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阿尔伯特·爱因斯坦

阿尔伯特·爱因斯坦

(美籍理论物理学家,诺贝尔物理学奖获得者)
阿尔伯特·爱因斯坦阿尔伯特·爱因斯坦(德语/英语:Albert Einstein;1879年3月14日~1955年4月18日),美籍犹太裔物理学家,现代物理学的开创者和奠基人,二十世纪最伟大的自然科学家之一,[2][13]诺贝尔物理学奖获得者。[7]
阿尔伯特·爱因斯坦资料
  • 中文名:阿尔伯特·爱因斯坦
  • 外文名:Albert Einstein[1]性别
  • 国籍:德国(1879年)[2]瑞士(1900年)[2]美国(1940年)[2]出生地
  • 民族:犹太族[2]语言
  • 出生日期:1879年3月14日[2]去世日期
  • 终年:76岁[2]去世地点
  • 职业:物理学家[2]研究领域
  • 代表作品:《关于光的产生和转化的一个启发性观点》《论动体的电动力学》《分子大小的新测定法》等论文[5]主要成就
  • 父亲:赫尔曼·爱因斯坦[8]母亲
  • 妻:第一任妻子:米列娃[10]第二任妻子:爱尔莎[11]子
  • 女:继女:伊儿莎,玛戈特[10][12]
  • 1879年3月14日,阿尔伯特·爱因斯坦出生在德国乌尔姆市,1900年毕业于瑞士苏黎世联邦理工学院,[3]次年获得瑞士公民身份,并终生保留;1902年受聘于瑞士伯尔尼专利局,从事发明专利的审核鉴定工作。1905年,爱因斯坦在光的量子理论、分子运动论和狭义相对论三个领域发表了 5篇论文,开辟了物理学新纪元,同年获得苏黎世大学哲学博士学位。[5][14]1909年起,爱因斯坦任苏黎世联邦理工学院理论物理学副教授、教授,[7][6]1913年回到德国任威廉皇帝物理研究所所长兼柏林洪堡大学教授,并当选为普鲁士科学院院士;1915年,爱因斯坦创立广义相对论。[7]1920年6月,他兼任荷兰莱顿大学特邀客座教授。[15]1933年,爱因斯坦受到纳粹迫害,被迫移居美国,辗转到美国普林斯顿高级研究院担任教授,直至1945年退休。[16]1940年,爱因斯坦加入美国国籍,同时保留瑞士国籍。[17]1955年4月18日,爱因斯坦因病在普林斯顿逝世。[5][6]

    爱因斯坦是光的量子论的创始人,是量子统计学的开创者之一,狭义相对论和广义相对论的创建者。[18][2]他在物理学领域的重要研究成果,不仅改变了自然科学研究的范式,而且使人类认识自然的科学方法得到充实,他在量子论、分子运动论、相对论等物理学领域中取得了历史性成就,狭义相对论和光量子论的提出,推动了物理学理论的革命;他在相对论的基础上,推论出质能相当关系式E=mc2,解释了放射性元素能释放大量能量的原因,在理论上为原子能的应用开辟了道路。[6][19]同时,他还把广义相对论在宇宙学领域、统一场论方面作了重大发展,从而推动了现代天文学的发展,取得了划时代的成就。[6][20]但是,爱因斯坦反对量子力学的演化结果,认为“上帝不掷骰子”;他试图通过将他的引力几何理论推广到包括电磁学来设计一个统一的场论。结果,他越来越远离现代物理学的主流。[21][19]1922年,由于在光电效应方面的研究成果,爱因斯坦获得1921年诺贝尔物理学奖。[7]

    人物经历

    早年生活与教育

    1879年3月14日,阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)出生在德国乌尔姆市一个犹太人家庭,父亲赫尔曼·爱因斯坦(Hermann Einetein)经营一家小工厂,为了扩大生产规模,1880年举家迁往慕尼黑。[3][22][6]五岁(1884年)左右的时候,父亲送给爱因斯坦一个指南针,他被指示方向的磁针所迷住,怀着好奇心想弄明白里面隐藏的秘密。母亲葆琳娜·爱因斯坦(Paoline Einetein)喜爱音乐,开始引导爱因斯坦学习小提琴,起初爱因斯坦心理上很抵触,后来在母亲和老师的坚持下勉强接受,竟然成为了他的终身爱好。[22]

    1885年10月,爱因斯坦进入彼得小学就读,毕业后转入路易波尔德高级文科中学学习,学校注重科学、数学、拉丁语和希腊语,他更喜欢数学,对推理与证明抱有很大的兴趣。这期间,爱因斯坦结识了一位贫困的犹太大学生马克斯·塔穆德(Max Talmud),对他后期成长帮助很大;在马克斯·塔穆德的引导下,爱因斯坦开始大量阅读数学、物理学和哲学著作,他读了几何学教科书之后,把精力放在高等数学上,12岁开始自学微积分,此后通过学习通俗科学读物,了解了自然科学领域中的主要成果,并已涉足理论物理学。[22][3]

