爱因斯坦至少三项重大成就:提出光量子假设(光子说),建立相对论(狭义相对论和广义相对论),创建现代宇宙学理论.爱因斯坦的重大成就开始于1905年,这一年后来被科学界称为“爱因斯坦奇迹年”:1905年3月,爱因斯坦应用普朗克的能量子假说,提出光量子假设(后来称为光子说),一举解决了光电效应的疑难问题;4月,爱因斯坦向苏黎世大学提交论文《分子大小的新测定法》,以强有力的论据最终证明了原子论学说;5月,爱因斯坦完成了近代物理学划时代性的论文《论动体的电动力学》,独立而完整地提出了狭义相对性原理,建立起狭义相对论,开创物理学的新纪元;6月,爱因斯坦在《关于光的产生和转化的一个启发性观点》(以及1906年3月的《论光的产生与吸收》)中提出了光量子假设,创立了光子说,重新强调了光的粒子性;同年9月,爱因斯坦在论文《物体的惯性同它所含的能量有关吗》中提出了质能关系一个原始形式,后经改写即成为狭义相对论中最著名的一个公式:质能方程(E=mc^2);1906年,爱因斯坦完成了关于固体比热《普朗克的辐射和比热理论》的论文,创建了固体比热量子理论的第一个模型:爱因斯坦模型;1907年,爱因斯坦提出等效原理,迈出了创建广义相对论的第一步;1913年,爱因斯进一步阐述了广义相对性原理;1915年11月25日,爱因斯坦成功地建立起广义相对论的引力场方程(著名数学家希尔伯特比爱因斯坦早五天用数学方法推导出了场方程,因此场方程有时也称为希尔伯特-爱因斯坦引力场方程),完成了广义相对论的理论创建工作;1916年是爱因斯坦的又一个取得重大成就的年份,3月,爱因斯坦完成了《广义相对论的基础》的总结性论文,广义相对论体系完整地建立起来;5月,爱因斯坦提出宇宙空间有限无界的假说;8月,爱因斯坦完成了《关于辐射的量子理论》,总结量子理论的发展,提出了受激辐射理论,成为激光技术的理论基础,同年爱因斯坦进一步指出光子也存在动量(1927年康普顿效应的发现完全证实了爱因斯坦的光量子假设);1917年,爱因斯坦应用他创立的广义相对论研究整个宇宙,建立起第一个自洽的宇宙模型(为了保持静态的宇宙,爱因斯坦在他的引力场方程中添加了一个“宇宙常数”项,以保持模型稳定,1929年哈勃发现宇宙不是静态的,而是一直在膨胀的,后来爱因斯坦称“宇宙常数”是他“一生中最大的错误”),开创了在严格的理论基础之上的宇宙学研究的全新阶段;1921年,爱因斯坦因为在光电效应方面的研究成果获得诺贝尔物理学奖(不是相对论,直到第二次世界大战结束以后,相对论才获得了广泛的认可和高度的赞誉);1922年,爱因斯坦完成了关于统一场论的第一篇论文,开创了统一场理论研究的先河(他试图将电磁场和引力场统一起来,但未能获得成功);1927年,爱因斯坦参加了第五届布鲁塞尔索尔维物理讨论会,开始同哥本哈根学派就量子力学的解释问题进行激烈的论战,发表《牛顿力学及其对理论物理学发展的影响》,从此他与量子力学“正统理论”分道扬镳,对于量子力学后来的发展产生了深远的影响(爱因斯坦曾经与玻尔争论量子力学的完备性问题,提出了著名的“光子箱”理想实验,与同样著的名“薛定谔猫”佯谬一起构成了对“正统”量子力学理论的重大挑战);1934年,爱因斯坦同波多耳斯基和罗森合作发表了向哥本哈根学派挑战的论文,提出了著名的“ERP佯谬”,质疑量子力学的不完备性;1937年,爱因斯坦同英费尔德和霍夫曼合作完成论文《引力方程和运动问题》,从广义相对论的场方程推导出了物质的运动方程,进一步揭示了时空、物质和运动的深刻的内在联系,这是爱因斯坦取得的最后一项重大成就;除上述成果之外,爱因斯坦还取得了其它一些研究成果,同时致力于推动人类和平事业和科普宣传工作,所有的这些成果和努力极大地推动了科学技术的发展和人类社会的进步,爱因斯坦因此成为20世纪最伟大的物理学家.
