爱因斯坦的发明故事

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【优秀范文】爱因斯坦的发明故事

范文一:爱因斯坦发明了什么

爱因斯坦发明了什么

爱因斯坦他发现颠覆物理学界的微观规律.由此,人们开始了现代化的发明创造.

1905年,不仅对于当时年仅26岁的爱因斯坦个人来说,而且对于整个物理学史来说,都是一个奇迹年。这一年,爱因斯坦提出了三项都具有划时代意义的理论——光量子假说(他因此而获得1921年诺贝尔奖)、狭义相对论、布朗运动的统计性解释(由此引出的验证性实验的结果使得当时并不相信原子是真实的几位大科学家都转而相信了)。

此后11年,爱因斯坦主要是在向他的更高目标——广义相对论发起进攻,终于在他37岁时给出了广义相对论的基本框架。此后多年他都在完善它的这个理论,作具体的计算(广义相对论的非线性的偏微分方程组极其难解,直至今日,仍有不少物理学家乃至数学家在研究它的求解问题),将它应用于整个宇宙。现代意义上的宇宙学是爱因斯坦开创的。

毫不夸张地说,根据爱因斯坦创立的科学理论而衍生出的发明创造,几乎涵盖了现代文明的每一个角落。电脑游戏、公共汽车、数码照相机„„我们衣食住行的每个细节都闪现着爱因斯坦的影子。

烟雾探测器

这里用一个假设的“你”做比喻。早晨当你从下榻的宾馆起来,走出房间准备晨练时,请注意你头上的烟雾探测器。它利用放射性物质镅-241释放出能量,产生一小束带电粒子。一旦发生意外,从火焰里冒出来的烟雾与粒子束发生反应,触动警报器自动拉响。

由于镅的原子核不稳定,一旦裂开,质量似乎就消失了一些,因为碎片的质量比原来的原子核小。其实,镅原子的质量根本没有消失。这是爱因斯坦告诉我们的。

平坦的公路

回到家后你要开车去上班,你车轮下的平坦公路里也刻着爱因斯坦的功劳。在爱因斯坦的博士论文中探讨了在不同溶液中测量分子的新方法,这些方法后来成为胶体化学的基本方法。建材工程师在建造公路时,就是利用他的研究成果。

电脑显示器

来到办公室,你打开电脑开始工作。在短促的瞬间,电子正从显像管的阴极发射出来,好像在飞驰过程中获得了能量,积聚在显示屏上———这正好符合爱因斯坦的狭义相对论。发明电脑显示器的工程师必须使显示器符合“相对论效应”,否则控制电子飞驰的磁铁就会在显示屏上产生模糊图像,使你无法工作,当然,精彩的电脑游戏也玩不起来了。

精准的激光

下班后你到超市购物,你手里的每一件商品条形码也得益于爱因斯坦的激光理论,只有激光才能准确读出条形码中的编码。

太阳能电池

假如你想用太阳能光电池为自己的居室提供能量。这些光电池能够把太阳能转成电能,爱因斯坦在90年前发表的一篇论文里就首次正确地分析过这一转换原理。

他发现光子具有能量。某些光子携带的能量足以克服将电子集中于某种金属的“粘性”,这就是著名的光电效应。

数码相机

星期天,你会和家人轻松郊游。当你打开数码相机,准备摄下家人温馨的笑容时,要先感谢爱因斯坦。从镜头飞进来的光子会把半导体里的电子挤走,这同样利用了宝贵的光电效应。 药物

倘若你身体有点小毛病,需要药物调理。许多药物制造得益于爱因斯坦那篇有关布朗运动的论文。

英国植物学家罗伯特·布朗最先观察到,悬浮的液体中的微粒永远不停地做无规则运动。爱

因斯坦则利用布朗运动创立了将微观数量和宏观数量联系在一起的统计法。

直到今天,这些统计法仍是全世界药剂师必须遵循的配比法则。

全球定位系统

万一彩票中了大奖,得意忘形的你不幸成为寻人启事中主角,那也没有关系,你身上携带的GPS(全球定位系统)能帮助你与搜索人员取得联系。100年前爱因斯坦发现,如果想把发生在不同地点的多个事件联系在一起考虑,那么传统的时间概念就不够充分。

