阿爾伯特·愛因斯坦（Albert Einstein），世界十大杰出物理學(xué)家之一，你知道愛因斯坦發(fā)明了多少種東西嗎?一起來看看小編給大家精心準(zhǔn)備的資料，歡迎閱讀!

　　愛因斯坦發(fā)明了多少種東西

　　阿爾伯特·愛因斯坦 (Albert Einstein，1879年3月14日-1955年4月18日)，舉世聞名的德裔美國科學(xué)家，現(xiàn)代物理學(xué)的開創(chuàng)者和奠基人。

　　愛因斯坦1900年畢業(yè)于蘇黎世工業(yè)大學(xué)，并入瑞士籍。1905年獲蘇黎世大學(xué)哲學(xué)博士學(xué)位。曾在伯爾尼專利局任職。蘇黎世工業(yè)大學(xué)、布拉格德意志大學(xué)教授。1913年返德國，任柏林威廉皇帝物理研究所長和柏林大學(xué)教授，并當(dāng)選為普魯士科學(xué)院院士。1933年因受納粹政權(quán)迫害，遷居美國，任普林斯頓高級研究所教授，從事理論物理研究，1940年入美國國籍。

　　十九世紀(jì)末期是物理學(xué)的變革時期，愛因斯坦從實驗事實出發(fā)，重新考查了物理學(xué)的基本概念，在理論上作出了根本性的突破。他的一些成就大大推動了天文學(xué)的發(fā)展。他的量子理論對天體物理學(xué)、特別是理論天體物理學(xué)都有很大的影響。理論天體物理學(xué)的第一個成熟的方面——恒星大氣理論，就是在量子理論和輻射理論的基礎(chǔ)上建立起來的。愛因斯坦的狹義相對論成功地揭示了能量與質(zhì)量之韋爾奇為人情惡間的關(guān)系，解決了長期存在的恒星能源來源的難題。近年來發(fā)現(xiàn)越來越多的高能物理現(xiàn)象，狹義相對論已成為解釋這種現(xiàn)象的一種最基本的理論工具。其廣義相對論也解決了一個天文學(xué)上多年的不解之謎，并推斷出后來被驗證了的光線彎曲現(xiàn)象，還成為后來許多天文概念的理論基礎(chǔ)。

　　愛因斯坦對天文學(xué)最大的貢獻莫過于他的宇宙學(xué)理論。他創(chuàng)立了相對論宇宙學(xué)，建立了靜態(tài)有限無邊的自洽的動力學(xué)宇宙模型，并引進了宇宙學(xué)原理、彎曲空間等新概念，大大推動了現(xiàn)代天文學(xué)的發(fā)展。

　　成長履歷

　　1879年3月14日上午11時30分，愛因斯坦出生在德國烏爾姆市班霍夫街135號。父母都是猶太人。父名赫爾曼·愛因斯坦，母親波林·科克。 愛因斯坦

　　1884年，愛因斯坦對袖珍羅盤著迷。

　　1885年，愛因斯坦開始學(xué)小提琴。

　　1886年，愛因斯坦在慕尼黑公立學(xué)校(CouncilSchool)讀書;在家里學(xué)習(xí)猶太教的按時打發(fā) 教規(guī)。

　　1888年，愛因斯坦入路易波爾德高級中學(xué)學(xué)習(xí)。在學(xué)校繼續(xù)受宗教教育，接受受戒儀式。弗里德曼是指導(dǎo)老師。

　　1889年，在醫(yī)科大學(xué)生塔爾梅引導(dǎo)下，讀通俗科學(xué)按時打發(fā)撒鎖定 讀物和哲學(xué)著作。

　　1891年，自學(xué)歐幾里德幾何學(xué)(Euclidean geometry)，感到狂熱的喜愛，同時開始自學(xué)高等數(shù)學(xué)。

　　1892年，開始讀康德(ImmanuelKant)的著作。 1895年，自學(xué)完微積分(calculous)。

　　1896年，獲阿勞中學(xué)畢業(yè)證書。10月，進蘇黎世聯(lián)邦工業(yè)大學(xué)師范系學(xué)習(xí)物理。

　　1899年10月19日，愛因斯坦正式申請瑞士公民權(quán)。

　　1900年8月愛因斯坦畢業(yè)于蘇黎世聯(lián)邦工業(yè)大學(xué);12月完成論文《由毛細管現(xiàn)象得到的推論》，次年發(fā)表在萊比錫《物理學(xué)雜志》上并入瑞士籍。

　　1901年，3月21日取得瑞士國籍。在這一年5-7月完成電勢差的熱力學(xué)理論的論文。

　　1904年，9月由專利局的試用人員轉(zhuǎn)為正式三級技術(shù)員。

　　1905年3月發(fā)展量子論，提出光量子假說，解決了光電效應(yīng)問題。4月向蘇黎世大學(xué)提出論文《分子大小的新測定法》，取得博士學(xué)位。5月完成論文《論動體的電動力學(xué)》，獨立而完整地提出狹義相對性原理，開創(chuàng)物理學(xué)的新紀(jì)元。

　　1906年4月晉升為專利局二級技術(shù)員。11月完成固體比熱的論文，這是關(guān)于固體的量子論的第一篇論文。 1908年10月兼任伯爾尼大學(xué)編外講師。