    1894年,父亲迫于市场压力,关闭了慕尼黑工厂,举家搬迁至意大利帕维亚重新建厂。爱因斯坦本应继续留在慕尼黑完成学业,但仅过去半年时间,他就因反感学校机械而又枯燥的教学方法,以及当时德国尊崇的军人精神,自动放弃学籍和德国国籍,回到意大利米兰与家人团聚。[22][5]

    瑞士岁月

    1895年,爱因斯坦自学完成微积分,准备赴瑞士报考苏黎世联邦工业大学。虽然他的数学和物理很不错,但其他学科成绩滞后,于是学校推荐他去瑞士阿劳中学学习一年,以补齐功课。[17][18]次年,爱因斯坦以优异成绩从阿劳中学毕业,如愿进入苏黎世联邦工业大学师范系学习,在大学期间,他把精力用在攻读麦克斯韦(Maxwell James Clerk )[a]、基尔霍夫(Gustav Robert Kirchhoff)[b]和赫兹(Heinrich Rudolf Hertz)[c]的著作上;1899年,爱因斯坦正式申请瑞士公民权,并于翌年毕业。[6][3][14][26]因爱因斯坦个性孤傲,爱好独立思考,屡屡缺课,这些性格习惯为教授们所不满,大学毕业时,爱因斯坦未能留校担任助教,只得为生计而奔波。两年间,他在温特图尔中等技校任代课老师,受聘私立学校教师等工作。在这种困难条件下,他仍然坚持科学研究,1901年在《物理杂志》发表了第一篇论文《由毛细管现象所得的推论》,同年他取得瑞士国籍。[14] [3][27]

    1902年,爱因斯坦在大学同学马瑟尔·格罗斯曼(Macel Grossmann)的帮助下,受聘于瑞士伯尔尼专利局,从事发明专利的审核鉴定工作,翌年成为三级技术员。1903年,他与大学同学米列娃·玛丽克结婚,他们结婚前就已经有了一个女儿。[10]1905年,爱因斯坦发表量子论,提出光量子假说,解决了光电效应问题;同年4月,他向苏黎世大学提交论文《分子大小的新测定法》,获得哲学博士学位;[14][5]6月完成论文《论动体的电动力学》,独立而完整地提出狭义相对性原则,开创物理学新纪元。这一年被称为“爱因斯坦奇迹年”。[14][7][17]

    爱因斯坦的论文及成果引起了科学界的广泛重视与关注。1906年,他被提升为二级技术员,同年完成固体比热的论文,这是关于固体的量子论的第一篇论文;1907年爱因斯坦升职为专利局一级技术员,1908年兼任伯尔尼大学编外讲师。[28][6]1909年,爱因斯坦离开伯尔尼专利局,任苏黎世联邦工业大学理论物理学副教授;[7][6]同年,爱因斯坦首次应邀参加德国自然科学家协会第81次年会,在会上作了《我们关于辐射的本质和结构的观点的发展》报告,对相对性原理和光量子假说这两个热点问题作了进一步阐述 ,引起学术界轰动,爱因斯坦从此进入了世界一流物理学家的核心层。[29][30]1911年4月,爱因斯坦出任布拉格德语大学理论物理学教授,次年他重返苏黎世联邦工业大学担任理论物理学教授,并提出“光化当量”定律,不断丰富和充实广义相对论的思想。[7][6][17]

    重返德国

    1913年,爱因斯坦回到德国担任威廉皇帝物理研究所所长兼柏林洪堡大学教授,并当选为普鲁士科学院院士。[7]次年,第一次世界大战爆发后,爱因斯坦坚定地表明反战态度,参与发起了反战团体“新祖国同盟”,并拒绝在德国科学界和文化界发起、为侵略战争辩护的“文明世界的宣言”上签字,而同时他在反战的《告欧洲人书》上签名。[31][32]

    1915年,爱因斯坦发表了广义相对论,提出其引力方程的完整形式,并成功解释了水星近日点运动;次年他正式发表总结性论文《广义相对论的基础》,提出宇宙空间有限无界的假说,并完成《关于辐射的量子理论》,提出受激辐射理论。他所作的光线经过太阳引力场发生弯曲的预言,在1919年被英国天文学家爱丁顿等人的日全食观测结果所证实,引起国际轰动。[7][5]1917年秋,爱因斯坦患上严重胃溃疡,需要休养,他的堂姐爱尔莎持续照顾他,直至完全康复。1919年,爱因斯坦与米列娃离婚;同年,他与爱尔莎结婚。[33]

    1920年6月,爱因斯坦兼任荷兰莱顿大学特邀客座教授;次年,他开始了巡回欧洲讲学。[15]为了给以色列希伯来大学筹集创建资金,爱因斯坦同魏茨曼(Chaim Azriel Weizmann)[d]一起首次访问美国,在哥伦比亚大学获授巴纳德勋章,并得到美国总统哈定(Warren Gamaliel Harding)[e]接见。[36]

