一位喜歡做白日夢的年輕人徹底改變了人類科學(xué)史

阿爾伯特·愛因斯坦1879年出生在德國符騰堡王國烏爾姆市,畢業(yè)于蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院,隨后入籍瑞士。是一位頂尖的猶太裔物理學(xué)家。在1905年獲得蘇黎世大學(xué)哲學(xué)博士學(xué)位后,成功解釋了“光電效應(yīng)”,還因此獲得1921年諾貝爾物理學(xué)獎。接著,他創(chuàng)立了狹義相對論,1915年又創(chuàng)立廣義相對論。相對論的提出是物理學(xué)領(lǐng)域的一次重大革命,它否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀,揭示了時間和空間的本質(zhì)屬性。它也發(fā)展了牛頓力學(xué),將其概括在相對論力學(xué)當(dāng)中,并推動了物理學(xué)發(fā)展到一個全新的高度。不過他的理論在最初受到了許多人的反對,就連當(dāng)時一些著名的物理學(xué)家也對這位年輕人的論文表示懷疑。但愛因斯坦并沒有因為思想上被他們孤立而感覺到痛苦,相反,隨著科學(xué)的發(fā)展,大量的科學(xué)實(shí)驗證明他的理論是正確的,這讓愛因斯坦一躍而成為了世界上最著名的科學(xué)家和物理學(xué)家之一。

在他21歲的時候,他的教授認(rèn)為這個家伙不務(wù)正業(yè),整天翹課。在他畢業(yè)的時候根本就找不到工作,不知道的人永遠(yuǎn)不會想到這位頂級的物理學(xué)家差點(diǎn)就去兜售保險了。那時的愛因斯坦認(rèn)為自己太失敗了,在不同的城市中奔波著,還寫信告訴父母:“如果你們沒把我生下來就好了。”直到父親準(zhǔn)備去世時都認(rèn)為愛因斯坦就是家中的恥辱,這讓他感覺到非常的壓抑和沮喪。

為了生計,愛因斯坦在父親去世后就搬到了瑞士的首都伯爾尼,開始了跟科學(xué)毫無瓜葛的職業(yè)生涯,也就是在瑞士專利局擔(dān)任低級的專利技術(shù)員。由于他需要分析很多的專利信息,還要快速的把它們給寫出來,所以他在工作中磨練了物理學(xué)的技能,也讓自己有充足的時間去思考宇宙的奧秘。

直到1905年,這位經(jīng)常喜歡做白日夢的年輕人從工作中發(fā)動了一場“革命”,他利用業(yè)余的時間發(fā)表了四篇有遠(yuǎn)見且改變了科學(xué)史的論文,其中一篇《光電效應(yīng)》從此改變了人們對光的理解(光照射到金屬上,引起物質(zhì)的電性質(zhì)發(fā)生變化,這類光變致電的現(xiàn)象被統(tǒng)稱為光電效應(yīng))

愛因斯坦認(rèn)為能量可以變?yōu)槲镔|(zhì),物質(zhì)也可以變?yōu)槟芰浚退銟O小的物質(zhì)中也蘊(yùn)藏著龐大的能量,想要釋放這些能量必須使用核反應(yīng)。他還認(rèn)為時間沒有絕對的定義,時間與光信號的速度有一種不可分割的聯(lián)系,物體達(dá)到光速后時間就會靜止,所以他整天幻想著與光束一起進(jìn)行時間旅行。

接著,愛因斯坦又把狹義相對論呈現(xiàn)在大家面前。在狹義相對論中,愛因斯坦提出了著名的質(zhì)能公式:E=mc2(E代表能量,m代表質(zhì)量,c代表光的速度,近似值為3×10^8m/s)這說明能量可以用增加質(zhì)量的方法創(chuàng)造。

在發(fā)表了狹義相對論的十年后,愛因斯坦又發(fā)表了廣義相對論。雖然1905年是愛因斯坦改變了科學(xué)史最輝煌的一年,但他在1916年發(fā)表的廣義相對論才是讓他聞名于世的原因。他再次挑戰(zhàn)了牛頓的物理世界觀,提出“引力不是一種力,而且宇宙也并沒有一個固定的架構(gòu)”的論點(diǎn)。在愛因斯坦的宇宙觀中,引力是時空平面彎曲的產(chǎn)物,其中的空間和時間結(jié)合為一體,被稱之為“時空”。

愛因斯坦在發(fā)表了廣義相對論后還預(yù)言了“引力波”的存在。他認(rèn)為“引力波”的存在是廣義相對論洛倫茲不變性的結(jié)果,因為它引入了相互作用的傳播速度有限的概念。在此期間,有兩個問題使他不安,第一個是引力的問題,狹義相對論對于力學(xué)、熱力學(xué)和電動力學(xué)的物理規(guī)律是正確的,但它不能解釋引力的問題。相比之下,“引力波”不能夠存在于牛頓的經(jīng)典引力理論當(dāng)中,牛頓的引力理論是超距的,兩個物體之間的引力作用在瞬間傳遞,可以以無窮大的速度傳遞,這與相對論依據(jù)的觀點(diǎn)和極限的光速沖突,因為牛頓假設(shè)物質(zhì)的相互作用傳播的速度是無限的。在物理學(xué)中,“引力波”是指時空彎曲中的漣漪,通過波的形式從輻射源向外傳播,這種波以引力輻射的形式傳輸能量。

前段時間,全人類第一次看到了黑洞的景象,科學(xué)數(shù)據(jù)也完全證明了“引力波”的存在。有人說理解愛因斯坦就意味著理解20世紀(jì)。這句話所指的不僅僅是愛因斯坦在科學(xué)上的巨大成就,他的狹義相對論和廣義相對論奠定了現(xiàn)代物理學(xué)的理論基礎(chǔ),徹底改變了人類對世界、對宇宙的認(rèn)識,在科學(xué)史上的意義和對人類所做出的開創(chuàng)性貢獻(xiàn)。世界上也只有牛頓和開普勒這樣的科學(xué)家可與之相提并論。

愛因斯坦晚年在全世界享受極其崇高的聲望,直到1955年愛因斯坦突發(fā)心臟病住進(jìn)了普林斯頓醫(yī)院,被診斷為動脈出血,同年4月18號去世,享年76歲。一位名叫托馬斯·哈維的醫(yī)生在驗尸過程中,在經(jīng)愛因斯坦的長子漢斯允許下,取下愛因斯坦的大腦保存,這位病理醫(yī)生希望未來神經(jīng)科學(xué)界能夠研究愛因斯坦的大腦,以發(fā)現(xiàn)愛因斯坦那么聰明的原因。為遵照愛因斯坦的遺囑,他死后并沒有舉行任何喪禮,也不筑墳?zāi)梗涣⒓o(jì)念碑,骨灰撒在永遠(yuǎn)保密的地方。

著名物理學(xué)家、諾貝爾獎得主楊振寧說:“愛因斯坦是我非常佩服、仰慕的物理學(xué)家。二十世紀(jì)開頭三十年有三大觀念革命,分別是狹義相對論、廣義相對論和量子力學(xué)。其中有兩個半是愛因斯坦的貢獻(xiàn)。他對于物理學(xué)影響深遠(yuǎn),對我們的日常生活也有極大影響。”

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