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  • 1 # 靈遁者國學智慧

    顯然愛因斯坦的影響更大。愛因斯坦是分支理論的創始人——相對論。而法拉第主要在電磁學領域有重大貢獻。但電磁學領域的集大成者,還應該是麥克斯韋。但記住,麥克斯韋的老師,就是法拉第。法拉第做實驗是一把好手,很嚴謹。麥克斯韋數學能力好。

    但愛因斯坦貢獻是更大的。關於愛因斯坦為什麼這麼牛,你可以看看下文。

    導讀:愛因斯坦為什麼那麼牛,看看大家怎麼說?

    1、

    愛因斯坦(1879年3月14日—1955年4月18日)作為20世紀最偉大的物理學家,影響力至今在物理學界有著不可動搖的地位!那麼愛因斯坦為何這麼牛?我們就來談談他風雲的一生吧!

    愛因斯坦出生於德國符騰堡王國烏爾姆市,畢業於蘇黎世聯邦理工學院,猶太裔物理學家。愛因斯坦小時候其實是非常頑皮的,經常逃課。大學畢業後被瑞士伯爾尼專利局僱傭,兩年後轉正這是他的第一份工作。之後開始他風雲的一生!

    愛因斯坦一生的貢獻:

    愛因斯坦作為繼伽利略、牛頓之後最強的物理學家,在1905年提出“量子論”並解決光電效應問題:證實光線在照射金屬表面會有電子析出的現象。4月份提出《分子大小新測定法》並獲得博士學位。同一年也提出了《狹義相對論》。這一年也被稱為“愛因斯坦奇蹟年”。

    愛因斯坦之後研究發現《狹義相對論》有些地方是存在不足的。歷經十年1915年在《狹義相對論》的的基礎上加入時間的的概念發表《廣義相對論》。《廣義相對論》作為現代物理學基石之一更是把愛因斯坦推上了巔峰!

    《廣義相對論》提出後當時的科學家認為這實在是太瘋狂了一次性對宇宙空間提出這麼多的假想,而且感覺都那麼超前,實在不敢想象這個人是如何做到的,那麼《廣義相對論》中有哪些震撼的理論呢?

    ①相對論中認為牛頓的“萬有引力”不夠完善,小質量天體圍繞大質量天體旋轉的根本原因是大質量天體把自身周圍的空間“壓彎了”使空間發生了彎曲的現象。

    ②原子彈也是根據從愛因斯坦質能方程:E=mc∧2中發現了質量、光速、能量之間的關係而製造。

    ④蟲洞:蟲洞是認為可以讓物體進行時空穿梭的一種天體,也是《廣義相對論》中最後一個沒被證實的理論。

    同時愛因斯坦也是現代物理學兩大基石的另一基石《量子力學》的提出者之一。

    /2、1,愛因斯坦的相對論提出被德國科學界一致批評,那時德國科學比現在美國還要強,要不是普朗德力挺這位老鄉,還真不知道歷史上還有愛因斯坦這個人。

    2,愛因斯坦從未因相對論獲諾獎,或許諾獎因此保持了其尊嚴

    3,愛因斯坦在世參與一些重大科研專案但並未出彩。

    4,愛因斯坦在當時大學醫院去世,腦子帶血取出切片,我無法想象當世偉人怎麼可能有此遭遇?葬禮也並不隆重。

    5,死後被造神,在中國因他猶太人變成全球智商最高人種,其實猶太人天生的生意人而已。

    6,華人多人次在愛因斯坦理論體系研究中獲獎,如廿世紀被否定微觀世界三守恆之一被華人推翻,另兩個也被其他卜推翻但沒獲獎。愛因斯坦在中國比牛頓還出名不是沒有原因的。

    7,同時代的科學家有股勢力想拼命從歷史中抹去,也有人被塑造成神,死後遠比生前偉大:愛因斯坦。

    3、1905年,愛因斯坦發表了五篇論文

    第一篇《關於光的產生和轉變的一個啟發性觀點》,說的就是光電效應,也是愛因斯坦後來獲得諾貝爾獎的論文,光電效應最早由赫茲發現,完美解釋卻是愛因斯坦,而且啟發了以後波粒二象性概念的提出,量子學派的很多東西都是愛因斯坦提出的。