    1922年,爱因斯坦访问法国,努力促使法德关系正常化;此后受到被谋杀的威胁,他暂离柏林,赴日本访问,途经科伦坡、新加坡、中国香港和上海;11月9日,爱因斯坦在从日本到上海的途中,通过电报得知,由于在光电效应方面的研究成果,他获得1921年诺贝尔物理学奖,此项研究推动了量子力学的发展。同年他完成关于统一场论的第一篇论文。[7]次年7月,爱因斯坦前往瑞典斯德哥尔摩领取诺贝尔物理学奖;第一次推测量子效应可能来自过度约束的广义相对论场方程。[15]翌年,爱因斯坦获得最后一个重大发现,他从统计涨落的分析中得出一个波和物质缔合的独立的论证,还发现了玻色—爱因斯坦凝聚态。 [26]

    参与反战

    爱因斯坦是一位和平主义者和国际主义者,从1924年起,他更加积极地投身反战运动,参加一系列反战活动。[37]他加入了柏林的犹太组织,成为缴费会员,并受聘为德苏合作团体“东方文化技术协会”理事。为了宣示反战决心,他在拒绝服兵役的声明上签字,在巴比塞起草的反法西斯宣言上签名;他被选为国际反帝大同盟名誉主席、“德国人权同盟”理事。1929年9月,爱因斯坦同法国数学家阿达马(Jacques Solomon Hadamard)[f]进行关于战争与和平问题的争论,他坚持无条件反对一切战争。1930年,爱因斯坦对国际联盟在改善国际关系方面的无所作为表示不满,提出了辞职,此后,他在“国际妇女和平与自由同盟”的世界裁军声明上签字,声援反战势力。翌年11月,他号召各国对日本进行经济封锁,以制止其对中国的军事侵略。[26]同年他在美国《纽约时报》撰文反对把扩军备战作为解决国际争端的手段,提出要限制民族主义者的国家主权。[37]

    移民美国

    1933年,爱因斯坦因受到纳粹迫害,他和妻子被迫离开德国,辗转到美国普林斯顿高级研究院担任教授,直至1945年退休。[5]自1936年起,爱因斯坦开始同英费尔德(Leopold Infeld)[g]和霍夫曼(Banesh Hoffman)[h]合作研究广义相对论的运动问题,他们完成论文《引力方程和运动问题》,从广义相对论的场方程推导出运动方程,进一步揭示了时空、物质和运动的统一。这是广义相对论的重大发展,也是爱因斯坦在科学创造上的最后一项重大成就;他还参加由英费尔德执笔的通俗册子《物理学的进化》的编写工作。[28]

    1939年至1940年,爱因斯坦先后两次致函美国总统罗斯福(Franklin Delano Roosevelt),建议加速原子弹的研发工作,促成了美国的曼哈顿工程;他还反对美国当时执行的中立政策,希望能和各民主国家一起,共同组成反对法西斯的同盟阵营。[27][40]1940年,爱因斯坦加入美国国籍。[17]1943年5月,爱因斯坦作为科学顾问参与美国海军部工作;为了支持反法西斯战争,他以600万美元拍卖1905年狭义相对论论文手稿。[28]1945年8月,美国在日本先后投掷了两颗原子弹,造成了无辜平民的重大伤亡,爱因斯坦对此表示强烈不满。[41]第二次世界大战后,他为开展反对核战争的和平运动和反对美国国内法西斯主义的抬头,进行了坚持不懈的斗争,1946年5月,爱因斯坦发起组织“原子科学家非常委员会”,担任主席;他利用自己的身份和影响力,给联合国大会写公开信,敦促建立世界政府。1948年,爱因斯坦同天文学家夏普林利合作,全力反对美国准备对苏联进行“预防性战争”,抗议美国进行普遍军事训练;面对美国战后麦卡锡主义的威胁,他还发表电视演讲、文章和信件,表示坚决同美国的法西斯化进行斗争,他指出,美国的扩军备战政策是世界和平的严重障碍,反对美国制造氢弹,号召美国知识分子起来坚决抵抗法西斯迫害,引起了巨大反响;他也被美国参议员麦卡锡公开斥责为“美国的敌人”。[28][6][5][27]1955年4月11日,爱因斯坦和罗素(Bertrand Arthur William Russell)[i]共同签署了“爱因斯坦—罗素宣言”,呼吁禁止使用大规模毁灭人类的核武器,反对战争。[40]

    逝世

    1955年4月13日,爱因斯坦在草拟一篇电视讲话稿时曾发生严重腹痛;4月15日进入普林斯顿医院,被诊断出患有主动脉瘤,当日午夜在睡梦中因主动脉瘤破裂引发的脑溢血逝世于普林斯顿,享年76岁。遵照他的遗愿,不举行任何葬礼,不修筑坟墓,不立纪念碑,骨灰撒在永远对人保密的地方。[5][6]

    科研成就

    爱因斯坦是光的量子论的创始人,波粒二象性的提出人,又是量子统计学的开创者之一,是狭义相对论和广义相对论的创建者。[18]他在物理学领域的重要研究成果,不仅改变了自然科学研究的范例,而且使人类认识自然的科学方法得到充实,同时,他还把广义相对论在宇宙学领域、统一场论方面作了重大发展,取得了划时代的成就。[20][6]

