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愛因斯坦的故事,世界上最聰明的人

不知道大家還記得小時候讀書的時候,教科書裡提到的名人還記得多少呢?說起名人故事大全中的名人小編就不得不在為大家溫故一遍了?那麼今天小編要說的這個人呢他一位偉大物理學家,哲學家,數學家,政治家,他的光電效應,推動了量子力學的誕生。那麼就一起隨小編一起看看他是誰吧。

世界上最聰明的人:愛因斯坦的故事

1888年(9歲),愛因斯坦入路易波爾德高階中學學習。在學校受宗教教育,接受受戒儀式,弗裡德曼是指導老師。10歲在醫科大學生塔爾梅引導下,讀通俗科學讀物和哲學著作。到了12歲,自學歐幾里德幾何,同時愛因斯坦開始懷疑歐幾里德的假定。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時會看到什麼現象。對經典理論的內在矛盾產生困惑。

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,與此相聯絡,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世紀的笛卡爾和其後的克里斯蒂安·惠更斯首創並發展了以太學說,認為以太就是光波傳播的媒介,它充滿了包括真空在內的全部空間,並能滲透到物質中。

與以太說不同,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世紀牛頓的微粒說佔了上風,19世紀,卻是波動說佔了絕對優勢。以太的學說也大大發展:波的傳播需要媒質,光在真空中傳播的媒質就是以太,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,並從理論與實踐上證明光就是一定頻率範圍內的電磁波,從而統一了光的波動理論與電磁理論。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,相反,邁克耳遜莫雷實驗卻發現以太不太可能存在。

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發現,與牛頓力學所遵從的相對性原理不一致。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。例如,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。

世界上最聰明的人:愛因斯坦的故事 第2張

根據伽利略理論,向你駛來的車將發出速度大於c(真空光速3.0x10^8m/s)的光,即前車的光的速度=光速+車速。而駛離車的光速小於c,即後車光的速度=光速-車速。但按照這兩種光的速度相同,因為在麥克斯韋的理論中,車的速度有無並不影響光的傳播,說白了不管車子怎樣,光速等於c。麥克斯韋與伽利略關於速度的說法明顯相悖!

愛因斯坦似乎就是那個將構建嶄新的物理學大廈的人。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。

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。在“奧林匹亞科學院”時期大衛·休謨(DavidHume)對因果律的普遍有效性產生的懷疑,對愛因斯坦產生了影響。相對性原理已經在力學中被廣泛證明,卻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,也就是相信存在著絕對參照系,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。

世界上最聰明的人:愛因斯坦的故事 第3張

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,時間與光訊號的速度有一種不可分割的聯絡。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。

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。當哈勃將膨脹宇宙的天文觀測結果展示給愛因斯坦看時,愛因斯坦說:“這是我一生所犯下的最大錯誤。”

宇宙是膨脹著的。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。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,暗物質和暗能量約佔宇宙96%。

看來,宇宙將不斷加速膨脹,直至解體死亡。(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。林德饒有風趣的說:“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。”

在愛因斯坦小的時候,有一天德皇軍隊通過慕尼黑的市街。好奇的人們都湧向窗前喝彩助興,小孩子們則為士兵發亮的頭盔和整齊的腳步而嚮往。但愛因斯坦卻恐懼得躲了起來,他既瞧不起又害怕這些“打仗的妖怪”,並要求他的母親把他帶到自己永遠也不會變成這種妖怪的國土去。

中學時愛因斯坦放棄了德國國籍,可他並不申請加入義大利國籍。他要做一個不要任何依附的世界公民,大戰過後,愛因斯坦試圖在現實的基礎上建立他的世界和平的夢想,並且在“敵國”裡作了一連串“和平”演說。德國右翼刺客們的黑名單上也出現了阿爾伯特·愛因斯坦的名字,希特勒懸賞兩萬馬克要他的人頭。

為了使自己與這個世界保持“和諧”,愛因斯坦不得不從義大利遷到荷蘭。又從荷蘭遷居美國,而且加入了美國國籍。他認為,在美國這個國度裡,各階級的人們都能在勉強過得去的友誼中生存下去。

【結束語】愛因斯坦常常被稱為一個孤獨的人。數學想象的領域有助於把精神從紛繁的俗物中解脫出來,就這個意義而言,我認為他確實是一個孤獨的人。他的哲學可以叫做一種超驗的唯物論,這種哲學達到了形而上學的前沿,那裡可以完全割斷對自我世界的糾纏。

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