相對論,時空和引力的基本理論

2020-08-28 表弟說

相對論、能量守恆、光電效應以及國際常數……毫無疑問,愛因斯坦是國際上最巨大的科學家之一,可是實在的愛因斯坦究竟是什麼姿態的呢?大院er今日給你講講你所不知道的愛因斯坦的那些事兒。

本文收拾自2019年2月24日方在慶教師北京SKP 活動現場講演內容,有刪減。

阿爾伯特•愛因斯坦被以為是有史以來最聞名的科學家之一。

他對物質結構、空間、時刻以及引力性質的研討,徹底改變了這個國際,對人類思維進程產生了廣泛而深遠的影響。


愛因斯坦不是一位僅專注自己專業範疇,深居象牙塔的科學家,而是一位對人的天分一目了然,對人世疾苦充溢憐惜,為社會的各種不公正進行鬥爭的舉動家。

愛因斯坦小時候

愛因斯坦表達了自己對哥白尼、伽利略,牛頓等具有劃時代含義科學家的觀念。讀者經過愛因斯坦的雙眼,回溯20世紀初科學發展的進程。

居裡夫人、洛倫茲、玻爾、朗之萬……這些科學家在其時環境下面對的壓力,他們的反抗與鬥爭;看到愛因斯坦敘述自己的生長和鬥爭,他作為一個猶太人的職責與考慮,觀念與情緒,以及愛因斯坦的科學研討之路。

2019年,是愛因斯坦誕辰140周年

儘管,他現已脫離這個國際很久了,但他在科學,在思維等範疇所作出的奉獻,留給咱們的財富太多了!所以我想,今日,咱們每一位都有必要從頭認識一下,這位巨大的科學家實在的一面。


咱們往常看到的愛因斯坦或許是這樣一個形象:

白髮蒼蒼,目光慈祥,對整個國際充溢了憐惜。實踐上,愛因斯坦與咱們幻想的徹底不相同,比方這張他小時分的相片,很萌,如同對這個國際充溢獵奇。


愛因斯坦的小學結業的相片裡,咱們都十分嚴厲,唯有一個小孩面露笑臉,他就是愛因斯坦(前排右二)。愛因斯坦是猶太人,在慕尼黑長大。

其實慕尼黑的猶太人數量並不多,所以愛因斯坦只能去天主教的小學上學,跟一群信天主教的小孩在一同。天主教的小孩被教師教訓要安分守己,而愛因斯坦是猶太人,自由自在,所以他臉上露出了笑臉。

愛因斯坦有一個妹妹,兩個人愛情十分好,老年時他們彼此安慰,成為十分重要的心靈同伴,可是年青的時分他們特性不太相同。

其時慕尼黑的猶太人數量並不多,所以愛因斯坦只能去天主教的小學上學,跟一群信天主教的小孩在一同。天主教的小孩被教師教訓要安分守己,而愛因斯坦是猶太人,自由自在,所以他臉上露出了笑臉。

愛因斯坦有一個妹妹,兩個人愛情十分好,老年時他們彼此安慰,成為十分重要的心靈同伴,可是年青的時分他們特性不太相同。


其時,愛因斯坦他們家的生意失利今後,舉家搬到義大利北部。由於愛因斯坦中學沒有結業,就把他留在慕尼黑完成學業。他違反爸爸媽媽的志願私行跑到義大利。為了不想讓自己的爸爸媽媽憂慮,就通知爸爸媽媽說他肯定能上大學。

他從空氣嚴厲的德國南部慕尼黑跑到了陽光明媚的義大利。德國思維家最喜愛的當地就是義大利,歌德一有傷心事就會到義大利去一趟,德國常識分子也是這樣。義大利跟德國在很大程度上不太相同,這兒十分誘人的天然環境,以及人們對待天然的情緒招引了愛因斯坦。

由於上大學有必要要求中學結業,所以愛因斯坦去瑞士的一所中學上了一年的補習班,補習班完了今後才上了蘇黎世聯邦工學院。

這個時分的愛因斯坦現已徹底沒有了最初那種陰霾的心境,學校正學生和睦相等的情緒讓他終身難忘。儘管愛因斯坦終身自動或被動地更換了幾回國籍,可是卻一向堅持他的瑞士護照。


愛因斯坦大學結業今後賦閒了兩年,總算找到了一個在專利局的作業。往常專利局局長在的時分,愛因斯坦做他的專利檢查作業,可是局長不在時,他就把抽屜擺開做自己的演算了。

咱們大部分人都以為愛因斯坦是一個理論物理學家,大部分理論物理學家,有一張紙就行了,現在連紙都不需求,有一臺計算機就可以。可是實踐上愛因斯坦跟這樣的理論物理學家形象有很大的不同。

榜首,他的生長受到了淺顯科學讀物,也就是科學普及讀物很深的影響。

第二,他是一個著手才能十分強的人。他生長在一個被技能環境圍住的空氣裡,在他小的時分他的叔叔和他父親開了一個很大的工廠,出產一些電器產品,如照明燈、發電機等等。慕尼黑啤酒節(十月啤酒節)上用的榜首盞電燈就是他們家出產的,甚至慕尼黑的許多街燈都是他們家出產的,可是後來他們家生意失利了。為什麼呢?