    光量子理论

    1905年,爱因斯坦在总结普朗克的“能量子”学说基础上,将量子概念推广到光辐射的发射和吸收上,建立了光的量子理论,提出“光量子”假说。他认为,光不但是具有波动性的电磁波,而且是具有粒子性的光量子;从点光源发射出来的光束能量,在传播中不是连续分布在越来越大的空间中,而是由个数有限的、局限在空间点的能量子所组成,这些能量子能够运动,但不可分割,而只能整个被吸收或产生出来。 [43][44]爱因斯坦“光子”理论的建立,圆满地解释了光电效应规律,并建立了光电效应方程,具有划时代的意义。这一理论在科学史上第一次将光的粒子性和波动性通过数学表达式联系在一起,将光的粒子性和波动性统一起来,成功地解释了经典物理学始终无法解释的“光电效应”,并因此荣获1921年的诺贝尔物理学奖。[6]

    布朗运动理论

    爱因斯坦以范托夫(J. H. van′tHoff)的渗透理论和斯托克斯 (Stokes)的流体动力学为基础,证明布朗粒子的运动是由于液体分子的不规则和偶然撞击引起的 ,布朗粒子非常小,周围分子不均匀碰撞所产生的不平衡力的作用足以使它发生运动,在宏观性质表现出统计平均所必然具有的涨落现象。同时,爱因斯坦还严格地研究由分子的热运动所引起的不规则运动;通过正确的数学推导,他得到了著名的关于扩散的微分方程,解决了布朗颗粒运动路径的问题。[45]爱因斯坦对分子物理研究的重要意义在于成功解释了布朗运动,使原子论取得了最后胜利。这一理论使人们认识到热是一种能量,它是由分子无规则运动引起的,分子是客观存在的。1908年,法国物理学家佩兰 (Jean Baptiste Perrin)用实验得出了相一致的结果,证实了爱因斯坦的理论预测,从此, 科学上关于原子和分子实在性的争论即告结束。[6][45]

    狭义相对论

    爱因斯坦完整地提出了狭义相对论:相对性原理,物理学定律在所有惯性系中的描述形式是相同的,即所有的惯性系是等价的,不存在特殊的惯性系;[6]光速不变原理,在所有惯性系内,真空中的光速具有相同的定值,与观测者相对干光源的运动无关,强调在所有惯性系中测量时,真空中的光速都是同一个常量C。在此基础上,爱因斯坦严格推出了狭义相对论的核心公式洛伦兹变换,并进一步严格推出“同时”的相对性,动尺收缩、动钟变慢、速度迭加公式、质量公式、质能关系等相对论效应,建立起狭义相对论的完整体系。[6][20]爱因斯坦经过多年研究探索与成果总结,并在洛伦兹、庞加莱等学者研究基础上,以完整的形式提出了等速运动下的相对性理论,提出了四维时空的新概念,引起了物理学理论基础的变革,具有开创科学新时代的意义。[6]爱因斯坦秉承批判精神,在经典物理学的基础,如时间、空间和运动的绝对性方面,他做出了尖锐的批判,对建立狭义相对论起到了决定性的作用。[1]作为相对论的一个推论,他提出的质能相当关系式E=mc2,解释了放射性元素能释放大量能量的原因,在理论上为原子能的应用开辟了道路。[6][19]

    广义相对论

    爱因斯坦提出了作为广义相对论的两个基本假设,即广义相对性原理与等效原理。 这一理论是自然科学和数学结合的典范。此后他提出有必要把相对性理论从等速运动推广到加速运动,与格罗斯曼合作提出了广义相对论引力场方程的完整形式,建立了广义相对论。[6]爱因斯坦在实验检验中发现,相应的项只能在宇宙学尺度上才有可观测效应,便在建立广义相对论引力场方程时,人为引入一个宇宙学常数;[46]他指出,时空与物质之间存在本质联系,相互影响;物质的存在会使四维时空发生弯曲,弯曲的时空又会反过来影响物质的运动。[20]他通过水星近日点运动、光线在引力场中的偏移、强引力场中的“慢钟”效应等,证明了广义相对论的理论预言。1916年他从玻尔的跃迁概念导出黑体辐射谱,继续发展量子论,并把统计物理概念和量子论结合起来,提出自发发射及受激发射等概念;[4]1924年,爱因斯坦与印度物理学家玻色(Bose)开辟了量子统计学的领域,提出单原子气体的量子统计理论,即玻色——爱因斯坦统计。[6][18]爱因斯坦的朋友马克斯•玻恩(MaxBom) 曾评价广义相对论 “把哲学的深奥、物理学的直观和数学的技艺令人惊叹地结合在一起。”[47]

