爱因斯坦的贡献(爱因斯坦到底有多厉害?)

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爱因斯坦的贡献(爱因斯坦到底有多厉害?)

对于爱因斯坦在科学界的贡献,大家可能有很多看法,但对于他在科学界的排名应当看法不大,第一位不是牛顿就是爱因斯坦,这几乎成了大家公认两位最巨大的科学家,也许有朋友也会在第三名排上麦克斯韦,但爱因斯坦到底做了什么,他最巨大的造诣到底是哪一项,也许各位还不必定说得出来!

集众人所成的狭义相对论

这不是爱因斯坦独创的理论吗?怎么变成集众人所成了?其实我们在这里必需要改正下,狭义相对论中的部分条件或者假设却已经早已有科学家铺垫!

麦克斯韦方程组统一了电磁学,可能大家对电磁学和相对论的关系并不十分清晰,但麦克斯韦统一电磁学直接导致了相对论的出生!1860年麦克斯韦提出的方程组中的第四个波动方程可以直接推导出光速是一个常量!

当时麦克斯韦推导出的是电磁波速度,但麦克斯韦推测也是电磁波的一种,后来证明麦克斯韦的断定是精确的,但这个速度是相对谁的呢?当时无人能答复这个问题!

这是在1887年的一个光速试验,目标是证明以太的存在,但却意外的证明了光速不变这个理论。

在迈克尔逊-莫雷试验的零成果中尽管证明了光速不变,但当时并未摈弃以太说,洛伦兹以在活动方向上长度缩短,活动中时光变慢的“洛伦兹变换”胜利说明了迈克尔逊莫雷试验的零成果!庞加莱则以本地时不同坐标系通过以光速同步予以说明,其实这已经是狭义相对论中同时性的相对性的概念

1905年,爱因斯坦摈弃了以太假说,以光速不变和下一相对性原理的两条根本假设推出了相对论,同时洛伦兹变换也被保存。

纵观狭义相对论出生的进程,为狭义相对论做铺垫的是麦克斯韦和迈克尔逊-莫雷试验,几乎摸到了门槛的是洛伦兹和庞加莱,但两者仍然没有打破成规,逝世守以太假说,成果与狭义相对论擦肩而过,但不可否定洛伦兹和庞加莱是狭义相对论最大的助力者,甚至爱因斯坦也以为,即使他不推出狭义相对论,那么最长5年后也会有人推出来!

爱因斯坦的奇迹之年

上文我们将爱因斯坦的奇迹之一狭义相对论交代了,因为这个造诣实在值得单独解释!下面我们再来说说另外四个奇迹

爱因斯坦在1905年9月26日发表了《论活动物体的电动力学》,紧接着9月27日发表了《物体的惯性同它所含的能量有关吗?》,没错你猜对了,这就是E=mc,人家一辈子这样一个造诣足矣,爱因斯坦两天发表两个。

质能方程的指点意义实在可以称得上巨大,它解决的并不只是后来恒星发光的能量起源,更不是原子弹和氢弹的爆炸原理,而是宇宙出生的物资起源!

同年爱因斯坦在《关于光的发生和转化的一个试探性观点》中提出了光量子假说,他以为光子的能量是频率乘以普朗克常数,假如这个光子的能量足够,那么它将使得一个电子逃离,这就是光电效应原理的来龙去脉!也许爱因斯坦才是量子力学的鼻祖,尽管他在后期的量子力学发展中是最大的反对者。

除此以外,还有测定分子大小和布朗活动的《分子大小的新测定》、《热的分子活动论所请求的静止液体中悬浮小粒子的活动》,当然我们不知道爱因斯坦的妻子米列娃在中间扮演了什么角色,因为和米列娃是爱因斯坦的物理专业同窗,是可以和爱因斯坦讨论与建议的。但无论如何,一年五个诺奖级造诣,绝对能令人目瞪口呆!