虽然全球定位系统卫星上安装了精确的原子钟,但是,如果没有地面原子钟对卫星原子钟的时间调整,定位系统每天发给地面的信号就会出现1.6千米的偏差。

控制X射线的能量

你长了一个肿瘤,幸亏是良性的,但因长在胸腺上,手术后需要放射治疗。医生在为你实施放射治疗前,需要估计X射线可能对你细胞造成的伤害,根据就是爱因斯坦的E=mc2。

这同样是100年前爱因斯坦的重大发现:任何质量都可以被看作是被压缩的能量。要想知道某一质量能够产生多少能量,可以把消失的质量乘以光速的平方——那绝对是一个天文数字!据此理论造出原子弹、氢弹的同时,也治好了你的胸腺瘤。

假如没有爱因斯坦

假如没有爱因斯坦,他的理论(特别是相对论)会在何时问世?对这样的假设,肯定是仁者见仁,智者见智。著名天文物理学家马丁·雷斯爵士认为,如果没有爱因斯坦,无疑会滞后现代文明的脚步。

e=mc方就是相对论

范文二:我和爱因斯坦的故事

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我和爱因斯坦的故事

作者:贺梓青

来源:《下一代英才》2012年第07期

“青青!”我以为妈妈叫我起床,很不情愿地睁开眼睛, 可站在面前的却是一位陌生的外国人,他头发蓬乱,面带微笑地望着我。我好奇地问道:“您——您是——”陌生人答道:“我是爱因斯坦。”他催促我赶紧起床,随他去实验室参观。

实验室里闪烁着五颜六色的灯光,桌上有各式各样的仪器:显微镜、透视镜、分解器……空气中弥漫着香味。爱因斯坦说:“这种散发香味的气体是我研制出来的,经过高科技处理,吸入人体后还有益于健康呢!” 我不由赞叹:“真是一举两得啊!” 他接着说:“还有,这种光线经过除劣器和增益器处理,不仅变得美仑美奂,还可以提高视力,消除眼疲劳呢!” 我激动地跳了起来,一边鼓掌,一边称赞:“太妙了!太妙了!”

爱因斯坦还向我介绍了他的其他发明:“这是除劣器,它的作用是将物质里的有害成分除去;那是增益器,能够把有益的成分加入到物质里,还有许多呢!分解器可以将物质的成分一一分解出来;加固器可以使普通的物体坚不可摧……”

范文三:爱因斯坦的故事

在普林斯顿,大家都知道爱因斯坦是高等研究所最有名的教授。我去的时候,他刚刚退休。七十多岁了,他每天仍然从他住的地方步行到研究所去。在我的记忆中,爱因斯坦大概是不开汽车的,我没有看到过他开汽车。人们见到他每天从他的家走到办公室,距离大概有两公里的样子。我跟他的接触很少。那个时候,研究所里有二十多个博士后,我们都是二十几岁的年轻人,整天讨论。我们都非常尊敬爱因斯坦,因为无疑爱因斯坦是20世纪最伟大的物理学家。可是,因为他已经退休了,我们觉得不应该去打扰他,所以我们跟他的接触并不多。1950年前后,他把他的一本叫做“相对论”的小书,加了一个新的附录。在这个附录里,他发展了一个新的统一场论,想把电磁学和广义相对论统一起来,他做了一系列关于这个理论的演讲。爱因斯坦在年轻时,1905年一年之内写了三篇影响极深远的文章。后来,他又发现了广义相对论。这是一个史无前例的理论,是一个集无数非常复杂的经验,用非常美妙的数学,表现了一个由纯粹思想考虑得出来的结果。我想了想,评论爱因斯坦的工作,也许最好的两个字是“深广”。他做的东西又深又广。我介绍大家去看派斯在4年以前所写的爱因斯坦的一个科学传记。以前虽然有过很多爱因斯坦的传记,但都不是真正深入做理论物理的学者所写的。这却是第一次,所以立刻就成了一本非常重要的书。书名取了爱因斯坦的一句名言,意思是说上帝不那么简单,可也不是狠毒的。上帝创造了自然,自然的规律是很妙的,但并不是故意引你入歧途,使你不懂。只要你弄对了,你就可以懂。派斯就拿它做了书的名字。派斯是1918年生的,在普林斯顿高等研究所我们同事了十六七年,后来他到洛克菲勒大学做理论物理方面的主任。最近几年,他致力于写科学史。上述的这本书使他一举成名。最近他又写了一本关于20世纪物理学历史的书,这是一本非常有意思的书。中科院自然科学史研究所邀请他,我的印象是明年他要来访问。