    宇宙学研究

    爱因斯坦用广义相对论的结果来研究整个宇宙的时空结构,以科学论据推论宇宙在空间上是有限无界的,这是宇宙观的一次革命。[6][18]他在宇宙学的研究中,引进用动力学建立宇宙模型的方法,引进了宇宙学原理,弯曲空间等新概念,主张“宇宙的体积是无限的和有限的”问题,只有依靠科学而不是依靠信仰才能解决。在宇宙探索中,爱因斯坦指出,无限宇宙与牛顿理论二者之间存在着难以克服的内在矛盾。他放弃了传统的宇宙空间三维欧几里得几何的无限性,提出宇宙空间均匀且各向同性的假定,根据广义相对论建立了静态有限无边的自洽的动力学宇宙模型,开创了现代相对论宇宙学。[4][48]在这个模型中,宇宙就其空间广延来说是一个闭合的连续区,这个连续区的体积是有限的,但它是一个弯曲的封闭体,因而没有边界。[4]

    统一场论

    1922年,爱因斯坦完成第一篇关于统一场论的论文;1925年至1955年,爱因斯坦把主要科学创造精力都用于统一场论的探索,他力图把广义相对论再加以推广,不仅包括引力场,还包括电磁场,试图用场的概念来解释物质结构和量子现象,把相对论与量子论统一起来,为量子物理学提供合理的理论基础。[6]1937年,他从广义相对论的引力场方程推导出运动方程,进一步揭示了空间、时间,物质、运动之间的统一性,这是广义相对论的重大发展,也是他在科学创造活动中所取得的最后一个重大成果。[2][19]

    主要论文

    1900年

    1900年12月,爱因斯坦完成了科学生涯的第一篇论文《由毛细管现象所得的推论》,他用热力学和分子运动论相结合的方法,通过实验所测到的毛细管现象,研究分子力学与中性液体化学成分的关系。用分子力概念推导出液体内能的表达式,企图以此揭示分子力与牛顿引力之间的内在关系,从而为化学建立力学基础。[5]

    1905年

    1905年,爱因斯坦完成5篇论文,其中3篇在德国《物理年鉴》(Annalen der physik)上发表,全面打开了物理学革命的新局面,从根本上改变了物理学的面貌,在科学史上是一个奇迹。分别是:《关于光的产生和转化的一个启发性观点》,爱因斯坦成功地利用基于经典物理学的玻尔兹曼统计来引入光量子,讨论了光量子以及光电效应,为后来的量子力学的建立奠定了基础,这是一篇唯一被爱因斯坦本人称为革命性贡献的论文;[30][5][49]《分子大小的新测定法》,推导出计算扩散速度的数学公式,最终获得了苏黎世大学哲学博士学位;[5]《关于热的分子运动论所要求的静止液体中悬浮小粒子的运动》,提供了原子确实存在的证明,首次从理论和定量的角度对布朗运动进行研究,解决了长期以来科学界和哲学界争论不休的原子是否存在的问题 ;[5][45]长篇论文论动体的电动力学》,这是一篇改变人类时空观念的革命性文献,[18]奠定了狭义相对论的基础深刻地分析了空间和时间概念,提出时空关系新理论,使力学和电动力学相互协调,对时间、空间等基本概念作了必不可少的方法论分析,把动量守恒定律和能量守恒定律联系起来,揭示了质量和能量的统一,是狭义相对论的奠基之作,宣告了狭义相对论的诞生,开创了物理学新纪元,是人类科学史上最伟大的成就之一;[1][5][30]《物体的惯性同它所含的能量有关吗?》,在狭义相对论基础上导出了质能关系式:E=mc2,得出“物体的质量是它所含能量的量度”的结论,这就是运动中物体的“质增效应”,从而叩开了原子时代的大门,并且成为核能与粒子物理的重要理论基础,标志核能应用时代的开始。[5][18]

    1907年

    1907年,爱因斯坦在《关于相对性原理和由此得出的结论》论文中提出均匀引力场同均匀加速度的等效原理。他认为,以局域效应看,引力和加速度是等效的,二者是同一种现象的不同表现形式,即可以同时对加速度和引力作出某种解释的“宇宙场”,他以惯性质量和引力质量成正比的自然规律作为等效原理的根据,提出在无限小的体积中,均匀的引力场完全可以代替加速运动的参考系。[50][21][51]

    1913—1916年

    爱因斯坦与格罗斯曼(Grossmann)合作发表的论文《广义相对论和引力理论纲要》,提出了引力的度规场理论,明确论述引力场由度规张量表示,引力对其他物理过程的影响由广义协变方程表示,这篇被后世称为“纲要理论”的论文,首次把引力和度规结合起来,是广义相对论发展史上具有重要影响的论文之一,其中物理部分由爱因斯坦执笔,他首次将新思想与相适应的数学方法作了结合尝试。[47][2]1916年,爱因斯坦完成总结性论文《广义相对论的基础》,并正式发表;他提出宇宙空间有限无界的假说;完成了《关于辐射的量子理论》,总结量子论的发展,提出受激辐射理论。[7]