由於有比他們家更大的一個企業,帶有更多本錢的一個企業來了——西門子公司從北方下來了,就把他們給擠垮了。他父親和他叔叔只好搬到義大利去了。他們家後邊就是工廠,工廠有什麼困難的時分,他的叔叔常常去找他來通知工人該怎麼做,這跟曾經的愛因斯坦的形象是不相同的。

第三,愛因斯坦請求了許多專利,比方電冰箱的專利,就是愛因斯坦和他的同伴提出來的。

愛因斯坦在他生長進程傍邊得到許多人的協助,有的人是十分有名的,可是絕大部分都是默默無聞的人。


朋友裡邊還有一個對他影響很大的人叫貝索。他實踐上是整個狹義相對論的助產婆,也可以說是接生婆。貝索自己可以說是一事無成,可是他喜好廣泛,什麼都想了解,他本來是愛因斯坦的大學同學,比愛因斯坦高几屆,結業今後找不到作業。

愛因斯坦到了專利局今後,給局長引薦,說其實專利局需求一個這樣的人,局長贊同了。愛因斯坦就跟貝索每天一同上下班,什麼都評論。

愛因斯坦需求的東西,想查的問題,他都能夠去尋覓相關的資料。愛因斯坦宣布的一切論文裡,只感謝了一個人,就是他。

愛因斯坦的小喜好


愛因斯坦喜愛音樂,喜愛飛行。他母親來自一個很富有的家庭,音樂素質十分不錯,鋼琴彈得十分好,所以在愛因斯坦五歲左右的時分就教他彈鋼琴,讓他拉小提琴,可是他最初學小提琴的時分和教師發生了牴觸,把教師給轟走了。

後來他自己到了十幾歲的時分,特別是讀了康德的作品,以及其他方面的作品後,發現音樂的重要性,他開端自學小提琴,當然有前面的學習根底,所以說他彈得好、彈得欠好都有或許。

愛因斯坦到美國後,紐約朱麗葉學院有一個十分有名的樂隊,專門去找愛因斯坦排練過。再有就是常常在作業之餘,他會被邀請去教授家裡演奏四重奏。

「假如一個人跟著光速跋涉會怎麼樣?」

愛因斯坦是一個十分嫉惡如仇的人,尤其在年青的時分,常常說一些十分刺耳的話,當然這跟他其時的境況也有必定的聯繫。

大學結業今後就賦閒,他給其時的歐洲簡直一切聞名的物理學家都寫了信,但沒有一個人回信。兩年內沒有固定的作業,靠代課或打零工為生。

身為猶太人,在跨入學術界的時分處於一個邊際的位置,然後又應戰一些威望,而這些威望一開端徹底不把他放在眼裡,即便他們是錯的,也不供認。

可是,愛因斯坦一方面嫉惡如仇,其實別的一方面十分的詼諧,他對許多問題的觀念可以說是十分共同。

咱們現在了解一下科普作品對他的影響。咱們現在在科普方面的作業,做得也相當好,可是讀了今後讓孩子們忘不掉的作品仍是太少了,這種作品不光是忘不掉,並且還讓你有進一步的考慮。

愛因斯坦十分走運,在他小的時分,正好是在德國處於國力上升的時分,有一些人投身於這種科學普及的活動,其間有一套書對他產生了很大的影響——《天然科學淺顯讀本》,這套書是十分淺顯的科學讀本,作者為阿龍·伯恩斯坦。在這套書的這一冊上,榜首句話就是「假如一個人跟著光速跋涉會怎麼樣?」

在科普讀物裡邊就提出這樣的問題,而這個問題實踐上是導致了愛因斯坦後來的狹義相對論的一個很重要的要素。比方說他還讀過歐幾裡德的《幾許本來》,是自學的不是他人教的。


《天然科學淺顯讀本》、《力與物》

這本書是他的叔叔送給他的,他看完今後發現了一個讓他十分震動的東西。咱們曾經的真理經過實踐得到,比方水到一百度就能燒開,咱們想當然地以為一切的當地的水燒到一百度都沸了,可是經歷會辯駁這一點,到了西藏,水不到一百度就開了,所以許多你從實踐中得到的東西不必定能夠證明永久有用。

可是歐氏幾許能讓你經過證明就能得到定論,比方說,三角形的三個角之和等於180度,你把三角形畫成任何一個形狀都是這樣,並且這是經過證明得來的,而不是實踐測出來的。

這對他影響十分大,他以為這些東西實踐上是整個物理學甚至科學的根底。咱們科學必定要建立在一個系統上面,實踐上這也影響了他後邊的狹義相對論的兩個原理,比方光速不變原理,相對性原理。

後來他還讀了康德的《純粹理性批判》。

康德的作品對成年的德國人來說都很難,可是愛因斯坦在十幾歲時就讀了康德。康德也是想給咱們的整個常識尋覓一種安定的根基,咱們的經歷也好,理性也好,作為根基都不行,所以他提出來一個先天歸納判別。

著手才能超強的愛因斯坦

愛因斯坦家出產的電燈

愛因斯坦是一個著手才能很強的人,他曾在專利局作業,其間很重要的作業就是檢查實踐的專利,假如沒有任何實踐經歷的話,是做欠好的。

螺旋設備

1926年愛因斯坦協作創造的陀螺儀,後來在軍事飛機上運用。


電冰箱原理設計圖

這是愛因斯坦和一個朋友請求的電冰箱的專利,很可惜,現在咱們用的不是他們創造的這種類型,可是他其時請求這項專利時是出於一種人道主義考慮,最早的電冰箱噪音很大,他們的這項專利技能把噪音降低了。

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