范文四:爱因斯坦的故事

爱因斯坦的故事

东街小学 一年级,五班 谢娜

爱因斯坦是当代伟大的物理学家。他遇事爱思考、研究,常常从一点小事中受到启发。

有一次,他要把墙上的一幅旧画换下来,就搬来一架梯子,一步一步爬上去。突然,他又想起一个问题,沉思起来,忘记自己在做什么了,猛地从梯子上摔下来。摔到地上以后,他顾不得疼痛,马上想到:人为什么会笔直地掉下来呢?看来物体总是沿着阻力最小的线路运动的。爱因斯坦想到这里马上站立起来,一瘸一拐地走到桌边,提笔把自己的这个想法记了下来。这对他正在研究的问题——相对论有很大的启发。 爱因斯坦在物理学上取得伟大成就以后,在世界上获得了很高的荣誉,但是他从来不图虚名,生活一直艰苦简朴。有一年,比利时王后邀请他访问比利时。为了迎接他,比利时特别组织了一个欢迎委员会,到火车站迎接。等着,等着,旅客都走了,他们也没有迎到爱因斯坦,只好立即向王后报告情况。

“什么?你们没接到贵宾?”王后着急地问。

“我们在火车到站之前就等着,直到人都走光了也没有看见爱因斯坦。”欢迎委员会的人说。

“你们马上分头去寻找贵宾,一定要把他接到王宫来。”王后吩咐道。

于是,欢迎委员会的人马上分散行动,到各处寻找。最后,在大街上熙熙攘攘的人群中发现了一位头发灰白又蓬乱的老人——爱因斯坦。他们只得和他一走步行到王宫。

比利时王后奇怪地问他:“您为什么不乘我派去接您的车子呢?”“我觉得这样步行要比乘车愉快得多。”爱因斯坦微笑着回答。

范文五:爱因斯坦的故事

读人作文阅读 3年,2016-5-28

爱因斯坦的故事

爱因斯坦是当代伟大的物理学家。他遇事爱思考、研究,常常从一点小事中受到启发。 有一次,他要把墙上的一幅旧画换下来,就搬来一架梯子,一步一步爬上去。突然,他又想起了一个问题,沉思起来,忘记了自己在做什么。立刻,他猛地从梯子上摔了下来。摔到地上以后,他顾不得疼痛,马上想到:人为什么会笔直地掉下来呢?看来物体总是沿着阻力最小的线路运动的。爱因斯坦想到这里马上站了起来,一瘸一拐地走到桌边,提起笔把自己的想法记下来。这对他正在研究的问题——相对论有很大的启发。

爱因斯坦在物理学上取得伟大成就以后,在世界上获得了很高的荣誉,但他从来不图虚名,不爱金钱,生活一直很艰苦简朴。

有一年,比利时王后邀请他去访问,为了迎接他,比利时特别组织了一个欢迎委员会,准备到车站隆重热烈地迎接他。

火车到站以后,爱因斯坦避开欢迎的人群,拎着一只小皮箱,徒步向王宫走去。欢迎的人们一直等到旅客走光,也没迎接到爱因斯坦,只好向王后报告情况。

“什么?你们没接到贵宾?”王后着急地问。

“我们在火车到站之前就等着,直到人走光了也没看见爱因斯坦。”欢迎委员会的人说。 “你们马上分头去寻找贵宾,一定要把他接到王宫来。”王后吩咐道。

于是,欢迎委员会的人马上分散行动,到各处寻找。最后,在大街上熙熙攘攘的人群中发现一位头发灰白蓬乱的老人——爱因斯坦,只得和他一起步行到王宫。

比利时王后奇怪地问他:“您为什么不乘我派去接您的车子呢?”

“我觉得这样步行比乘车愉快得多。”爱因斯坦微笑着回答。

一、为下列加横线的词语注音: 一瘸一拐 荣誉 蓬乱

二、从文中找出下列词语的近义词。

启示—— 思索—— 焦急—— 命令——

三、“熙熙攘攘”形容 ,像这样AABB式的词语有 、

四、请用横线画出文中的过渡句,并指出它在文中的作用。

五、本文写了爱因斯坦哪几件事?简要地写出来。

六、对爱因斯坦这句话“我觉得这样步行比乘车愉快得多。”怎样理解?