第五次索尔维会议结束以后,爱因斯坦并没有放弃对世界的经典描述,他仍然认为量子力学对世界本质的解释并不完备。 比如说,波恩的概率解释,爱因斯坦认为这只能算得上是对一个系统的概率描述,并不符合单个量子客体,因为爱因斯坦认为单个量子客体具有确定的物理量,只是我们现在还无法把握而已,所以只能退而求其次,给出概率解释。 同样的,他也对测不准原理很不满意,他决定这次从测不准原理入手,证明量子力学的逻辑不一致,从而证明量子力学现在还算不上是一个完备的理论。 1930年的10月,爱因斯斯坦在第六次索尔维会议上,提出了一个思想实验,这就是我们熟知的“爱因斯坦光盒”。 爱因斯坦说,现在有一个不透明的箱子,在箱子上开有一个小孔,里面装着一些光子,还有一个钟表,这个钟表作为计时装置链接这一个快门,可以控制小孔的开合。 整个装置用弹簧挂在支架上,下面有一个配重G,现在我们把箱子里的钟表和外面的钟表对好钟,也就是两个钟表的时间是同步的。 现在箱子上小孔处的快门瞬间打开,然后闭合,在这个过程中只允许一个光子逃逸,快门打开到闭合,这个极短的时间Δt可以根据外面的钟表测出来,因为里面的钟表和外面的钟表是同步的。 所以我们现在就测量出了时间,这个物理量,由于光子飞出去以后,整个箱子的质量会减小,质量变化的量Δm可以根据箱子上的指针测量出来; 然后根据,质能方程我们就能够知道能量的变化量ΔE,这样我们就同时准确地测量出了时间和能量这两个物理量。 那么你哥本哈根说的测不准关系就不成立。玻尔听了这个思想实验以后,瞬间就懵了,感觉这次像是被爱因斯坦击中了要害。 他一时间想不出这个思想实验那里有问题,玻尔整天都是面如死灰,闷闷不乐,海森堡和泡利还安慰玻尔说,没事没事,爱因斯坦的光盒肯定哪里有问题。 在当天会议结束以后,他们返回住处的的时候,就有了这张照片。 爱因斯坦笑了,笑得像一个刚考了满分的孩子。而玻尔的表情就显得比较凝重,他在后面追着爱因斯坦,不知道说着什么。 当天晚上,玻尔在房间里一直转圈,他思考问题的时候经常这样,据海森堡的回忆,当天晚上玻尔睡得很晚,第二天早晨,当他们再次见到玻尔的时候,玻尔的脸上已经乐开了花。 因为他想到了爱因斯坦错在了哪里?而且爱因斯坦要是知道了他所犯的错误,估计会被气得说不出话来。 玻尔说,光子逃逸以后确实能测量出能量的变化,但是当光子逃逸以后,整个箱子会在重力场中的位置发生变化,由于广义相对论的红移效应,这就导致了箱子内的钟表的时间发生改变,当箱子内的钟表不再和外面的钟表同步的时候,我们就无法精确的测量时间了。 你看看,爱因斯坦为了攻击量子力学,竟然把自己的相对论给忘了。爱因斯坦只能接受玻尔的反驳。 在与玻尔两次的交锋当中,爱因斯坦都败下阵来,其实他也承认量子力学肯定是包含了某种最高的真理,但是在他的内心深处总是觉得量子力学还不完备。 所以从以后,爱因斯坦也不再说量子力学的逻辑不一致,他将攻击方向转向了证明量子力学还不是一个完善的理论,也就是存在隐变量。 隐变量就是隐藏着的变量,还没有被我们发现的现实性的物理量,爱因斯坦认为,正是因为量子力学没有考虑到这个变量,所以才有了几率解释,才有了测不准关系。 比如说,以前我们没有发现原子的时候,我们就无法对气体表现出来的温度和压力做出描述,那么原子就是一个隐变量,当我们确认了有原子存在的时候,只要算出他们的平均动能,那气体的温度和压力就得到了解释。 