    第二篇《分子尺度的新測定》,這是他的博士論文,倒是中規中矩,博士論文嘛,不能太出奇,否則怎麼獲得學位啊,不過也重新測定了阿伏伽德羅常數,阿伏伽德羅常數的重要意義不要多說了,那可是直接打通宏觀和微觀的重要常數。

    第三篇《根據分子運動論研究靜止液體中懸浮微粒的運動》,這篇論文意義重大,這是討論布朗運動的,布朗運動是植物學家布朗發現的,是分子存在的重要證據,當時雖然物理學界已經開始研究原子電子,但是對於分子電子原子是否存在一直爭論不休,偉大的玻爾茲曼堅持原子論,殺神馬赫的學生德國化學家奧斯特瓦爾德則堅持唯能說,兩派展開巨大爭論,幾乎所有學界大牛都捲入其中,愛因斯坦當然沒有參與,因為當時還是學生,普朗克雖然內心支援玻爾茲曼,但此翁一生不好爭辯,不發一言,玻爾茲曼內心孤苦,最後被逼得無奈自殺,當然玻爾茲曼自殺爭論不是唯一原因,但至少是一個重要推手,想想明明自己說的對,偏偏一群人來搗亂,這也夠心塞的。

    這篇論文和上一篇論文一起論證了分子的存在,由物理學家佩蘭做實驗證實了愛因斯坦的理論,也證明了分子的存在,奧斯特瓦爾德於1908年主動宣佈:“原子假說已經成為一種基礎鞏固的科學理論”。此時玻爾茲曼已經逝世兩年,愛神憑一己之力平息了爭論,這簡直就是張無忌“排難解紛當六強”。

    第四篇就是大名鼎鼎的《論動體的電動力學》,俗稱“狹義相對論”

    第五篇就是《物體慣性和能量的關係》,E=mc^2就是在這裡提出的,原子彈就是這麼造出來的。

    僅僅在1905年這一年,愛因斯坦就完成了對物理學革命。

    至於相對論,如果愛因斯坦沒有提出狹義相對論,那沒在未來的幾年裡或許會有其他人提出,但是如果愛因斯坦沒有提出廣義相對論,或許在未來幾百年裡都沒人能提出來

    4、廣義相對論提出後毫無懸念地遇到了推廣的困難,因為對於我們這種生活在低速運動和弱引力場的地球人來說,它太難懂了,太離奇了。但是逐漸地,人們在宇宙這個廣袤的實驗室中尋找到了答案,發現了相對論實在是太神奇、太精彩、太偉大了。

    1光線偏折

    幾乎所有人在中學裡都學過光是直線傳播,但愛因斯坦告訴你這是不對的。光只不過是沿著時空傳播,然而只要有質量,就會有時空彎曲,光線就不是直的而是彎的。質量越大,彎曲越大,光線的偏轉角度越大。太陽附近存在時空彎曲,背景恆星的光傳遞到地球的途中如果途徑太陽附近就會發生偏轉。愛因斯坦預測光線偏轉角度是1.75″,而牛頓萬有引力計算的偏轉角度為0.87″。要拍攝到太陽附近的恆星,必須等待日全食的時候才可以。機會終於來了,1919年5月29日有一次條件極好的日全食,英國愛丁頓領導的考察隊分赴非洲幾內亞灣的普林西比和南美洲巴西的索布拉進行觀測,結果兩個地方三套裝置觀測到的結果分別是1.61″±0.30″、1.98″±0.12″和1.55″±0.34″,與廣義相對論的預測完全吻合,愛因斯坦因此名聲大噪。這是對廣義相對論的最早證實。70多年以後“哈勃”望遠鏡升空,拍攝到許多被稱為“引力透鏡”的現象,現如今也幾乎是路人皆知了。