七、你能用一句话概括本文所介绍的爱因斯坦的特点吗?(不能超过25个字)

范文六:聪明的爱因斯坦

今天,我们老师要我们写一篇作文,名字叫做《聪明的爱因斯坦》。

于是,我晚上在电脑上查了资料,了解到:他是美国着名的科学家。

然而,他的童年却充满不幸:一个天才的童年,总会有些超乎寻常的故事。爱因斯坦刚出生时,后脑长得不同一般,而且头骨呈棱角形,头骨的这种异状,后来永久性地成为爱因斯坦的特征。

到了爱因斯坦的辉煌时期,他写出了相对论,光电效应,能量守恒,宇宙常数等。《分子大小的性测定法》《热的分子运动论所要求的静液体中悬浮粒子的运动》《论运体的电动力学》《物体的惯性同它所含的能量有关吗?》等等。

爱因斯坦曾经是量子力学的后续发展,但是他不满意后续发展,爱因斯坦始终认为“量子力学(以波尔为首的哥本哈根诠释:“基本上,量子系统的描述是机率的。一个事件的机率是波函数的绝对值平方。”)”不完备。

爱因斯坦他淡泊名利不拘小节,他的成功秘诀是A=X+Y+Z。A代表成功,X代表正确的方法,Y代表努力工作,Z代表少说废话。他把这个公式的内容,概括成两句话:工作和休息是走向成功之路的阶梯,珍惜时间是有所建树的重要条件。

他的成功名言有:想象力比知识更重要,我用比相对论还多的脑力在量子论上。有一个现象的明显程度已经让我毛骨悚然,这便是我们的人性已经远远落后我们的科学技术了。

我们在学习上也是不是要这种秘诀呢?答案是肯定的:“要”。想要成功,学习得用上正确的方法,要努力学习,少做没用的事情。就是A=X+Y+Z。努力吧!

安徽合肥长丰县下塘小学五年级:许文豪

范文七:聪明的爱因斯坦

聪明的爱因斯坦

今天,我们老师要我们写一篇作文,名字叫做《聪明的爱因斯坦》。 于是,我晚上在电脑上查了资料,了解到:他是美国著名的科学家。

然而,他的童年却充满不幸: 一个天才的童年,总会有些超乎寻常的故事。爱因斯坦刚出生时,后脑长得不同一般,而且头骨呈棱角形,头骨的这种异状,后来永久性地成为爱因斯坦的特征。

到了爱因斯坦的辉煌时期,他写出了相对论,光电效应,能量守恒,宇宙常数等。《分子大小的性测定法》《热的分子运动论所要求的静液体中悬浮粒子的运动》《论运体的电动力学》《物体的惯性同它所含的能量有关吗?》等等。

爱因斯坦曾经是量子力学的后续发展,但是他不满意后续发展,爱因斯坦始终认为“量子力学(以波尔为首的哥本哈根诠释:“基本上,量子系统的描述是机率的。一个事件的机率是波函数的绝对值平方。”)"不完备。

爱因斯坦他淡泊名利不拘小节,他的成功秘诀是A=X+Y+Z。A代表成功,X代表正确的方法,Y代表努力工作,Z代表少说废话。他把这个公式的内容,概括成两句话:工作和休息是走向成功之路的阶梯,珍惜时间是有所建树的重要条件。

他的成功名言有:想象力比知识更重要,我用比相对论还多的脑力在量子论上。有一个现象的明显程度已经让我毛骨悚然,这便是我们的人性已经远远落后我们的科学技术了。

我们在学习上是不是也要这种秘诀呢?答案是肯定的:要想成功,学习得用上正确的方法,少做没用的事情。就是A=X+Y+Z。努力吧!

范文八:得益于爱因斯坦理论的重大发明

1.太阳能电池、防盗报警器和照相机的测光表都是以光电效应为基础的。 2.核能利用了这样一个物理现象:当铀原子发生裂变时,总质量的微量损失可以转变成能量,其依据正是爱因斯坦的著名等式E=Mc2。如今,核能为英国提供了25%的电力。 3.全球定位系统之所以能将物体的位置精确到米,正是根据爱因斯坦的相对论对地球卫星发出的信号进行了修正。 4.狭义相对论与量子理论相结合,指出了反物质的存在。科学家们利用正电子,即反物质“电子”,通过X射线层析照相术研究大脑活动。 5.亚原子粒子的特性是相对论的直接结果,其存在可以解释从化学元素的特性到磁铁作用的多种现象。 6.爱因斯坦1916至1917年对光子的研究为人类40年后发现激光奠定了基础。目前激光广泛应用于从DVD到激光打印机的多种产品。

