“愛因斯坦的奇蹟年”是哪一年?

李小波114



愛因斯坦是這個名字註定要伴隨人類文明永生,狹義相對論和廣義相對論以及早年的光電效應讓愛因斯坦在20世紀初那個物理學風雲變幻天才輩出的時代牢牢站在了第一梯隊,在1925年第五次索爾維會議時年紀輕輕的愛因斯坦在拍照時坐在了第一排正中央的位置,比他年長的物理學大師們都在他之後。

雖然1925年是愛因斯坦和玻爾因為量子力學“開戰”最頻繁的一年,但愛因斯坦的諸多成果早在1905年就面試了,就是在那一年愛因斯坦發表了包括狹義相對論在內的5篇論文,直接導致物理學進入了新時代,因此1905年後來也被稱為“愛因斯坦奇蹟年”


一個多世紀後的我們很難明白,為什麼一個26歲已經大學畢業5年的瑞士專利局小員工會在短短一年內讓300多年的古典物理學脫胎至現代物理學,但事實就是這麼難以置信。那個名叫愛因斯坦的男人的腦子在1905年觸及到了物理學的更深層次。

如果說1905年是愛因斯坦奇蹟年的話,那麼1916年就是“廣義相對論年”,如果說狹義相對論改變了人類對時間的認識,那麼廣義相對論則革新了人類對宇宙認知,充滿彈性的宇宙時空第一次在廣義相對論中出現,黑洞和引力波也在廣義相對論中出現。


人類文明的長河中總會出現幾個加速人類文明進程的天才,而在上世紀初那個物理學風雲年代,愛因斯坦無疑是當時的物理學群星中最耀眼的那一個。


宇宙探索未解之迷


1905年被稱為物理學的奇蹟年,因為在這一年裡愛因斯坦發表了五篇意義非凡的論文影響深遠。為了紀念這一奇蹟年100年後的2005年被定為國際物理年,這一切都與愛因斯坦有關。圖:青年時代的愛因斯坦,這個時候他26歲

愛因斯坦本科畢業於蘇黎世聯邦工業大學物理專業 ,之後進入瑞士伯爾尼專利局作為一名技術員。前期的重要理論發現都是愛因斯坦在專利局從事技術員的時候完成的。

物理學奇蹟年的第一篇論文著作:

光具有波粒二象性,普朗克最先提出物質輻射電磁波是一份一份並不連續的,每一份都被稱為量子。愛因斯坦在此基礎上提出了光量子假說:認為電磁波是由基本單元光量子構成,這個光量子在後期被稱為光子。這第一篇論文使量子力學的發展打下了堅實的基礎。


在光量子假說的基礎上有了光電效應的推論,這一推論也使愛因斯坦獲得了1922年的諾貝爾物理學獎。

物理學奇蹟年的第二篇論文著作:

愛因斯坦在專利局工作的時候趁著閒暇時間讀了一個在職博士,而這第二篇論文就是他的博士論文,這篇論文是關於如何測量分子大小的,在提交到瑞士聯邦工學院後次年就被髮表。

物理學奇蹟年的第三篇論文著作:

這篇論文是關於布朗運動的,愛因斯坦遵循牛頓力學,假設物質是由原子分子構成,根據這個前提推導出液體中分子擴散與液體粘滯的關係,從而解釋了布朗運動。

這次證明支持了原子分子的真實性,讓我們可以更好的理解玻爾茲曼關於熱力學的微觀解釋。

物理學奇蹟年的第四篇論文著作

愛因斯坦第四篇論文是他的成名之作,完美的解釋了邁克爾遜-莫雷實驗的錯誤結果,打破了牛頓的絕對時空觀。但覺遺憾的是沒有引力的參與。這就是狹義相對論,而廣義相對論是在十年之後的1915年提出的。