在第六届索尔维会议结束以后,爱因斯坦就和玻尔很少有接触了,1934年因为德国 社会 的问题,爱因斯坦来到了美国,他选择在普林斯顿度过他的后半生。 在普林斯顿大学,爱因斯坦只有两件事,他关于统一场论的梦想,就像麦克斯韦当年统一电磁和光学一样,他希望将电磁理论和引力统一起来。 这个方向和逻辑没有问题,现在的物理学的终极任务就是寻找可以描述万物的统一理论,只需要一个方程就可以解释四种基本自然力。 爱因斯坦是第一个尝试和上帝对话的人,虽然他失败了,但他的理想值得我们每一个人的尊重,而且爱因斯坦还觉得,只要有了统一场论,就能证明量子力学是不是完备。 因为量子力学应该是统一场论的副产品。这个逻辑也没有问题,毕竟统一场论是万物至理。 不过就在爱因斯坦还抓着量子力学的尾巴不放的时候,量子力学已经在各个方面展现出了他的魔力,年轻的物理学家不再讨论量子力学是否完备,也不在乎量子力学对世界的解释是否违反直觉。 他们利用量子力学解决了很多的问题,也做出了很多新的发现,比如在1930年,剑桥的查德威克就发现了中子,费米和他的团队发现了中子可以诱发重核裂变,开创了核物理。 1932年,卢瑟福的实验室制造出了第一台粒子加速器,开启了高能物理的时代。与此同时,人们还发现了中微子的迹象,等等。 所以在当时的年轻人眼里,爱因斯坦就是一个无法接受量子力学的“老白痴”,说爱因斯坦是过去的 历史 遗迹,爱因斯坦也承认在普林斯顿就有一些年轻人这样说他。 因此,就很少有研究生去找爱因斯坦,毕竟爱因斯坦的研究方向也很难出啥成果。不过,毕竟爱因斯坦是可以比肩牛顿的人,总会有一些小迷弟,比如罗森,25岁,1934年从麻省理工过来给爱因斯坦当助手,他俩还合作发表过一篇论文,也就是我们现在熟知的爱因斯坦-罗森桥,说的是可以穿越时间和空间的虫洞。 还有一位小迷弟叫波多尔斯基,39岁,俄罗斯人,1935年初,爱因斯坦告诉他俩,自己已经有了可以证明量子力学不完备的想法了,并且口述了自己的观点。 罗森负责计算,波多尔斯基负责写文章,3月底他们就完成了这篇只有4页纸的论文,史称爱因斯坦-波多尔斯基-罗森论文,也就是众所周知的EPR论文。 论文题目为:可以认为量子力学所描述的物理现实是完备的吗?当然论文中给出了否定的答案。 由于时间的关系,我们下节课在聊,EPR论文都说了啥。
爱因斯坦在1905年发表了四篇论文。这四篇论文中每一篇都足以获得一次诺贝尔奖,这些成就深远地影响了整个世界,爱因斯坦也由此变得举世闻名。在第一篇论文《关于光的产生和转化的一个启发性观点》里,爱因斯坦通过量子理论解释了光电效应,并最终证明了能量子以及光子(即光的粒子)的存在。
另外一个是布朗运动,还有一篇是关于原子大小的测定,我们从这些成果可以看出,爱因斯坦在20世纪最重要的两个物理学学术贡献中占了一半,除了相对论之外,量子力学、光电效应都从爱因斯坦开始。
在该年度发表的论文中,爱因斯坦深信原子真实存在,直到那时,原子对科学界来说还更多的是一个对方程有用的数学工具,而不是物理实体。假设热水是由很多不稳定的水分子组成的,水是热的,这些分子不稳定,到处移动,无规则地撞击花粉;爱因斯坦推论花粉的运动是碰撞的结果。爱因斯坦遇到的最大问题是需要结合热力学和经典力学来阐述他的观点,后者描述物体的运动,前者却研究大系统。
爱因斯坦在1905年发表了四篇论文。
分别为:《关于光的产生和转化的一个启发性观点》、《根据分子运动论研究静止液体中悬浮微粒的运动》、《论运动物体的电动力学》、《物体惯性与其所含能量有关吗》,随后导出了E = mc²的公式。