范文九:爱因斯坦的小故事

爱因斯坦的小故事

1940年,美国普林斯顿。 一天早晨,在一条林荫道上,一个小姑娘突然看见一个奇怪的人,他个子不高,一件粗大衣像一条毯子似的裹在身上,拖着一双拖鞋,满头白发凌乱地飘落着,一双深凹的眼睛,稍稍低垂着,好像在凝思,他发现了小姑娘,微微一笑,便从小姑娘身边闪过,又思索着向前走去,小姑娘惊奇地望着他,奇怪这个童话中的人物怎么从书中跑了出来。吃晚饭时,小姑娘把自己的见闻告诉了家里人,父亲听后,放下手中的刀叉,沉默了一会儿说:“孩子,你今天看到的是世界上最伟大的人。” 这个人,便是伟大的物理学家阿尔伯特·爱因斯坦。 爱因斯坦发明的相对论,开创了物理学的新纪元,他揭示了四维时空与物质的统一关系,对于今天探索宇宙结构有重大的意义,他在自然领域拓展了人们的视野,开拓了科学革命的新时代,被称为现代物理之父。 这位伟大的科学家,并非一生下来就是天才,相反,他小的时候,智力发育比一般孩子发育都慢,只是由于无限的勤奋和对物理学的执着热爱,才把他造就成一位科学天才。 爱因斯坦于1879年生于一个犹太商人家里,父母都希望他将来有所作为,但是渐渐地他们发现孩子智力发育很慢,不象一般孩子那么机灵聪敏,到了三岁才开口说话,父母着急了,他们请来了医生,医生说,孩子没有病,只是不善于说话而已。 到了四五岁,爱因斯坦经常一个人对某一物体发呆,而且总是远离嘻笑玩耍的孩子,象生怕别人打扰一样,因此,他显得很孤僻。 五岁时,父亲拿一只小罗盘给他玩,爱因斯坦捧着罗盘,见里面的指针转来转去,最后始终指向北方,他奇怪了,他把罗盘捧在胸前,把指针转一圈,又转一圈,不管怎么转,那根针总是指着北方。他呆呆地站在那里,手里捧着罗盘,默默地想:针四周什么都没有,是什么神奇的力量把针吸住了呢?他呆呆地站在那里想,直到母亲喊他吃饭,他还站在那里思索。 秋天,爱因斯坦一家去郊游,当走进一片茂密的树林时,他却不见了,母亲到处找他,焦急地喊他,他却一个人在林间轻轻地穿行,一会儿摘下一片树叶,细心观察树叶的脉纹,一会儿观看阳光从树叶间透出的光斑,到了湖边,他就蹲下身来,一动也不动地望着湖面上起伏的微波。当母亲好不容易找到他时,他正坐在地上,凝望着一队队忙忙碌碌来回穿梭的蚂蚁。“阿尔伯特”妈妈一把拉起小爱因斯坦的手,发现他呆的地方离她叫喊的地方很近,“你干吗不答应妈妈,让妈妈来回的跑。”“没有,妈妈我没听见。”小爱因斯坦说,妈妈只好微微地叹了一口气。 为了给这位孤僻的孩子的生活带来一点乐趣,从六岁开始,妈妈开始教他拉小提琴,他对这个乐器发出的声音如对大自然斑澜的色彩一样,十分敏感,他学得专心致志。从此小担琴成了他漫长生命旅程上不可缺少的伙伴。每当工作疲倦时,他便拉起小提琴,使内心保持和谐与平静。 读小学时,由于他性格孤僻,同学们都歧视他,老师也不喜欢他,老师向他提问题时,他好像听不见一样,总是默默地去思考自己的问题。于是老师便喊到:“爱因斯坦,站起来,站到大厅里去,等到中午放学回家!”小爱因斯坦便默默地走到大厅,站上两个钟头,老师还说“这孩子真笨,什么功课都不好!” 实际上,小爱因斯坦不习惯学校那套死记硬背的教学方法,他有自己独特的独立思考的特点,在这种死板的学校环境中感受不到追求知识的快乐。爱因斯坦不喜欢它,他总希望早点放学,好躲回家去,在家里,他就可以在理想和希望里遨游。对教育规范的不适应,使爱因斯坦曾经连续多次考试不及格。 爱因斯坦有个叔叔,名叫雅各布,雅各布叔叔很善于饶有趣味地讲解方程式,他给爱因斯坦讲解知识生动有趣,爱因斯坦很喜欢。 这天,雅各布叔叔给爱因斯坦讲代数课,雅各布叔叔说:“代数嘛,就象打猎一样,那头藏在树林里的野兽,你把它叫做x,然后一步一步逼近它,直到把它逮住!”通过雅各布叔叔生动形象地讲述,代数的真谛便深深印在爱因斯坦的脑海中。 几何也是雅各布叔叔给他启蒙的。雅各布叔叔在纸上画了一个直角三角形,标上A、B、C,慢慢地一笔一划地写上公式,然后对爱因斯坦说:“这就是大名鼎鼎的毕达哥拉斯定理,两千多年前的人就会证明了。孩子,你也来证证看。” 12岁的爱因斯坦,根本不懂什么叫几何,但是他被这个定理迷住了。他双手支着脑袋,皱起眉头,一连三个星期,总是坐在自己的小书桌前苦苦思索。最后,居