物理學奇蹟年的第五篇論文著作

這篇論文不用過分就是簡單的能量和質量的呼喚公式:質能方程,但是卻非常重要。這個公式可以解釋原子彈和氫彈的威力為什麼那麼巨大,也可以解釋丟失的那部分質量去了哪裡。

可以說愛因斯坦的大多數成就都是在年輕的時候做出來的,在生命的後半段大多是集中在政治上或者和量子力學跟本哈根派的吵架上了,當然還有生前一直在研究的統一場論。愛因斯坦和牛頓是物理學屆的“扛把子”,成就非凡。



科學黑洞



阿爾伯特·愛因斯坦稱1905年為他的“奇蹟之年”,是他不可思議的一年。那年春天,除了用他的便箋和鉛筆去解開宇宙中最基本的問題,他找到了一些物理學最大謎團的啟示性解決方案。1905年9月,當時久負盛名的《物理年鑑》雜誌第17卷出版了愛因斯坦的全部三篇論文——這無疑是有史以來出版的最重要的一期學術期刊。在1994年的一次拍賣中,第17卷的一份罕見原件賣了15000美元。



愛因斯坦的三篇論文對現代物理學中三個獨立的主要問題提供了翻天覆地的新解釋。第一個解釋了光電效應,最近由科學家在實驗室實驗中觀察到,認為光以波和稱為“量子”能量的形式傳播。(最終獲得諾貝爾獎的是愛因斯坦在光電效應方面的工作,而不是他更廣為人知的相對論。)


第二篇論文解釋了布朗運動,這種微小粒子不可預測的運動,是原子理論假設的分子作用的結果。

愛因斯坦三篇論文中的第三篇,也可能是最著名的一篇,介紹了他的狹義相對論,該理論認為空間和時間並不是牛頓物理學長期以來假設的絕對的,而是空間和時間本身相對於觀察者的運動速度會膨脹或收縮。


愛因斯坦從他的狹義相對論方程中,迅速推導出質能等效性的革命性概念;在將他的三篇文章提交給《物理年鑑》,他在第四篇論文中,作為狹義相對論論文的附錄,第一次介紹了20世紀最著名的方程:E=mc²。愛因斯坦認為,能量(E)和質量(m)是可以互換的,而且由於光速(c²)的平方是一個驚人的數字,理論上從少量物質中可以釋放出大量的能量。阿爾伯特·愛因斯坦潦草的方程式就這樣提供了核時代的起源依據。


軍機處留級大學士


奇蹟年,毫無疑問是1905年。樓上介紹了愛因斯坦的求學,那我說說他得獎的情況。鑑於愛因斯坦的卓越貢獻,他的一個老師瓦爾德在1909年第一次以狹義相對論理論提名他為諾貝爾物理學獎,失敗;然後又在1912年,1913年繼續提名,再失敗。物理學界大神普朗克看不下去了,於1919年親自提名,再次失敗。因為諾貝爾委員會給出的理由是英國人愛丁頓正在派艦艇在南美觀測廣義相對論(當時有日食現象發生,如果該理論為真,太陽邊緣的光線會發生彎曲……大概就這麼個意思,具體不太記得了),等結果出來再說。1919年底被證實,愛因斯坦已經是大神了,大鼻子,但反對該理論的人依然很多,於是1920年又沒提名成功。時間到了1921年,普朗克實在看不下去,又提名,但他是以愛因斯坦提出的光電效應理論為獲獎依據,結果又失敗。因為諾貝爾委員會認為才把量子物理學獎頒給普朗克,又在這個領域再頒發,不合理....最後,1921年的物理學獎空缺。1922年,幾乎物理學界的大人物都給諾獎委員會施壓,再不頒獎實在說不過去。愛因斯坦以什麼成果得獎不重要,重要的是必須獲獎。最後愛因斯坦是在1923年獲得了1922年頒發的1921的諾貝爾物理學獎,且一字未提相對論,因為不成熟。據說獲獎消息是愛因斯坦登陸上海時瑞典使館人員告知他的。


大航海1492


不是物理專業。不敢評價近代最偉大的科學家,沒有之一。偉大的愛因斯坦給我們創造了太多奇蹟,他就像是神一樣的存在,只有膜拜。他的奇蹟年不應該是一年吧!


分享到:


相關文章: