影响世界历史的100位科学家: 相对论的创立者 爱因斯坦
相对论的创立者 爱因斯坦
真正有价值的东西不是出自雄心壮志或单纯的责任感;而是出自对人和对客观事物的热爱和专心。
——爱因斯坦
爱因斯坦对物理学的不同领域的影响是如此的广泛深远,以至于试图追溯物理学发展进程的科学家都不知该从何着手。这是美国科学史学家霍尔顿对爱因斯坦的评价。诚如所言,爱因斯坦所创立的科学理论成为了20世纪物理学的奠基石,他的狭义和广义相对论等理论为人类理解自然界的基本规律以及时间、空间、质量和能量等概念提供了新的依据。他的科研成果几乎辐射到20世纪之后物理界的所有领域,这种特殊的贡献在科学史上是绝无仅有的。
1879年的3月,爱因斯坦出生于德国西南的乌耳姆城的一个犹太人的家庭。幼年的他不但没有显露早慧的迹象,甚至还有些愚笨而且怪僻。据说他3岁才学会说话,9岁时说话还不通畅。爱因斯坦幼年非常憎恨学校,因为学校严苛死板的教育方式使他很不自在。因而他的功课与其他同学相比毫无突出之处。但在这时候,爱因斯坦喜欢上了拉小提琴,并成为他一生的爱好。
1894年,爱因斯坦全家迁至意大利。为了和家人团聚,他还没有拿到学历就离开了学校。两年后,他终于通过考试跨进了苏黎世工业大学学习数学和物理学。需要说的是,这是他第二次报考,这样的表现让人无法想象他日后的那种超凡智慧,这也许是大智若愚的最好例证吧。
大学毕业后,爱因斯坦希望继续深造。在接下来的一年中,他辗转于各地的高校递交申请,但结果却是一场徒劳。后来,他在同学马塞尔·格罗斯曼的帮助下,找了一份专利局审核员的工作,在那相对轻松的工作环境中,他的大脑深深陷入了理论物理世界之中。不久,他的时间与空间相对论在旁人看似无所事事的日子里开始孕育了。
1905年是爱因斯坦在科学研究中史无前例的奇迹年。在这一年,他在《物理学年鉴》上发表了5篇至关重要的论文,这些论文在物理学多个领域做出了划时代的贡献。其中第一篇利用光量子概念巧妙地解释了经典物理学无法解释的去电效应;第二篇是关于分子大小测定法的论文,凭此论文,爱因斯坦拿到了博士学位;在第三篇中,爱因斯坦应用数学工具,证明了液体分子无规则运动是分子的热力和分子间相互碰撞的结果,从而成功解释了布朗运动现象。
第四篇论文是最重要的一篇,在这篇论文中,他提出了狭义相对论。在此理论中,爱因斯坦明确指出世界上没有绝对的时空存在,时间和空间都取决于参考系的位置和相对速度,这对经典物理学是一个前所未有的挑战;在最后一篇文章中,爱因斯坦提出了著名的e=mc2质能方程式(e代表能量,m代表质量,c代表光速),揭开了质量与能量转换的奥秘,同时也为核能研究提供了理论基础。
这些理论的提出拨散了笼罩在“物理学晴空上的乌云”,开创了物理学新的纪元。但爱因斯坦并不感到满足于此,他力图在理论中引入引力场的影响。10年后,广义相对论的问世实现了他的这一愿望。但广义相对论发表后,大多数科学家无法理解这项全新的理论,甚至有些科学家认为它是荒诞不经的谬论,并冒出嘲讽的言论。因而此时的爱因斯坦成了一个颇受“争议”的科学家。
但真理是经得起时间检验的,1919年,英国皇家学会在非洲和拉美两处观测日全食时,测得光线在太阳引力场中发生的弯曲度分别为1.61秒和1.98 秒,这与爱因斯坦在广义相对论中的预言1.71秒基本相符。这个消息一经传出,全球为之震动。此后,广义相对论也被科学界广泛关注和接受。
爱因斯坦的相对论和量子力学的广泛传播,对整个科学领域产生了革命性的影响,被后人称为是继牛顿力学和电磁场理论之后的第三次革命。在这些功绩面前,任何奖项和荣誉都显得苍白无力,但诺贝尔评委会还是为自己找了个台阶,于1921年授予他物理学奖,以表彰他对光电效应方面做出的贡献,要知道这项成就是无法和相对论相比的。但这样也有一个好处,使得支持和反对相对论的人都不同程度地得到了安慰。
空前的成就为爱因斯坦带来了崇高的声誉,虽然这并非虚荣,但他从不贪慕。对于人们投来的崇拜目光,总是展现出疑惑的表情;对于社会给他特殊的照顾更是有些愤怒。在去世之前,爱因斯坦把他在普林斯顿默谢雨街的房子留给了他的秘书杜卡斯,并强调不许把这房子变成博物馆。可见,他不希望把自己生活的地方变成一个朝拜的圣地,更不希望后人把自己当成偶像来崇拜。
1933年,纳粹党的猖獗活动危及到了爱因斯坦的研究。因而他移居美国,被聘为普林斯顿大学高级研究院的终身教授。1950年,他的统一场论再次遭到同行的反对,但他依然毫不动摇地走着自己认定的路。
视科学为生命的爱因斯坦没有置身于社会之外,他说:“人只有献身于社会,才能找出那实际上是短暂而又有风险的生命的意义”。他是这样说的也是这样做的。在他的有生之年,人类的文明与进步是他最关心的事,也是他为之奋斗的精神来源。
为科学而生的爱因斯坦从不把荣誉放在心上,据英费尔德说,他可能连诺贝尔奖是什么意义都不知道。1955年4月18日,爱因斯坦在美国普林斯顿医院停止了呼吸。他去世之后,亲人遵照他的遗愿,除了把自己的脑供给医学研究外,没有发讣告,也没有举行葬礼,就这样爱因斯坦悄悄地离开了人间,连一块墓碑也没有留下。</p>
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