    2水星近日點進動

    一直以來,人們觀察到水星的軌道總是在發生漂移,其近日點在沿著軌道發生5600.73″/百年是“進動”現象。而根據牛頓萬有引力計算,這個值為5557.62 ″/百年,相差43.11″/百年。雖然這是一個極小的誤差,但是天文是嚴謹的,明明確實存在的誤差不能視而不見。很多科學家紛紛猜測在水星軌道內側更靠近太陽的地方還存在著一顆行星影響著水星軌道,甚至已經有人把它起名為“火神星”(N年之後居然還有中國學者管這個不存在的行星叫“祝融星”)。不過始終未能找到這顆行星。1916年,愛因斯坦在論文中宣稱用廣義相對論計算得到這個偏差為42.98″/百年,幾乎完美地解釋了水星近日點進動現象。愛因斯坦本人說,當他計算出這個結果時,簡直興奮地睡不著覺,這是他本人最為得意的成果。

    3引力鐘慢

    同樣還是時空彎曲的結果。前文講到的都是空間上的影響,不論光還是水星都是在太陽附近彎曲的時空中運動。既然被彎曲的是時空,自然要講時間的變化。廣義相對論中具有基石意義的等效原理認為:無限小的體積中均勻的引力場等同於加速運動的參照系。而在引力場中引力勢較低的位置,也就是過去我們所學的離天體中心越近,引力越大,那麼時間程序越慢,物體的尺度也越小。講通俗一點,拿地球舉例,站在地面上的人相比於國際空間站的宇航員感受到的引力更大,引力勢更低(這是比較容易理解的),那麼地面上的人所經歷的時間相比於宇航員走地更慢,長此以往將比他們更年輕!這項驗證實驗很早就做過。

    1971年做過一次非常精確的測量,哈菲爾(J.C.Ha1ele)和基丁(R.E.Keating)把4臺銫原子鐘分別放在民航客機上,在1萬米高空沿赤道環行一週。一架飛機自西向東飛,一架飛機自東向西飛,然後與地面事先校準過的原子鐘做比較。同時考慮狹義相對論效應和廣義相對論效應,東向西的理論值是飛機上的鐘比地面快275±21納秒(10-9s),實驗測量結果為快273±7納秒,西向東的理論值是飛機上的鐘比地面慢40±23納秒,實驗測量結果為慢59±10納秒。其中廣義相對論效應(即引力效應)理論為東向西快179±18納秒,西向東快144±14納秒,都是飛行時鐘快於地面時鐘;但需要注意的是,由於飛機向東航行是與地球自轉方向相同,所以相對地面靜止的鐘速度更快,導致狹義相對論效應(即運動學效應)更為顯著,才使得總效應為飛行時鐘慢於地面時鐘。

    此外,1964年夏皮羅提出一項驗證實驗,利用雷達發射一束電磁波脈衝,經其他行星反射回地球再被接收。當來回的路徑遠離太陽,太陽的影響可忽略不計;當來迴路徑經過太陽近旁,太陽引力場造成傳播時間加長,此稱為雷達回波延遲或叫“夏皮羅時延效應”。天文學家後來透過金星做了雷達反射完全符合相對論的描述。2003年天文學家利用卡西尼號土星探測器,重複了這項實驗,測量精度在0.002%範圍內觀測與理論一致,這是迄今為止精度最高的廣義相對論實驗驗證。

    4引力紅移

    從大質量天體發出的光(電磁輻射),由於處於強引力場中,其光振動週期要比同一種元素在地球上發出光的振動週期長,由此引起光譜線向紅光波段偏移的現象。只有在引力場特別強的情況下,引力造成的紅移量才能被檢測出來。二十世紀六十年代,龐德、雷布卡和斯奈德在哈佛大學的傑弗遜物理實驗室(Jefferson Physical Laboratory)採用穆斯堡爾效應的實驗方法,定量地驗證了引力紅移。他們在距離地面22.6米的高度,放置了一個伽馬射線輻射源,並在地面設定了探測器。他們將輻射源上下輕輕地晃動,同時記錄探測器測得的訊號的強度,透過這種辦法測量由引力勢的微小差別所造成的譜線頻率的移動。他們的實驗方法十分巧妙,用狹義相對論和等效原理就能解釋。結果表明實驗值與理論值完全符合。2010年來自美國和德國的三位物理學家馬勒(H.Muller)、彼得斯(A.Peters)和朱棣文透過物質波干涉實驗,將引力紅移效應的實驗精度提高了一萬倍,從而更準確地驗證了愛因斯坦廣義相對論。

