浅谈爱因斯坦

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1、从相对论到量子力学-一浅谈爱因斯坦的研究摘要：二卜世纪，相对论和量子力学是物理学界最伟大的成就。科学家的视野从牛顿的经典中离开，开始转向更为广袤的天地高速运动和微观粒子的世界。爱因斯坦是相对论的创立者，是量了力学的催生者Z-0毫无疑问，他是伟大的。但伟人并不意味着完美。爱因斯坦始终排斥着玻尔的量子系统的概率论。他说，“上帝不掷骰子。”但实验是铁证。玻尔说：“我们不能告诉上消，该做什么。”霍金评论道，“上帝不仅掷骰子，而且他总是把骰子扔到我们看不到的地方！”从相对论到统一场理论，爱因斯坦试图用数学统一整个物理。但是，上帝掷了散子，他还是失败了。关键词：相对论，量子力学，爱因斯坦，

2、场理论。引言：作为二十世纪最伟大的物理学家，爱因斯坦以其天才的头脑，提对论。但，作为二十世纪的另一座里程碑——量子力学，爱因斯坦却没右留下过多的贡献。而倾尽毕生Z力的场理论，成为了爱因斯坦的遗憾。是什么原因造成了这样的状况呢？为什么已经登上巅峰的爱I大I斯坦终究没能攻下另一座堡垒？正文：一、爱因斯坦是如何创立相对论的1、伯尔尼的糠煌记录1905年，在不到8个星期内，四篇划时代的论文被寄到《物理学杂志》。这四篇论文分别是《论动体的电动力学》、《关于光的产生和转化的一个启发性的观点》、《热的分子运动论所要求的静液体中悬浮粒子的运动》和《物体的惯性同她所含的能量有关吗？》。相对应的内

3、容是著名的狭义相对论、量子学论文、布朗运动的理论解释和质能转换定律。就是在远离科学屮心的伯尔尼，身为无名小卒的爱因斯坦发表了彻底改变现代物理学和宇宙学的四篇论文，他的1905年的奇迹年(annusmirabilis)总是被庆祝，他如泉水般喷涌的天才引发了令人惊愕的敬意。2、天才的思考空间和时间的概念在狭义和对论中扮演着重要的角色，也是最大的突破。因为在牛顿的绝对时空观里，空间和时间是具有绝对的意义的，并且相互独立。1905年以前的很长一段时间内，爱因斯坦一直思考着一个很困难的问题：麦克斯韦的方程组是正确的，光速是不变的。但光速的不变性又与经典力学的速度相加规则相矛盾。在和朋友的

4、一次谈话之后，这个问题解开了：吋间和信号速度Z间有着不可分割的联系。从某个角度来讲，狭义相对论儿乎是直接从麦克斯韦的电磁场理论地出来的。麦克斯韦的电磁理论具有一种不对称性。而他认为这种不对称性是值得怀疑的，因为它破坏了物理学中的统一和内在的和谐。而不对称性起源于其理论中少不了的“绝对静止”的以太。方程组推出光速是恒定的，但这是对哪个参考系成立的呢？包扌舌洛伦兹在内的一些物理学家明确承认绝对静止的“以太”的存在。可是所有的以太漂移实验都失败了，经典物理学走入了死胡同。但爱因斯坦认为，绝对静止的以太是一个错谋的概念，这明显破坏了对称性和统一性。爱因斯坦以其惊人的想象力，抛弃了经典力

5、学的速度合成法，肯定了同吋性在不同惯性参考系中是相对的，提出了空间和吋间的相对性和统一性。不变的不是时间和空间，而是光速。绝对静I上是人类的假想，并不足以成为一个客观规律。自然界的存在和发展并不以人的意志为转移。他认为，好的物理规律是恒定不变的，如果事实无法与方程结合，那么努力让它们统一。用一组方程，用最简洁的表达，阐述真理。不得不说，爱因斯坦是当Z无愧的天才。身体活在低速运动的世界，思想已经俯瞰整个宇宙。3、相对论的意义相对论是物理学界的一场革命。首先，相对论动力学揭示了物质与运动的内在联系，指岀了高速运动的物体的质量明显与运动状态有关。其次，就是那个著名的公式：E=mc^2

6、o最后，和对论还得出了动量守恒和能量守恒定律的统一，从而揭示了两种运动量度的统O另外，广义相对论证明了睡醒近口点的进动现象和光线弯曲现象，并且成为后来许多天文概念的理论基础。斯塔赫尔说：“他（爱因斯坦）在20世纪头十年的立场的独特Z处是。他毫不动摇地坚信经典力学概念和麦克斯韦电动力学的概念一一以及两者的任何纯粹的修正和补充一一都不足以说明日益增多的、与物质和辐射相关的新发现。他不断提醒同行，必须从根本上引进新概念，用以解释物质和辐射两者的结构。”二、爱因斯坦与光量了1、另一场革命1903年，他写出了《热力学基础理论》，独立地提出了类似于吉布斯在1901年提出的统计理论，这为他此

7、后建立光量子论和固体比热理论奠定了基础。从这点可以看出，爱因斯坦并不是一个纯粹的数学完美主义者。数学有吋无法解决物理现象。他是承认统计学在物理学研究中的价值。1900年12JJ14H,普朗克在徳国物理学会上发表了《正常光谱屮的能量分布的理论》，正式宣告了“量子理论”的诞生。但此后十年，这一•大胆的设想仍然难以为人们所接受。1905年，爱因斯坦提出了“光量子”假说。他指出，麦克斯韦的波动理论仅仅对时间的平均值有效，而对瞬时的涨落则必须引入量了的概念。光，不仅仅在发射和吸收时才不连续地进行，而且