爱因斯坦独家:广义相对论

如果说狭义相对论是爱因斯坦集众人造诣创建,那么广义相对论可是实实在在的爱氏独家!1905年爱因斯坦在发表了狭义相对论之后,甚至一刻都没有沉醉在自我造诣之中,几乎立即就开端了广义相对论的思考,爱因斯坦将狭义相对性原理推广到了广义相对性原理,即:

在所有坐标系下物理定律都是一样的

和狭义相对论设定的前提只有两个,而广义相对论设定的前提只有一个,只要接收了这个前提,无论从中推导出什么成果,我们都得认了!但从中推导出来的成果却是推翻性的,简直令人难以置信,即使在100多年后的今天,仍然有很多朋友对物理学家惠勒总结的形象却又无比深入的广义相对论的精华疑惑不已:

物资告知时空如何曲折,时空告知物资如何活动。

你可以不相百思特网信广义相对论所论述的简略而又深入的事实,但你百思特网必需得懂得从二十世纪到二十一世纪,天文界的巨大发明与理论验证都和广义相对论是分不开的,如果你有兴致,我们不妨做个简略的统计!

  1. 1915年,爱因斯坦证明了广义相对论可以说明水星进动的现象(广相在1915年就完成,1916年才发表)

  2. 在爱因斯坦发表广相的同年,史瓦希在一战战场上从广相引力场方程中推导出了史瓦希半径,即天体质量不变的情形下,等于或者小于其史瓦希半径时将会坍缩成黑洞。

  3. 1919年爱丁顿带队观测到了日食时本不应看到的毕宿星团的亮星,表明光线受到了引力场曲折的影响。

  4. 1922年,苏联物理学家弗里德曼简化推导的方法,假设宇宙物资散布是均匀的,从广义相对论中给出了宇宙模型的场方程。

  5. 1927年勒梅特在求解弗里德曼场方程时提出了宇宙膨胀的观点。

  6. 1929年哈勃观测到遥远星系加速原理,从而发明了宇宙正在膨胀。

  7. 1934年弗里茨兹威基在研讨后发座星系团活动时,用维里定理推算出星系内部存在暗物资。

  8. 1934年Tolman发明在宇宙中辐射温度会随时光演变而转变。

  9. 1948年美国物理学家伽莫夫、阿尔菲和赫尔曼估算出宇宙残留的黑体辐射约为5-10K

  10. 1960年庞德、雷布卡和斯奈德采取穆斯堡尔效应的试验办法测量了到了引力红移现象。

  11. 1964年天鹅座X-1被发明,这个强X射线源是公认的第一个黑洞候选对象

  12. 1965年阿诺彭齐亚斯和罗伯特威尔逊发明宇宙微波背景辐射。后续观测正是弗里德曼假设的各向同性准确性。

  13. 1974年拉塞尔赫尔斯和约瑟夫泰勒发明赫尔斯-泰勒脉冲双星公转时,间接证明爱因斯坦当年预言的引力波。

  14. 1980年,天文学家观测到类星体Q0957+561发生的引力透镜现象,这是光线曲折的另一个版本

  15. 1998年两个团队研讨Ia型超新星红移发明,宇宙正在加速膨胀.

  16. 2016年LIGO和VIRGO宣告发明双黑洞合并的引力波。

以上流水帐记载大致记载了二十世纪到二十一世纪发明的与广义相对论有关的重大天文事件,无论哪一项都是举世注视的造诣,但这些现象的源头就是广义相对论!当然还有一个事实必需要提示一下,质能方程告知我们物资是怎么来的,而广义相对论却能推导出宇宙是怎么来的,两个理论联合,似乎将我们宇宙产生的一切都给囊括了!爱因斯坦打开了一个魔盒,但很荣幸放出来的不是一个魔鬼,而是广义相对论!

比拟好玩的是,一波三折之后,1921年的诺贝尔奖颁给了爱因斯坦最不起眼的光电理论,而众望所归的狭义和广义相对论却始终未能如诺贝尔奖评选为会员的法眼,这可能是委员会最难说明的案例之一,如果再来一次,他们情愿颁发三次来填补这个过失!不过爱因斯坦的造诣远未停止,百思特网按通例,我们还得提提爱因斯坦其他顺便发明的科学造诣

而从爱因斯坦理论中研讨或者从他理论推导出的理论的研讨中获得诺贝尔奖的科学家难以计数,爱因斯坦的巨大在二十一世纪仍将持续发酵。所以请不要用多厉害这种形容街头卖艺的形容词来描写爱因斯坦,他的传说在未来数百年仍将持续传播。