这四篇论文中每一篇都足以获得一次诺贝尔奖,这些成就深远地影响了整个世界,爱因斯坦也由此变得举世闻名。1905年被称为“爱因斯坦奇迹年”。
在狭义相对论被提出10年后,1915年,爱因斯坦又创建了广义相对论学说,并据此推出光在引力场中是沿曲线传播的,在1919年被天文学家证实,轰动科学界。
爱因斯坦在20世纪最重要的两个物理学学术贡献中占了一半,除了相对论之外,量子力学、光电效应都从爱因斯坦开始。
据学术堂了解,1905年,爱因斯坦发表了5篇论文,掀起了一场影响百年的物理革命。至今,爱因斯坦的科学思想仍引导着我们改变世界。他的5篇论文分别是:1、《关于光的产生和转化的一个启发性观点》讨论光量子以及光电效应2、《分子大小的新测定》推导出计算扩散速度的数学公式3、《关于热的分子运动论所要求的静止液体中悬浮小粒子的运动》提供了原子确实存在的证明4、《论动体的电动力学》提出时空关系新理论,被称为“狭义相对论”5、《物体的惯性是否决定其内能》建立在狭义相对论基础上,表明质量和能量可互换,后来推出最著名的科学方程:E=mc2
年仅26岁的技术员爱因斯坦一口气完成了五篇论文,其中四篇于当年、另一篇于次年在德文《物理学杂志》发表。这五篇论文分别是:《分子大小的新测定》《热的分子运动论所要求的静止液体中悬浮小粒子的运动》《论动体的电动力学》《物体的惯性同它所含的能量有关吗?》《关于光的产生和转化的一个试探性观点》
爱因斯坦在1905年发表了四篇论文。
分别为:《关于光的产生和转化的一个启发性观点》、《根据分子运动论研究静止液体中悬浮微粒的运动》、《论运动物体的电动力学》、《物体惯性与其所含能量有关吗》,随后导出了E = mc²的公式。
这四篇论文中每一篇都足以获得一次诺贝尔奖,这些成就深远地影响了整个世界,爱因斯坦也由此变得举世闻名。1905年被称为“爱因斯坦奇迹年”。
在狭义相对论被提出10年后,1915年,爱因斯坦又创建了广义相对论学说,并据此推出光在引力场中是沿曲线传播的,在1919年被天文学家证实,轰动科学界。
爱因斯坦在20世纪最重要的两个物理学学术贡献中占了一半,除了相对论之外,量子力学、光电效应都从爱因斯坦开始。
爱因斯坦在1905年发表了四篇论文。这四篇论文中每一篇都足以获得一次诺贝尔奖,这些成就深远地影响了整个世界,爱因斯坦也由此变得举世闻名。在第一篇论文《关于光的产生和转化的一个启发性观点》里,爱因斯坦通过量子理论解释了光电效应,并最终证明了能量子以及光子(即光的粒子)的存在。
另外一个是布朗运动,还有一篇是关于原子大小的测定,我们从这些成果可以看出,爱因斯坦在20世纪最重要的两个物理学学术贡献中占了一半,除了相对论之外,量子力学、光电效应都从爱因斯坦开始。
在该年度发表的论文中,爱因斯坦深信原子真实存在,直到那时,原子对科学界来说还更多的是一个对方程有用的数学工具,而不是物理实体。假设热水是由很多不稳定的水分子组成的,水是热的,这些分子不稳定,到处移动,无规则地撞击花粉;爱因斯坦推论花粉的运动是碰撞的结果。爱因斯坦遇到的最大问题是需要结合热力学和经典力学来阐述他的观点,后者描述物体的运动,前者却研究大系统。
1.爱因斯坦论测定分子大小的博士论文2.爱因斯坦论布朗运动3.爱因斯坦论相对论论文4 论动体的电动力学论文物体的惯性同它所含的能量有关吗?5.爱因斯坦关于量子假说的早期工作
多少字,谈清晰.
