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艾尔伯特爱因斯坦完全改变了我们理解事物行为的方式

 快乐老年435 2018-11-20

艾尔伯特爱因斯坦

生活在1879年至1955年。

爱因斯坦重写了自然法则。他完全改变了我们理解事物行为的方式,如光,重力和时间。

虽然今天的科学家对爱因斯坦的思想感到满意,但在他那个时代,他们完全是革命性的。大多数人甚至没有开始理解它们。

如果你是科学新手,你可能会发现他的一些想法需要时间来适应!

艾尔伯特爱因斯坦完全改变了我们理解事物行为的方式

阿尔伯特爱因斯坦科学成就快速指南

艾尔伯特爱因斯坦:

通过他对布朗运动的分析,提供了有力的证据证明原子和分子确实存在。

解释了光电效应,建议光线成束。具有正确能量的光束(他称之为量子)可以从金属中射出电子。

证明每个人,无论我们移动的速度如何,都会测量真空中每秒3亿米的光速。这导致了一个奇怪的新现实,即与移动速度较慢的人相比,以非常高的速度行进的人的时间过得更慢。

发现了极其重要的标志性方程式E=mc2,它表明能量和物质可以相互转换。

艾尔伯特爱因斯坦完全改变了我们理解事物行为的方式

重写了引力定律,自从艾萨克·牛顿于1687年发表以来,它一直没有受到挑战。在他的广义相对论中,爱因斯坦:

表明物质会导致空间弯曲,从而产生重力。

表明光线遵循由空间引力曲线绘制出来的路径。

表明当重力变得非常强时,时间会更慢。

当他在广义相对论中做出的奇怪预测被科学观察证实时,他成为了20世纪最着名的科学家。

他晚年试图找到将量子物理与广义相对论联合起来的方程式。这是一项非常艰巨的任务,但仍未实现。

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他的开始

阿尔伯特爱因斯坦于1879年3月14日出生于德国乌尔姆。他童年时代并不健谈,直到三岁时,他几乎没有说话。他在慕尼黑度过了他的青少年时期,他的家人在那里经营电气设备。十几岁时,他对大自然很感兴趣,并且在数学和物理方面表现出很高的能力。

爱因斯坦喜欢创新和创新。他在慕尼黑的学校里厌恶这种没有创造力的精神。他15岁时家人的生意失败了,他们搬到了意大利的米兰。16岁时,他搬到了瑞士,在那里他读完了高中。

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1896年,他就读于苏黎世瑞士联邦理工学院攻读科学学位。他不喜欢那里的教学方法,所以他上课,在物理实验室进行实验或拉小提琴。在同学笔记的帮助下,他通过了考试;他于1900年毕业。

爱因斯坦被他的老师认为不是一个好学生,他们拒绝推荐他进一步就业。

在理工学院学习期间,爱因斯坦了解到当时最令人困惑的物理学家之一。这就是如何将艾萨克·牛顿的运动定律与詹姆斯·克拉克·马克斯韦尔的电磁方程结合在一起。他对这个问题考虑了很多。

1902年,他获得了瑞士联邦专利局的审查员职位。1903年,他与前同学马里奇结婚。他和她有两个儿子,但他们后来离婚了。几年后,爱因斯坦与埃尔莎·洛温塔尔结婚。

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早期的科学出版物

爱因斯坦在专利局工作期间取得了他最大的科学突破。苏黎世大学授予他博士学位。1905年他的论文“分子维度的新决定”。

1905年:奇迹年

1905年,在他提交博士论文的同一年,阿尔伯特·爱因斯坦发表了四篇极其重要的科学论文,涉及他对以下方面的分析:

布朗运动

质量和能量的等价

光电效应

狭义相对论

这些论文中的每一篇都是对科学的巨大贡献。在一年内发表四篇这样的论文被认为几乎是奇迹。爱因斯坦才26岁。

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质量能量等值

爱因斯坦于1905年诞生了世界上最着名的等式:

E=mc2

该等式表示质量(m)可以转换为能量(E)。一点质量可以产生很多能量,因为质量乘以c 2,其中c是光速,非常大。

少量的质量可以产生大量的能量。将原子核中的质量转换为能量是核武器背后的原理,也是太阳的能量来源。

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光电效应

如果你在金属上发光,金属可能会释放出一些电子。爱因斯坦说光是由能量的个体“粒子”组成,他称之为量子。当这些量子撞击金属时,它们将能量提供给电子,这使得这些电子能够从金属中逸出。

爱因斯坦表明,光可以表现为粒子和波浪。光的每个“粒子”携带的能量与光波的频率成比例。

爱因斯坦的狭义相对论

在爱因斯坦1905年的第三篇论文中,他回到了他在大学时听到的一个大问题-如何用麦克斯韦的光方程解决牛顿的运动定律。他的方法是'思想实验'。他想象如果他能以光速旅行,世界会是怎样的。

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他意识到物理定律在任何地方都是一样的,无论你做了什么-无论你是快速移动到接近你的光线,还是快速远离光线-你总会看到光线移动以相同的速度-光速!