    1917年

    爱因斯坦在确立了广义相对论之后,紧接着就转向了对宇宙的考察,1917年,他发表了第一篇宇宙学论文《根据广义相对论对宇宙学所作的考察》,宣告了相对论宇宙学的诞生。[2]爱因斯坦指出,无限宇宙与牛顿理论二者之间存在着难以克服的内在矛盾,要么修改牛顿理论,要么修改空间观念,要么二者都加以修改。爱因斯坦根据广义相对论建立了静态有限无边的自洽的动力学宇宙模型。[52]

    1950年

    1950年4月,爱因斯坦发表论文《关于广义引力论》,结束了1922年发表第一篇统一场论的论文以来,长达28年的统一场研究。他认为宇宙中存在两个独立的场:电磁场和引力场,尽管当时无法验证,但是对后来的宇宙学与空间科学发展起到推动和促进作用。[40]

    其它主要论文

    时 间

    论文名称

    作 者

    1902年

    关于热平衡和热力学第二定律的运动论

    爱因斯坦

    1904年

    关于热的一般分子理论

    爱因斯坦

    1925年

    非欧几里德几何和物理学

    爱因斯坦

    1927年

    牛顿力学及其对理论物理学发展的影响

    爱因斯坦

    1928年

    物理学的基本概念至其最近的变化

    爱因斯坦

    1929年

    统一场论

    爱因斯坦

    1930年

    我的世界观

    爱因斯坦

    1930年

    宗教和科学

    爱因斯坦

    1931年

    麦克斯韦对物理实在观念发展的影响

    爱因斯坦

    1936年

    物理学和实在

    爱因斯坦

    1937年

    引力方程和运动问题

    爱因斯坦,英费尔德,霍夫曼

    1938年

    卡鲁扎电学理论的推广

    爱因斯坦,伯格曼

    1940年

    关于理论物理学基础的考查

    爱因斯坦

    1948年

    量子力学和实在

    爱因斯坦

    1952年

    相对论和空间问题

    爱因斯坦

    1952年

    关于一些基本概论的绪论

    爱因斯坦

    1954年

    非对称的相对论性理论

    爱因斯坦

    以上资料来源于:[53]

    荣誉与奖项

    主要荣誉(奖项)

    时间

    荣誉(奖项)名称

    授予单位

    1913年

    普鲁士科学院院士

    德国普鲁士科学院[54]

    1921年

    1921年诺贝尔物理学奖

    诺贝尔奖委员会[55][7]

    1926年

    “皇家天文学家”金质奖章

    英国皇家天文学会[54]

    1926年

    苏联科学院院士

    苏联科学院[54]

    1929年

    荣誉博士学位

    法国巴黎索邦大学[56]

    1929年6月

    普朗克奖章

    德国物理学会[56]

    1931年

    荣誉博士学位

    牛津大学[56]

    1935年

    富兰克林奖章

    美国富兰克林学会[54][57]

    1946年5月

    林肯大学荣誉博士学位

    美国宾夕法尼亚州林肯大学[56]

    社会任职

    主要社会任职

    时 间

    职 务

    1922年至1923年

    国际联盟知识界合作委员会委员

    1923年

    新俄朋友协会执行委员会委员

    1924年至1930年

    国际联盟知识界合作委员会委员

    1925年

    德苏合作团体“东方文化技术协会”理事

    1928年

    德国人权同盟理事

    1943年

    美国海军部科学顾问

    以上资料来源:[58]

    爱因斯坦与中国

    1922年11月13日,爱因斯坦在访问日本途中经过上海,1923年初从日本返回时再次经过,均作短暂停留。两次在上海的见闻,使爱因斯坦对中国劳动人民的苦难深表同情。在此之前,北京大学校长蔡元培力邀爱因斯坦访华,却因故未能成行。尽管如此,爱因斯坦的相对论自此在中国更为广泛传播,并于1923年达到高潮。[59][60]

    1936年11月,中国发生“七君子”事件[j],社会各界人士掀起了营救运动。爱因斯坦于1937年3月发出声援电,电文写道:“我们在美国对于上海七君子之被捕谨表示深切关怀。”日本大举侵略中国之时,爱因斯坦等人于1938年1月5日在英国发表联合宣言,呼吁世界各国抵制日货。1938年6月6日,爱因斯坦在美国发起成立援助中国委员会,为在美国2000个城镇发动援华捐款做出了努力。[62]

    人物评价

    他对于科学的贡献,更加深刻地进入了人类思想基本概念的结构中。[63]

    —— 法国物理学家朗之万[64]

    在20世纪初期,人类对物质世界的认识发生了三次革命[k],爱因斯坦个人独立地完成了其中的两次,对第三次革命的形成与发展中,也做出了贡献与帮助。[65]

    —— 理论物理学家、诺贝尔物理学奖获得者杨振宁[66]

    我们的地球在太阳系是一个不大的行星,我们的太阳在整个银河星云系四千亿颗恒星中,也好像不是怎么出奇的星,我们整个银河星云系在整个宇宙中,也是非常渺小的。可是,因为爱因斯坦在我们小小的地球上生活过,我们这颗蓝色的地球就比宇宙其他的的部分有特色、有智慧、有人的道德。[62]

    —— 美籍华裔理论物理学家、诺贝尔物理学奖获得者李政道[67]