爱因斯坦在1905年发表了四篇论文。
分别为:《关于光的产生和转化的一个启发性观点》、《根据分子运动论研究静止液体中悬浮微粒的运动》、《论运动物体的电动力学》、《物体惯性与其所含能量有关吗》,随后导出了E = mc²的公式。
这四篇论文中每一篇都足以获得一次诺贝尔奖,这些成就深远地影响了整个世界,爱因斯坦也由此变得举世闻名。1905年被称为“爱因斯坦奇迹年”。
在狭义相对论被提出10年后,1915年,爱因斯坦又创建了广义相对论学说,并据此推出光在引力场中是沿曲线传播的,在1919年被天文学家证实,轰动科学界。
爱因斯坦在20世纪最重要的两个物理学学术贡献中占了一半,除了相对论之外,量子力学、光电效应都从爱因斯坦开始。
年仅26岁的技术员爱因斯坦一口气完成了五篇论文,其中四篇于当年、另一篇于次年在德文《物理学杂志》发表。这五篇论文分别是:《分子大小的新测定》《热的分子运动论所要求的静止液体中悬浮小粒子的运动》《论动体的电动力学》《物体的惯性同它所含的能量有关吗?》《关于光的产生和转化的一个试探性观点》
爱因斯坦在1905年发表了四篇论文。
1905年,爱因斯坦在科学史上创造了一个史无前例奇迹。这一年他写了六篇论文,在三月到九月这半年中,利用在专利局每天八小时工作以外的业余时间,在三个领域做出了四个有划时代意义的贡献,他发表了关于光量子说、分子大小测定法、布朗运动理论和狭义相对论这四篇重要论文。
1921年演讲中的爱因斯坦。
这时间完全长于现今的通用时间,欧洲攻读博士学位的五年时间很长,尽管这在当时并不罕见但如今平均时间却为三年。
爱因斯坦于1902年开始在瑞士专利局工作,您会注意到这年他刚刚获得博士学位。 他之所以这样做,是因为他找不到让满意的教学岗位,所以他需要另一个收入来源来维持生计。
据学术堂了解,1905年,爱因斯坦发表了5篇论文,掀起了一场影响百年的物理革命。至今,爱因斯坦的科学思想仍引导着我们改变世界。他的5篇论文分别是:1、《关于光的产生和转化的一个启发性观点》讨论光量子以及光电效应2、《分子大小的新测定》推导出计算扩散速度的数学公式3、《关于热的分子运动论所要求的静止液体中悬浮小粒子的运动》提供了原子确实存在的证明4、《论动体的电动力学》提出时空关系新理论,被称为“狭义相对论”5、《物体的惯性是否决定其内能》建立在狭义相对论基础上,表明质量和能量可互换,后来推出最著名的科学方程:E=mc2
可是这一切并没有阻止他科学研究的脚步,在隆隆的炮火中,爱因斯坦的相对论研究又有了新的突破,1916年年初,爱因斯坦在《物理年报》上发表了他的新论文《广义相对论基础》,从而使他的相对论的研究可以暂时告一段落了,这篇论文的发表为现代理论物理学的研究奠定基础。
1917年2月,爱因斯坦连续发表了十多篇论文后,终于彻底病倒了。他原有的肝病又一次复发了。
年仅26岁的技术员爱因斯坦一口气完成了五篇论文,其中四篇于当年、另一篇于次年在德文《物理学杂志》发表。这五篇论文分别是:《分子大小的新测定》《热的分子运动论所要求的静止液体中悬浮小粒子的运动》《论动体的电动力学》《物体的惯性同它所含的能量有关吗?》《关于光的产生和转化的一个试探性观点》