这并不明显,因为日常生活中的事情并非如此,例如,如果你朝着一个骑自行车接近你的孩子移动,他会比你离开他时更早到达你。对于光线,无论您是朝向还是远离光线,都需要相同的时间才能到达您的身边。这不是一件容易理解的事情,所以如果你不这样做,不要担心!(除非你在大学学习物理学。)每一个测试狭义相对论的实验都证实了爱因斯坦所说的。

如果无论速度如何,所有观察者的光速都是相同的,那么其他一些奇怪的东西必定是真的。事实上,事实证明,时间,长度和质量实际上取决于我们正在移动的速度。我们移动的光速越接近,与移动速度更慢的人相比,我们在这些数量上看到的差异越大。例如,随着我们越来越快地移动,时间越来越慢。

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爱因斯坦成为更广泛的物理学界的知名人士

当人们阅读爱因斯坦的论文并论述其重要性时,他的作品逐渐被人们接受,他在物理世界中作为一种强大的新智力的声誉也在增长。1908年,他开始在伯尔尼大学讲学,第二年辞去了专利局的职务。1911年,他成为布拉格卡尔-费迪南德大学物理学教授,1912年回到苏黎世,在那里担任教授。

在广义相对论的研究中,他于1911年首次预测了太阳强大的引力如何弯曲来自其他靠近太阳的恒星的光线。

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广义相对论-爱因斯坦成为世界闻名

一个非常非常粗略的近似:地球的质量曲线空间。月球的速度使它在曲线上滚动而不是落到地球上。如果你在地球上并希望离开,你需要很好地爬出地心

爱因斯坦在1915年发表了他的广义相对论论文,例如,展示了引力如何扭曲空间和时间。光被强大的重力偏转,不是因为它的质量(光没有质量),而是因为重力弯曲了光传播的空间。

1919年,一支英国探险队前往西非普林西比岛观察日照。在日食期间,他们测试了远离太阳的远处恒星的光是否被偏转。他们发现它是!就像爱因斯坦所说的那样,空间确实是弯曲的。

1919年11月7日,伦敦时报的标题为:

科学革命-宇宙的新理论-牛顿思想被推翻。

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荣誉和更多荣誉

阿尔伯特爱因斯坦于1921年获得诺贝尔物理学奖。人们有时会惊讶地发现这个奖项不是因为他在特殊或广义相对论中的作品,而是因为他对理论物理学的全面服务以及他在奇迹年的作品之一。1905年,具体发现了光电效应的规律。

伦敦皇家学会于1925年授予他着名的科普利奖章,因为他的相对论和对量子理论的贡献。富兰克林研究所于1935年授予他富兰克林奖章,以表彰他在相对论和光电效应方面的工作。

世界各地的大学互相竞争,授予他荣誉博士学位,新闻界比任何其他科学家都更多地写了他-爱因斯坦成为名人。

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爱因斯坦的晚年

爱因斯坦是一个相对年轻的人,他发现了他最伟大的发现。

在他晚年,他继续学习科学,但没有进一步的开创性发现。他对政治和世界状况产生了兴趣。

爱因斯坦出生于德国,是一名犹太人。1955年,他在美国公民身亡。当希特勒掌权时,爱因斯坦在美国。他认为回到德国并放弃他的德国公民身份是一个坏主意。爱因斯坦没有实行犹太教,但强烈认同犹太人受到纳粹党的迫害,偏袒巴勒斯坦的犹太人家园,阿拉伯人的权利受到保护。

爱因斯坦希望人们应该尊重他们的人性,而不是他们的原籍国或宗教。他曾表示过对民族主义自豪感的冷嘲热讽:

“如果相对论证明是正确的,德国人会称我为德国人,瑞士人会称我为瑞士公民,法国人会称我为伟大的科学家。如果证明相对论是错误的,法国人会称我为瑞士人,瑞士人称我为德国人,而德国人则称我为犹太人。“

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