    爱因斯坦是人类历史上最伟大的科学家中的一个,其地位只有哥白尼、牛顿、达尔文等少数人可与之相比。他的一生在科学上创造了史无前例的奇迹,他的科学思想远远超过他的时代,深邃地影响了人类对世界的认知。 他的科学贡献,不但在20世纪里起了巨大的影响,而且还将在这个世纪里继续起重大的影响。[18]

    —— 中国理论物理学家和同步辐射应用专家冼鼎昌[68]

    人物轶事

    “爱因斯坦奇迹年”

    1905年,爱因斯坦把在当年完成的5篇论文先后寄给世界物理学界杂志《物理年鉴》,先寄去的3篇论文,竟同时在1905年9月该杂志的第17卷上发表,而其余2篇论文,也随后分别在第18卷、第19卷上发表。象《物理年鉴》这样的权威科学杂志,能打破惯例,在一期中同时发表同一作者的三篇论文,在办刊历史上前所未有,使1905年成为世界科学界一致赞誉的“爱因斯坦奇迹年”。[5][69]

    人物纪念

    瑞士伯尔尼故居

    故居位于伯尔尼老城区克拉姆大街49号,临近街旁边的一个拱廊里,一个居住面积只有20多平方米的小套房,爱因斯坦即在此居住了七年。1903年,爱因斯坦结婚后,和妻子搬进居住;次年,长子汉斯·阿尔伯特·爱因斯坦出生。在这个狭小的公寓里,还诞生了著名的狭义相对论。后来爱因斯坦一家搬离后,公寓一直对外出租。1979年,伯尔尼民间组织“爱因斯坦协会”把49号房屋上下三层全部租下,作为爱因斯坦故居对外开放。[70]

    爱因斯坦博物馆

    爱因斯坦博物馆位于伯尔尼历史博物馆2层,是世界上第一座城市所建的爱因斯坦博物馆,于2007年2月1日正式开馆。该博物馆最初是2005年举办的《相对论100年》即“爱因斯坦年”临时展览,后来固化成常设展馆,里面陈列了两百多件爱因斯坦生活和工作的信件、物品、照片和电影,回顾了爱因斯坦的一生,在世界历史的背景下再现了爱因斯坦所处的时代,并通过动画电影以及实验展示了他生活和工作领域令人震撼的成就。[70][71]

    “爱因斯坦”展览

    2010年5月30日,“阿尔伯特·爱因斯坦”展览在中国科技馆开幕。该展览于2005年在瑞士伯尔尼首次展出,是伯尔尼历史博物馆为庆祝爱因斯坦的“相对论”诞生100周年而举办的。此后中国与瑞士开展合作交流,展览由瑞士联邦外交部、瑞士国家形象委员会资助,分别在北京、广州、香港、上海巡展。[72]

    纪念邮票

    1979年3月14日,中国邮电部发行J36《纪念爱因斯坦诞辰一百周年》邮票1枚。该邮票由李印清设计,以白色为衬底,以爱因斯坦的头像为主体,在头像右下方标出狭义相对论公式E=MC2,画面主题突出,构图简洁。新中国成立以来为外籍科学家发行专套邮票,这是仅有的一次。 [73]   

    人物关系

    婚姻与家庭

    妻子:爱因斯坦有过两次婚姻。第一任妻子米列娃(Mileva Maric),1875年12月出生在塞尔维亚一个富裕家庭,幼时因股关节脱臼造成轻微的腿跛,是爱因斯坦在苏黎世联邦工业大学读书时的同学。1901年,爱因斯坦不顾家庭反对,与米列娃生活在一起;1902年,女儿莉泽尔出生(后夭折[l])。1903年1月6日,爱因斯坦与米列娃正式结婚,育有两个儿子,长子汉斯·爱因斯坦于1904年在瑞士伯尔尼出生,次子爱德华·爱因斯坦于1910年7月在瑞士苏黎世出生。1919年2月,爱因斯坦与米列娃在长期分居的情况下离婚,1948年米列娃病逝于苏黎世。[10][75]

    1919年6月,爱因斯坦与堂姐爱尔莎(Elsa)结婚。爱尔莎坦童年时与爱因斯坦即相识,曾经离异,婚后她的两个女儿伊儿莎(Ilsa)、玛戈特(Margot)成为爱因斯坦的继女,1936年12月爱尔莎病故。[11][10][12]

    儿子:长子汉斯·阿尔伯特·爱因斯坦(Hans Albert Einetein)于1904年5月14日出生于在瑞士伯尔尼,获得瑞士联邦工业大学哲学博士学位;1938年加入美国籍,任加州大学泥沙动力学教授,1973年因心脏病去世。[9]次子爱德华·爱因斯坦,于1910年7月在瑞士苏黎世出生,患上了精神疾病,1965年在柏格尔茨利精神病医院去世。[10][9]

    其他人物关系

    爱因斯坦的其他人物关系

    关 系

    姓 名

    备 注

    祖父

    亚伯拉罕·爱因斯坦(Abraham Einetein)

