爱因斯坦的新看法--空间时间相对论和量子.doc

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1、爱因斯坦的新看法----空间、时间、相对论和量子在人们的心目中，阿尔伯特·爱因斯坦（1879—1955）是物理学的化身。我认为人们的评价是正确的。而且，如果在本世纪内不再有来预见的重大发现，爱因斯坦还将被认为是二十世纪最伟大的物理学家，有史以来最伟大的人物之一。要是拉裴尔能起死回生，让他来为现代物理学家描绘一幅雅典学派的画，我认为他会这样来布局画面：爱因斯坦和伽利略、牛顿、麦克斯韦一起面向天空，而法拉第、卢瑟福则朝着地面。一名出类拔萃的青年1879年3月14问爱因斯坦出生在德国乌尔姆一个思想开明的犹太人的家庭。他的父亲是一名工程师，但理财很不成功。阿尔伯特的童年是在苏黎世度过的。尽管他

2、在家庭中有聪明过人的种种早期表现．但在校学业成绩却并不出色。上中学的时候，他厌恶德国的教学方法，常和老师发生冲突，受到教师的轮番虐待。这些早期的经历，使他对德意志帝国的官员产生了一种终生憎恶的情感。不景气的生意境遇迫使他的家庭于1894年移居米兰，被继续留在慕尼黑求学的爱因斯坦不久也声称有病回到了他在意大利的家。爱因斯坦对意大利较有好感．在短暂的居住期间，曾由米兰徒步旅行到相距100英里的热那亚。接着．爱因斯坦请求上苏黎世工业大学，他被拒绝了。这不仅是因为他没有正式中学毕业文凭，而且入学考试也不及格，尽管他物理和数学非常出色。为了能进入该校，他到阿劳进了大学预科班学习。在阿劳，爱因斯坦

3、生活得十分愉快，并深深地爱上了瑞士；随后便加入了瑞士的国籍．直至与世长辞。当他终于进入苏黎世工业大学的时候，他的数学老师是H．闵可夫斯基和A．赫维茨。闵可夫斯基和赫维茨都是第一流的学者。不过，爱因斯坦从他们那里学到的东西却微乎其微，而闵可夫斯基和赫维茨也没有对他予以应有的注意。然而，爱因斯坦已开始独自深思现代物理学中的重大问题，并通过自学受到启发，积累了知识。那期间，他同一名叫马塞尔·格罗斯曼的同学结成了朋友。格罗斯曼是瑞士人。后成了一名声誉极高的大学数学教授。爱因斯坦喜欢做实际工作的物理实验室，因为在实验室中他可以亲眼观察各种现象，而不是通过数学符号。毕业后，爱因斯坦难以找到谋生的工

4、作；起初．他当一名代课教师以及为私人上物理课。1902年，格罗斯曼一家为他在伯尔尼联邦专利局找到了一项普通的工作。大约就在那个时期，爱因斯坦同米列娃·马丽琦结了婚。他们有两个儿子，其中一个是伯克利加利福尼亚大学极受尊敬的工程教授。10专利局的工作完全适合爱因斯坦；起初，他在处理公务，干分配给他的审定发明创造的工作的同时．还挤出时间专心地进行独立思考。后来。他又劝告一些青年人去干同样的工作，因为他感到，这类工作有时间供你思考问题，因此，非常适合那些具有独创思想的人。在专利局，爱因斯坦已着手写有关物理学的文章，并向物理学年鉴投稿。接着又在维恩的指导下，撰写了关于著名黑体问题的论著。爱因斯坦

5、在1901年提供论文一篇，1902年两篇，1903年和1904年各一篇。这些耕作对热力学和统计力学进行了深入的研究。但是，爱因斯坦却不知道吉布斯早已对这一工作进行了探讨．这同普朗克早期几年的情况十分相似。1905年，爱因斯坦那超人的才华大放异彩。同年3月、5月、6月，他先后撰写三篇论文，其中每一篇都足以使他留芳百世。只有被瘟疫围困在伍尔斯托普村年仅23岁的牛顿。才具有能与之相比的春天。爱因斯坦的第一篇论文——关于光的产生和转化的一个启发性观点，内容包括光量子的发现，以及作为一个小的应用，对光电效应作了解释。第二篇论文——关于热的分子运动论所要求的静止液体中悬浮粒子的运动，内容包括再一次

6、证实了原子真实存在的布朗运动理论，以及用一种新的方法确定了玻耳兹曼常数。第三篇论文——论动体的电动力学．阐述了狭义相对论。并由此而导出了著名公式E=mc2。通常人们了解爱因斯坦的就是这一点。事实上，还有一些人认为公式E=mc2是“原子弹的秘密”，然而，它是一种与传说中的独角怪兽同样不存在的“秘密”，二者都是臆造出来的东西。爱因斯坦的这些论文，论题各不相同，但却反映了由爱因斯坦的科学品格得到的某些共同特点：立志创新，谦虚坦率，所用数学方法简单明晰。爱因斯坦以坚实的实验为基础，运用不调和的逻辑推理，从而获得了完全出人意料的结果。相对论这里，我们将首先讨论第三篇论文——相对论。在从原子弹和太

7、阳中的能量平衡，至建造大型粒子加速器所必需的动力学的许多领域里，都根据相对论取得了一系列的实用成果。这篇论文在我们的时空概念方面首先引起了一场革命。为分析这些概念，哲学家们竭尽努力，业已用去了几个世纪的时间．但都未曾获得像爱因斯坦那样深奥的、决定性的结果。为了阐明这篇论文及爱因斯坦其他一些著作．我得对光这一课题作简短的插叙。对光的科学研究始于文艺复兴时代，到牛顿和惠更斯时代达到了高潮。牛顿和惠更斯是继伽利略之后物理学早期的两名主要代表，他们曾提