然给证明出来了。爱因斯坦第一次体验到认识真理的快乐,他的创造才能萌发了。 不久,雅各布叔叔送给他一本几何教科书。他捧着这本书,读得心醉神驰,那一个个几何定理的证明,严密得滴水不漏,使人不能有半点怀疑,人的思维是那样明晰、那样可靠,给他留下了难以形容的印象。 14岁时,爱因斯坦开始学习高等数学,当同学们还在等边三角形的浅水中扑腾时,他已经在微积分的大海中畅游。数学老师也不是他的对手,常常被爱因斯坦问得张口结舌。因此老师不喜欢他,说他“生性孤僻”,“不守纪律”,“想入非非”,以至于爱因斯坦父亲问学校校长,爱因斯坦将来该从事什么职业时,校长毫不掩饰地说:“干什么都一样,他长大后绝对不会有什么成就的。”由于同样的原因,数学老师对爱因斯坦说:“爱因斯坦,你永远不会有作为的。”这些话深深刺痛了爱因斯坦的心。“我一定会有作为的。”他在心里默默地说。 爱因斯坦对许多问题有自己的独特的看法,在中学,他经常思索这样一个问题:假设光的接收器眼睛,跟随在光的后面,用光速飞奔,会发生些什么情形呢。对此,他作了种种设想,但找不到答案。实际上,在他这个奇怪的想法里,已经孕育了相对论的萌芽。 有一次,爱因斯坦爬上一架梯子挂一幅画,由于他专心地思考自己的问题,一不小心,竟从梯子上摔了下来。他马上想到一个问题:“人为什么笔直摔下来呢?”经过认真思考后,他得到了答案,他认为物体是沿着阻力最小的路程运动的,这对他后来研究广义相对论给予了很大的启发。 15岁时,爱因斯坦报考苏黎世的瑞士帮工学院,但没有被录取,他又补习一年,16岁时,终于考上了大学。在大学学习中,爱因斯坦表现了自己的特点:他集中精力在能够导致深邃知识和发挥自己的创造性的问题上面,而把其他东西撇下不管,以便不因负担过重而离开研究的要点。就这样,他以自己独特的思考问题方法,发明了举世闻名的“相对论”,开创了物理学的新纪元,成为世界上最伟大的科学家。

范文十:爱因斯坦其人其事

爱因斯坦其人其事

摘要:爱因斯坦(1879-1955),举世闻名的德裔美国科学家,现代物理学的开创者和奠基人。20世纪科学巨匠,献身于物理科学研究,跳出旧理念的桎梏,提出的多个理论都在物理和天文学上有着划时代的作用。

关键词:爱因斯坦奇迹年;诺贝尔物理学奖;狭义相对论;广义相对论

引言

引言:希望通过这篇论文让大家了解伟大的科学家爱因斯坦的主要成就和对物理,天文等各个领域的影响。

1. 爱因斯坦生平

1879年出生于德国乌尔姆市的一个犹太人家庭

1888年(9岁),爱因斯坦入路易波尔德高级中学学习。

1889年(10岁),在医科大学生塔尔梅引导下,读通俗科学读物和哲学著作。 1891年(12岁),自学欧几里德几何,同时开始自学。开始怀疑欧几里德的假定。 1895年(16岁),自学完微积分。同年,爱因斯坦在瑞士理工学院的入学考试失败。爱因斯坦开始思考当一个人以光速运动时会看到什么现象。对经典理论的内在矛盾产生困惑。

