是古希臘哲學家亞里士多德所設想的一種物質(zhì)。在亞里士多德看來，物質(zhì)元素除了水、火、氣、土之外，還有一種居于天空上層的以太19質(zhì)能相當性1905年9月，愛因斯坦寫了一篇短文 物體的慣性同它所含的能量有關嗎？，作為相對論 的一個推論,揭示了質(zhì)量(m)和能量(E)的相當性:E=m*c2， 并由此解釋了放射性元素（如鐳）所以能釋放出大量能量的原因。質(zhì)能相當性是原子核物理學和粒子物理學的理論基礎，也為40年代實現(xiàn)的核能的釋放和利用開辟了道路。20量子論的進一步發(fā)展愛因斯坦的光量子論的提出，遭到幾乎所有老一輩物理學家的反對，盡管如此，愛因斯坦還是孤軍奮戰(zhàn)，堅持不懈地發(fā)展量子理論。1906年他把量子概念擴展

11、到物體內(nèi)部的振動上，基本上說明了低溫條件下固體的比熱容同溫度間的關系1912年他把光量子概念用于光化學現(xiàn)象，建立了光化學定律1916年他發(fā)表了一篇綜合了量子論發(fā)展成就的論文關于輻射的量子理論，提出關于輻射的吸收和發(fā)射過程的統(tǒng)計理論,從N.玻爾1913年的量子躍遷概念,推導出普朗克的輻射公式。論文中提出的受激發(fā)射概念，為60年代蓬勃發(fā)展起來的激光技術提供了理論基礎。21廣義相對論的探索狹義相對論建立后， 愛因斯坦并不感到滿足，力圖把相對性原理的適用范圍推廣到非慣性系。他從伽利略發(fā)現(xiàn)，引力場中一切物體都具有同一加速度（即慣性質(zhì)量同引力質(zhì)量相等），從這一古老實驗事實找到了突破口，于1907年提出了等

12、效原理并且由此推論：在引力場中，鐘要走得快，光波波長要變化，光線要彎曲。22愛因斯坦的小故事23真假司機（1）偉大的物理學家愛因斯坦因提出相對論而舉世聞名，此后，發(fā)生了這樣一個故事。 盛名之下的愛因斯坦每天忙于應付不計其數(shù)的大學請他作演講，搞得他疲憊不堪！愛因斯坦每次到大學去都是由專職司機理查開車送他，一到會場后，理查就在臺下聽演講，一直做了30來次聽眾，而且每次都是聚精會神，從頭聽到尾。 理查是位風趣的美國人，一天他向疲于奔命的愛因斯坦提建議： “您實在太辛苦了，也一定講煩了，您的演講內(nèi)容我可以背下來了，我想下次演講時讓我穿著您的衣服，讓我來代您演講直到被發(fā)現(xiàn)為止，可以嗎？” “妙啊，反正那

13、里認得我的人也不多?！?4真假司機（2）同樣富于風趣的愛因斯坦回答道。 此后的那場演講，穿著愛因斯坦衣服的理查對于相對論的解說沒有任何差錯，他把愛因斯坦的表情和動作也模仿的惟妙惟肖。愛氏則打扮成司機，不僅開車送理查來演講，而且坐在臺下認真聽講。 然而，就在演講結束，理查準備下臺時，一件意料不到的事終于發(fā)生了。 一位教授模樣的先生站起來，像發(fā)連珠炮似的提出了許多問題。 真的愛因斯坦靜坐在會場的角落，心中吃驚不小，但他表情上還是若無其事。 假的愛因斯坦卻輕松地對那位教授說： “你的這些問題很簡單，連我的司機都能回答.喂，理查，你上來幫我做些說明吧！” 于是，真正的愛因斯坦這時才步上講臺，并迅速地對問題作了說明！25迷路一天，