淺談愛因斯坦

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1、從相對論到量子力學-一淺談愛因斯坦的研究摘要：二卜世紀，相對論和量子力學是物理學界最偉大的成就。科學家的視野從牛頓的經(jīng)典中離開，開始轉(zhuǎn)向更為廣袤的天地高速運動和微觀粒子的世界。愛因斯坦是相對論的創(chuàng)立者，是量了力學的催生者Z-0毫無疑問，他是偉大的。但偉人并不意味著完美。愛因斯坦始終排斥著玻爾的量子系統(tǒng)的概率論。他說，“上帝不擲骰子。”但實驗是鐵證。玻爾說：“我們不能告訴上消，該做什么?！被艚鹪u論道，“上帝不僅擲骰子，而且他總是把骰子扔到我們看不到的地方！”從相對論到統(tǒng)一場理論，愛因斯坦試圖用數(shù)學統(tǒng)一整個物理。但是，上帝擲了散子，他還是失敗了。關(guān)鍵詞：相對論，量子力學，愛因斯坦，

2、場理論。引言：作為二十世紀最偉大的物理學家，愛因斯坦以其天才的頭腦，提對論。但，作為二十世紀的另一座里程碑——量子力學，愛因斯坦卻沒右留下過多的貢獻。而傾盡畢生Z力的場理論，成為了愛因斯坦的遺憾。是什么原因造成了這樣的狀況呢？為什么已經(jīng)登上巔峰的愛I大I斯坦終究沒能攻下另一座堡壘？正文：一、愛因斯坦是如何創(chuàng)立相對論的1、伯爾尼的糠煌記錄1905年，在不到8個星期內(nèi)，四篇劃時代的論文被寄到《物理學雜志》。這四篇論文分別是《論動體的電動力學》、《關(guān)于光的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化的一個啟發(fā)性的觀點》、《熱的分子運動論所要求的靜液體中懸浮粒子的運動》和《物體的慣性同她所含的能量有關(guān)嗎？》。相對應(yīng)的內(nèi)

3、容是著名的狹義相對論、量子學論文、布朗運動的理論解釋和質(zhì)能轉(zhuǎn)換定律。就是在遠離科學屮心的伯爾尼，身為無名小卒的愛因斯坦發(fā)表了徹底改變現(xiàn)代物理學和宇宙學的四篇論文，他的1905年的奇跡年(annusmirabilis)總是被慶祝，他如泉水般噴涌的天才引發(fā)了令人驚愕的敬意。2、天才的思考空間和時間的概念在狹義和對論中扮演著重要的角色，也是最大的突破。因為在牛頓的絕對時空觀里，空間和時間是具有絕對的意義的，并且相互獨立。1905年以前的很長一段時間內(nèi)，愛因斯坦一直思考著一個很困難的問題：麥克斯韋的方程組是正確的，光速是不變的。但光速的不變性又與經(jīng)典力學的速度相加規(guī)則相矛盾。在和朋友的

4、一次談話之后，這個問題解開了：吋間和信號速度Z間有著不可分割的聯(lián)系。從某個角度來講，狹義相對論兒乎是直接從麥克斯韋的電磁場理論地出來的。麥克斯韋的電磁理論具有一種不對稱性。而他認為這種不對稱性是值得懷疑的，因為它破壞了物理學中的統(tǒng)一和內(nèi)在的和諧。而不對稱性起源于其理論中少不了的“絕對靜止”的以太。方程組推出光速是恒定的，但這是對哪個參考系成立的呢？包扌舌洛倫茲在內(nèi)的一些物理學家明確承認絕對靜止的“以太”的存在?？墒撬械囊蕴茖嶒灦际×?，經(jīng)典物理學走入了死胡同。但愛因斯坦認為，絕對靜止的以太是一個錯謀的概念，這明顯破壞了對稱性和統(tǒng)一性。愛因斯坦以其驚人的想象力，拋棄了經(jīng)典力

5、學的速度合成法，肯定了同吋性在不同慣性參考系中是相對的，提出了空間和吋間的相對性和統(tǒng)一性。不變的不是時間和空間，而是光速。絕對靜I上是人類的假想，并不足以成為一個客觀規(guī)律。自然界的存在和發(fā)展并不以人的意志為轉(zhuǎn)移。他認為，好的物理規(guī)律是恒定不變的，如果事實無法與方程結(jié)合，那么努力讓它們統(tǒng)一。用一組方程，用最簡潔的表達，闡述真理。不得不說，愛因斯坦是當Z無愧的天才。身體活在低速運動的世界，思想已經(jīng)俯瞰整個宇宙。3、相對論的意義相對論是物理學界的一場革命。首先，相對論動力學揭示了物質(zhì)與運動的內(nèi)在聯(lián)系，指岀了高速運動的物體的質(zhì)量明顯與運動狀態(tài)有關(guān)。其次，就是那個著名的公式：E=mc^2

6、o最后，和對論還得出了動量守恒和能量守恒定律的統(tǒng)一，從而揭示了兩種運動量度的統(tǒng)O另外，廣義相對論證明了睡醒近口點的進動現(xiàn)象和光線彎曲現(xiàn)象，并且成為后來許多天文概念的理論基礎(chǔ)。斯塔赫爾說：“他（愛因斯坦）在20世紀頭十年的立場的獨特Z處是。他毫不動搖地堅信經(jīng)典力學概念和麥克斯韋電動力學的概念一一以及兩者的任何純粹的修正和補充一一都不足以說明日益增多的、與物質(zhì)和輻射相關(guān)的新發(fā)現(xiàn)。他不斷提醒同行，必須從根本上引進新概念，用以解釋物質(zhì)和輻射兩者的結(jié)構(gòu)?！倍?、愛因斯坦與光量了1、另一場革命1903年，他寫出了《熱力學基礎(chǔ)理論》，獨立地提出了類似于吉布斯在1901年提出的統(tǒng)計理論，這為他此

7、后建立光量子論和固體比熱理論奠定了基礎(chǔ)。從這點可以看出，愛因斯坦并不是一個純粹的數(shù)學完美主義者。數(shù)學有吋無法解決物理現(xiàn)象。他是承認統(tǒng)計學在物理學研究中的價值。1900年12JJ14H,普朗克在徳國物理學會上發(fā)表了《正常光譜屮的能量分布的理論》，正式宣告了“量子理論”的誕生。但此后十年，這一?大膽的設(shè)想仍然難以為人們所接受。1905年，愛因斯坦提出了“光量子”假說。他指出，麥克斯韋的波動理論僅僅對時間的平均值有效，而對瞬時的漲落則必須引入量了的概念。光，不僅僅在發(fā)射和吸收時才不連續(xù)地進行，而且