1901年3月21日(22岁),取得瑞士国籍。在这一年5-7月完成电势差的热力学理论的论文。

1903年(24岁),他与大学同学米列娃·玛丽克结婚。

1905年(26岁)3月,发表量子论,提出光量子假说,解决了光电效应问题。 4月向苏黎世大学提出论文《分子大小的新测定法》,取得博士学位。

5月完成论文《论动体的电动力学》,独立而完整地提出狭义相对性原理,开创物理学的新纪元。这一年因此被称为“爱因斯坦奇迹年”。

1915年(36岁)11月,提出《广义相对论》引力方程的完整形式,并且成功地解释了水星近日点运动。

1914年(35岁)4月,爱因斯坦接受德国科学界的邀请。迁居到柏林。8月,即爆发了第一次世界大战。他虽身居战争的发源地。生活在战争鼓吹者的包围之中,却坚决地表明了自己的反战态度。

1916年(37岁)3月,完成总结性论文《广义相对论的基础》。5月,提出宇宙空间有限无界的假说。8月,完成《关于辐射的量子理论》,总结量子论的发展,提出受激辐射理论。

1921年(42岁),爱因斯坦因光电效应研究而获得诺贝尔物理学奖,他的研究推动了量子力学的发展。

1929年(50岁)2月,发表《统一场论》。

1950年(71岁)2月13日,发表电视演讲,反对美国制造氢弹。

1952年(73岁)11月,以色列第1任总统哈伊姆·魏茨曼死后,以色列政府请他担任第2任总统,被拒绝。

1955年(76岁)4月13日,在草拟一篇电视讲话稿时发生严重腹痛,后诊断为动脉出血。4月15日进普林斯顿医院。

4月18日,爱因斯坦主动脉瘤破裂导致大脑溢血破裂,而逝世于普林斯顿,享年76岁。

爱因斯坦希望自己死后被火化,骨灰被洒在一个秘密的河流,以免自己的墓地成为一个“朝圣地”。负责检查和解剖他尸体的病理学家托马斯-哈维做出了一件令人震惊的事情,他私自从爱因斯坦的尸体上取走了1.2公斤的脑灰质和双眼。他将那双眼球寄给了爱因斯坦的眼科医生亨利-亚当斯,如今这对眼球依然被保存在纽约的一处保险箱内。

哈维一直随身携带爱因斯坦的脑灰质切片,希望研究出爱因斯坦为何如此聪明的原因。可惜的是,他至今都没有得出什么结论。

2. 爱因斯坦的伟大成就

3. 爱因斯坦奇迹年

1905年,爱因斯坦在科学史上创造了一个无先例的奇迹。这一年他写了6篇论文,在3月到 9月这半年中,利用在专利局每天8小时工作以外的业余时间,在三个领域作出了四个有划时代意义的贡献。

3.1 光量子论

黑体辐射的两公式一在长波方面不符,一在短波不符。普朗克提出能量量子化假说,推得公式与实验结果很好吻合。

普朗克的量子假说提出后的几年内,并未引起人们的兴趣,爱因斯坦却看到了它的重要性。他赞成能量子假说,并从中得到了重要启示:在现有的物理理论中,物体是由一个一个原子组成的,是不连续的,而光(电磁波)却是连续的。

在原子的不连续性和光波的连续性之间有深刻的矛盾。为了解释光电效应, 1905年爱因斯坦在普朗克能量子假说的基础上提出了光量子假说

1905年 3月写的论文《关于光的产生和转化的一个推测性的观点》,把普朗克1900年提出的量子概念扩充到光在空间中的传播,提出光量子假说,认为:对于时间平均值,光表现为波动;而对于瞬时值光则表现为粒子。

这是历史上第一次揭示了微观客体的波动性和粒子性的统一,即波粒二象性。以后的物理学发展表明:波粒二象性是整个微观世界的最基本的特征。

在论文的结尾,他用光量子概念轻而易举地解释了光电现象,推导出光电子的最大

能量同入射光的频率之间的关系。这一关系10年后才由R.A.密立根予以实验证实。“由于他的光电效应定律的发现”,爱因斯坦获得了1921年的诺贝尔物理学奖。

3.2 分子运动论

1905年4月、5月和12月他写了3篇关于液体中悬浮粒子运动的理论。这种运动系英国植物学家R.布朗于1827年首先发现,称为布朗运动。

爱因斯坦当时的目的是要通过观测由分子运动的涨落现象所产生的悬浮粒子的无规运动,来测定分子的实际大小,以解决半个多世纪来科学界和哲学界争论不休的原子是否存在的问题。 3年后,法国物理学家J.B.佩兰以精密的实验证实了爱因斯坦的理论预测。这使当时最坚决反对原子论的德国化学家、“唯能论”的创始者F.W.奥斯特瓦尔德于1908年主动宣布:“原子假说已成为一种基础巩固的科学理论

