愛因斯坦及“相對論”

1879 年,愛因斯坦出生於德國猶太人家庭,15 歲時,舉家遷往意大利。

愛因斯坦及“相對論”


1901 年,愛因斯坦取得瑞士國籍,並開始工作。他利用閒暇時間進行科學研究。1905 年,愛因斯坦在物理學方面的研究取得突破性進展,創立了狹義相對論,當時他才26歲。

“相對論”一詞是愛因斯坦在他自己題為《論動體的電動力學》的論文中首先提出的。在此之前,物理學是以牛頓的理論作為基礎,這種理論的時空觀是靜止的、機械的、絕對的,空間、時間、物質和物質運動相互獨立。換句話說,物質孤立地處於空間的某個位置,物質運動則是在虛無的、絕對的空間做位置移動;而時間也是絕對的,是獨立於空間不斷流逝著的長流。

愛因斯坦以極大的毅力和膽識,突破了傳統物理學的束縛。他認為,空間、時間、物質和物質運動,彼此緊密相連,不可分割。作為物質存在的空間和時間,在本質上是一致的,且隨著物質的運動而變化。

狹義相對論最重要的理論之一,是關於質量和能量的關係。根據狹義相對論,物質的質量並非固定的,運動的速度增加,質量也會隨著增加;一定質量的轉化必定伴隨著一定能量的轉化,反之亦然。由此可知,質量很小的物質,即使只發生部分轉變,也會釋放出巨大的能量。這就是原子彈、氫彈及各種原子能應用的理論基礎,由此打開了原子時代的大門。

愛因斯坦及“相對論”


獨義相對論問世,震驚物理學界,也使得這位年輕學者的名字立刻傳遍整個歐洲,為他帶來極高的聲譽。1911 年,年僅 32 歲的愛因斯坦被布拉格大學聘為教授。1914年,他重回德國,任教於柏林大學,並當選為普魯士皇家科學院院士,但沒多久,第一次世界大戰就爆發了。

愛因斯坦憎惡戰爭,公開發表反戰宣言,呼籲歐洲的科學家應竭盡全力,儘快結束這場大屠殺。然而,卻沒有多少著名人士響應。這段時間,愛因斯坦團門不出,埋頭做自己的科學研究。

他發現狹義相對論的理論體系不夠完善,因為它只能解釋等速直線運動,而不能解釋加速運動和萬有引力的問題,因而在 1915年創立了廣義相對論。

廣義相對論的重要結論是,加速運動與引力場的運動是同等的,要區別是由慣性或者引力所產生的運動是不可能的。愛因斯坦認為,光在引力場中不是沿著直線,而是沿著曲線前進。他並且指出,當從一個遙遠的星球上發出的光,在到達地球的途中,經過太陽時,會因為太陽的引力而彎曲,因此讓這個星球被看的位置與實際位置不符。引力效應並非通常所說的物理力,而是空間本身彎曲的結果。

愛因斯坦及“相對論”


愛因斯坦不僅提出了此學說,且將它用清晰的方程式表達出來。愛因斯坦還計算出偏斜的弧度,他的結論在 1919年5月日全食時得到驗證。這消息公佈後,全世界為之轟動,愛因斯坦的名字廣為流傳,家喻戶曉,他被公認為繼伽利略、牛頓以來最偉大的物理學家之一堪稱“20世紀的牛頓”。

愛因斯坦及“相對論”


1933年,希特勒上臺後,開始迫害猶太人。愛因斯坦因而遷居美國,在普林斯頓大學擔任教授,並於1940年取得美國國籍。 1955年4月,愛因斯坦病逝於普林斯頓。



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