    (1808—1868),犹太人,长期居住在德国[8]

    祖母

    海伦娜·爱因斯坦(Helene Einetein)

    (1814—1887),犹太人,长期居住在德国[8]

    父亲

    赫尔曼·爱因斯坦(Hermann Einetein)

    (1847—1902),经营一家工厂[8]

    母亲

    葆琳娜·爱因斯坦(Paoline Einetein)

    (1858—1920),出生在富裕的商人家庭,爱好音乐,擅长钢琴,爱因斯坦后来对小提琴的迷恋与她的教育培养有关[8]

    叔叔

    雅可布·爱因斯坦(Jakob Einetein)

    1850年出生,工程师,曾和赫尔曼·爱因斯坦经营一家工厂,是爱因斯坦的数学、科学启蒙老师[8]

    妹妹

    玛雅·爱因斯坦(Maja Einetein)

    (1881—1951),与爱因斯坦亲情融洽,互相爱护[8]

    初恋女友

    玛丽·温特勒(Marie Winteler)

    1896年与爱因斯坦恋爱,恋情持续半年时间,1911年与钟表厂经理米勒(A Muller)结婚,1927年离婚后居住在苏黎世[8]

    朋友

    马克斯·塔穆德(Max Talmud)

    (1869—1941),波兰籍的医科大学生,犹太人,在爱因斯坦10至15岁时,塔穆德向爱因斯坦推荐并传授科学、哲学相关读物及知识[22][18]

    同学、朋友

    马瑟尔·格罗斯曼(Macel Grossmann)

    (1878—1936),爱因斯坦在苏黎世联邦工业大学的同学,帮助爱因斯坦在瑞士伯尔尼专利局找到了工作,与爱因斯坦在广义相对论等方面合作研究[8]

    老师

    韦伯

    苏黎世联邦工业大学教授,爱因斯坦的大学老师,因授课知识陈旧,爱因斯坦选择性地听课,造成师生关系紧张[8]

    学术研究者

    玻恩 ( Born Max )

    (1882—1970),德国理论物理学家,量子理论奠基人之一,与爱因斯坦关于量子物理有一系列学术争论[76][77]

    注释

    [a]麦克斯韦(Maxwell James Clerk ,1831-1879):英国物理学家,经典电磁理论和气体分子运动论的奠基者[23]

    [b]基尔霍夫(Gustav Robert Kirchhoff,1824~1887),德国物理学家,创立了光谱化学分析法,发现了铯、铷元素,提出了热辐射定律,发现了光谱转换定则[24]

    [c]赫兹(Heinrich Rudolf Hertz,1857-1894),德国物理学家,于1888年首先证实了电磁波的存在[25]

    [d]魏茨曼(Chaim Azriel Weizmann 1874-1952),以色列第一任总统,1920年至1931年担任世界犹太复国主义主席[34]

    [e]哈定(Warren Gamaliel Harding,1865—1923),美国政治家,美国第29任总统[35]

    [f]阿达马(Jacques Solomon Hadamard,1865—1963),法国数学家。在数论中首次证明了素数定理[38]

    [g]利奥波德·因费尔德(Leopold Infeld,1898—1968):波兰理论物理学家、数学家和科普作家,波兰相对论研究的奠基者[39]

    [h]巴内什·霍夫曼 (Banesh Hoffman,1906—1986):合作提出了爱因斯坦—因费尔德—霍夫曼理论(称为EIH理论),1964年被提名为诺贝尔物理学奖候选人[39]

    [i]伯特兰·阿瑟·威廉·罗素(Bertrand Arthur William Russell,1872—1970):英国哲学家、数理逻辑学家、分析哲学的主要创始人,世界和平运动的倡导者和组织者[42]

    [j]1936年11月23日晨,国民党政府为了执行对日本侵略“不抵抗”政策,非法逮捕了沈钧儒、章乃器、邹韬奋、史良、李公朴、王造时、沙千里等七位“全国各界救国联合会”领导人,这个事件称为“七君子”事件。[61]

    [k]杨振宁所说的“三次革命”是指:狭义相对论的提出,广义相对论的提出,1925年前后海森伯、薛定谔和狄拉克等人提出的量子力学理论[65]

    [l]莉泽尔此后杳无音信,据传于1903年死于猩红热,另外的说法是过继给他人,历史学家皆未考证出结果[74][12]

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    人物关系

    赫尔曼·爱因斯坦

    父亲

    爱德华·爱因斯坦

    儿子

    汉斯·爱因斯坦

    儿子

    米列娃·玛丽克

    前妻

    艾弗琳·爱因斯坦

    孙女

    查理·卓别林

    好友

    条目合集

    历届诺贝尔物理学奖获得者

    皮埃尔·阿戈斯蒂尼2023年

    法裔美国实验物理学家,2023年诺贝尔物理学奖获得者

    费伦茨·克劳斯2023年

    匈牙利裔奥地利物理学家、2023年诺贝尔物理学奖获得者

    安妮·吕利耶2023年

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    该页面最新编辑时间为 2023年10月28日

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