    5黑洞

    1916年,德國天文學家卡爾·史瓦西計算得到愛因斯坦引力場方程的一個真空解,這個解表明,質量大到一定程度,引力將把大量物質集中於空間一點,併產生奇異的現象。這種天體被美國物理學家約翰·阿奇巴德·惠勒命名為“黑洞”。史瓦西的解表明黑洞的質量極其巨大,而體積卻十分微小,密度異乎尋常的大,它所產生的引力場極為強勁,以至於任何物質和輻射在進入到黑洞的一個事件視界(臨界點)內,便再無法逃脫,甚至傳播速度最快的光(電磁波)也無法逃逸。如果太陽要變成黑洞就要求其所有質量必須匯聚到半徑僅3千米的空間內,而地球質量的黑洞半徑只有區區0.89釐米。1964年,美籍天文學家裡卡多·吉雅科尼(Riccardo Giacconi)意外地發現了天空中出現神秘的X射線源,方向位於銀河系的中心附近。1971年美國“自由號”人造衛星發現該X射電源的位置是一顆超巨星,本身並不能發射所觀測到的X射線,它事實上被一個看不見的約10倍太陽質量的物體牽引著,這被認為是人類發現的第一個黑洞。雖然黑洞不可見,但是它對周圍天體運動的影響是顯著的。現在,黑洞已經被人們普遍接受了,天文學家甚至可以用光學望遠鏡直接看到一些黑洞吸積盤的光。

    6引力拖曳效應

    一個旋轉的物體特別是大質量物體還會使空間產生另外的拖曳扭曲,就好像在水裡轉動一個球,順著球旋轉的方向會形成小小的波紋和漩渦。地球的這一效應,將使在空間執行的陀螺儀的自轉軸發生41/1000弧秒的偏轉,這個角度大概相當於從華盛頓觀看一個放在洛杉磯的硬幣產生的張角。2004年4月20日,美國航天局“引力探測-B”(GP-B)衛星從范登堡空軍基地升空,以前所未有的精度觀測“測地線效應”,從而尋找“慣性系拖曳”效應的跡象。衛星在軌飛行了17個月,隨後研究人員對測量資料進行了5年的分析。2011年5月4日美國航天局釋出訊息稱,GP-B衛星已經證實了廣義相對論的這項預測。但是該專案的經濟性和必要性受到很多批評的聲音。

    7引力波

    愛因斯坦在發表了廣義相對論後,又進一步闡述引力場的概念。牛頓的萬有引力定律顯示出引力是“超距”的,比如太陽如果突然消失,那麼地球就會瞬間脫離自己的軌道,這似乎是正確的。但愛因斯坦提出“引力”需要在時空中傳遞,需要時間,質量的變化引起引力場變化,引力會以光速向外傳遞,就像水波一樣,這就是“引力波”的由來。不過愛因斯坦知道引力波很微弱,像太陽這樣的恆星是不能引起劇烈擾動的,連自己都認為可能永遠都探測不到。1974年,美國物理學家泰勒(Joseph Taylor)和赫爾斯(Russell Hulse)利用射電望遠鏡,發現了由兩顆中子星組成的雙星系統PSR1913+16,並利用其中一顆脈衝星,精準地測出兩個緻密星體繞質心公轉的半長徑以每年3.5米的速率減小,3億年後將合併,系統總能量週期每年減少76.5微秒,減少的部分應當就是釋放出的引力波。泰勒和赫爾斯因為首次間接探測引力波而榮獲1993年諾貝爾物理學獎。如今我們已經直接“聽”到了引力波悅耳動聽的聲音,這預示著現代物理學嶄新的篇章就此開啟!

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