3.3 创新纪元的狭义相对论

19世纪末,以牛顿力学为基础的经典物理学仅是建立在物质低速运动状态下,无法解释高速运动过程中的物理现象,出现了严重的危机。

为了克服新实验事实同旧理论体系之间的矛盾,以洛伦兹为代表的老一辈物理学家采取修补漏洞的办法,提出名目众多的假设,结果使旧理论体系更是捉襟见肘。

爱因斯坦则认为出路在于对整个理论基础进行根本性的变革。他从自然界的统一性的信念出发,考察了这样的问题:牛顿力学领域中普遍成立的相对性原理(力学定律对于任何惯性系是不变的),为什么在电动力学中却不成立?而根据M.法拉第的电磁感应实验,这种不统一性显然不是现象所固有的,问题一定在于古典物理理论基础。

爱因斯坦吸取了经验论哲学家D.休谟对先验论的批判和E.马赫对I.牛顿的绝对空间与绝对时间概念的批判,从考察两个在空间上分隔开的事件的“同时性”问题入手,否定了没有经验根据的绝对同时性,进而否定了绝对时间、绝对空间,以及“以太”的存在,认为传统的空间和时间概念必须加以修改。

3.4 质能相当性

1905年9月,爱因斯坦写了一篇短文《物体的惯性同它所含的能量有关吗?》,作为相对论的一个推论,揭示了质量(m)和能量(E)的相当性:E=m*c^2,并由此解释了放射性元素(如镭)所以能释放出大量能量的原因。

质能相当性是原子核物理学和粒子物理学的理论基础,也为40年代实现的核能的释放和利用开辟了道路。

3.5 广义相对论的探索

狭义相对论建立后,爱因斯坦并不感到满足,力图把相对性原理的适用范围推广到非惯性系。他从伽利略发现,引力场中一切物体都具有同一加速度(即惯性质量同引力质量相等),从这一古老实验事实找到了突破口,于1907年提出了等效原理

并且由此推论:在引力场中,钟要走得快,光波波长要变化,光线要弯曲。

4. 爱因斯坦的小故事

4.1 真假司机

伟大的物理学家爱因斯坦因提出相对论而举世闻名,此后,发生了这样一个故事。 盛名之下的爱因斯坦每天忙于应付不计其数的大学请他作演讲,搞得他疲惫不堪!爱因斯坦每次到大学去都是由专职司机理查开车送他,一到会场后,理查就在台下听演讲,一直做了30来次听众,而且每次都是聚精会神,从头听到尾。理查是位风趣的美国人,一天他向疲于奔命的爱因斯坦提建议:“您实在太辛苦了,也一定讲烦了,您的演讲内容我可以背下来了,我想下次演讲时让我穿着您的衣服,让我来代您演讲直到被发现为止,可以吗?”“妙啊,反正那里认得我的人也不多。”

同样富于风趣的爱因斯坦回答道。

此后的那场演讲,穿着爱因斯坦衣服的理查对于相对论的解说没有任何差错,他把爱因斯坦的表情和动作也模仿的惟妙惟肖。爱氏则打扮成司机,不仅开车送理查来演讲,而且坐在台下认真听讲。然而,就在演讲结束,理查准备下台时,一件意料不到的事终于发生了。一位教授模样的先生站起来,像发连珠炮似的提出了许多问题。真的爱因斯坦静坐在会场的角落,心中吃惊不小,但他表情上还是若无其事。假的爱因斯坦却轻松地对那位教授说:“你的这些问题很简单,连我的司机都能回答...喂,理查,你上来帮我做些说明吧!”于是,真正的爱因斯坦这时才步上讲台,并迅速地对问题作了说明!

4.2迷路

一天,斯顿高级研究所主任办公室的电话骤然响了起来,女秘书拿起话筒,听到电话里的声音:“你能否告诉我,爱因斯坦博士住在哪儿?”秘书回答,她不能奉告,因为要尊重爱因斯坦博士的意愿,他不愿自己的住处受到打扰。这时电话里的声音降低到近乎耳语般地说“请你不要告诉任何人,我就是爱因斯坦,我正要回家,可是找不到家了。”原来,爱因斯坦参加科学讨论会回来,路上一心思考着讨论的问题,不知不觉地迷了路(刚到普林斯顿)。

参考文献:

[1] 《爱因斯坦传》——沃尔特·艾萨克森,2010年版。

[2] 《Einstein: His life and Universe》——艾萨克森,张卜天 译。