　　1909年10月離開伯爾尼專利局，任蘇黎世大學(xué)理論物理學(xué)副教授。愛因斯坦

　　1910年10月完成關(guān)于臨界乳光的論文。

　　1912年提出“光化當(dāng)量”定律。

　　1913年返德國，任柏林威廉皇帝物理研究所長和柏林大學(xué)教授，并當(dāng)選為普魯士科學(xué)院院士。

　　1914年4月 愛因斯坦接受德國科學(xué)界的邀請，遷居到柏林，

　　8月 即爆發(fā)了第一次世界大戰(zhàn)。他雖身居戰(zhàn)爭的發(fā)源地，生活在戰(zhàn)爭鼓吹者的包圍之中，卻堅決地表明了自己的反戰(zhàn)態(tài)度。

　　9月 愛因斯坦參與發(fā)起反戰(zhàn)團體“新祖國同盟”，在這個組織被宣布為非法、成員大批遭受逮捕和迫害而轉(zhuǎn)入地下的情況下，愛因斯坦仍堅決參加這個組織的秘密活動。

　　10月 德國的科學(xué)界和文化界在軍國主義分子的操縱和煽動下，發(fā)表了“文明世界的宣言”，為德國發(fā)動的侵略戰(zhàn)爭辯護，鼓吹德國高于一切，全世界都應(yīng)該接受“真正德國精神”。在“宣言”發(fā)燒碟閥鎖定上簽名的有九十三人，都是當(dāng)時德國有聲望的科學(xué)家、藝術(shù)家和牧師等。就連能斯脫、倫琴、奧斯特瓦爾德、普朗克等都在上面簽了字。當(dāng)征求愛因斯坦簽名時，他斷然拒絕了，而同時他卻毅然在反戰(zhàn)的《告歐洲人書》上簽上自己的名字。這一舉動震驚了全世界。

　　1915年 11月提出廣義相對論引力方程的完整形式，并且成功地解釋了水星近日點運動。 愛因斯坦

　　1916年 3月完成總結(jié)性論文《廣義相對論的基礎(chǔ)》。5月提出宇宙空間有限無界的假說。8月完成《關(guān)于輻射的量子理論》，總結(jié)量子論的發(fā)展，提出受激輻射理論。

　　1917年，列寧領(lǐng)導(dǎo)的蘇聯(lián)社會主義革命勝利后，愛因斯坦熱情地支持這個偉大的革命，贊揚這是一次對全世界將有決定性意義的、偉大的社會實驗，表示：“我尊敬列寧，因為他是一位有完全自我犧牲精神，全心全意為實現(xiàn)社會正義而獻身的人。我并不認為他的方法是切合實際的，但有一點可以肯定：象他這種類型的人，是人類良心的維護者和再造者。”

　　1918年11月，德國工人和士兵在俄國十月革命勝利的影響和鼓舞下，發(fā)動起義，推翻了德皇威廉二世下臺第三天，愛因斯坦即給他的母親連續(xù)寫了兩張明信片，歡呼“偉大的事變發(fā)生了……親身經(jīng)歷了這個事變是多么榮幸!” 在二十年代到三十年代初期，愛因斯坦基本上是一個絕對的和平主義者。但是，侵略和掠奪戰(zhàn)爭不斷發(fā)生的現(xiàn)實，打破了他那美好的夢想。特別是1933年希特勒上臺后，德國日益法西斯化，使愛因斯坦意識到新的野蠻戰(zhàn)爭不可避免，促使他改變了自己的觀點。他明確表示：“當(dāng)法律和人類尊嚴(yán)必需保衛(wèi)時，我們一定要戰(zhàn)斗。自從法西斯的危險到來后，現(xiàn)在我不再相信絕對的被動的和平主義是有效的了。只要法西斯主義統(tǒng)治歐洲，那就不會有和平。” 由于愛因斯坦的進步活動，又因為他是猶太人，因而被德國納粹分子列為重要的迫害對象，幸而他1932年底離開德國到美國講學(xué)，才未遭毒手。他在柏林的住屋被查抄和搗毀，他的財產(chǎn)被沒收，他的著作被焚毀，納粹還懸賞二萬馬克要殺害他。面對納粹分子暗殺的危險，愛因斯坦沒有絲毫的畏懼，而是更堅定地戰(zhàn)斗。當(dāng)他的摯友勞厄?qū)懶艅袼麑φ螁栴}采取明哲保身的態(tài)度時，他不顧個人安危，大聲疾呼，指出法西斯就意味著戰(zhàn)爭，和平必須用武裝來保衛(wèi)，呼吁美國人民起來同法西斯作斗爭。 當(dāng)愛因斯坦后來從無線電廣播知道美國對廣島、長崎投下原子彈，殺傷許多平民時他感到非常痛心。是打發(fā)他后來寫了一封告美國公民書，說：“我們將此種巨大力量解放的科學(xué)家們，對于一切事物都要優(yōu)先負起責(zé)任，必須限制原子能絕對不能使用來殺害全人類，而是用來增進人類的幸福方面。”

　　1919年 愛因斯坦的理論被視為“人類思想史中最偉大的成就之一”。12月，接受德國唯一的名譽學(xué)位：羅斯托克大學(xué)的醫(yī)學(xué)博士學(xué)位。

　　1921年 4月2日—5月30日，為了給耶路撒冷的希伯萊大學(xué)的創(chuàng)建籌集資金，同魏茨曼一起首次訪問美國。

　　1922年 1月完成關(guān)于統(tǒng)一場論的第一篇論文。7月受到被謀殺的威脅，暫離柏林。10月8日，愛因斯坦和艾爾莎在馬賽乘輪船赴日本。沿途訪問科倫坡、新加坡、香港和上海。11月9日，在去日本途中，愛因斯坦被授予1921年“諾貝爾物理學(xué)獎”。11月17日-12月29日，訪問日本。

　　1923年 7月，到哥德堡接受1921年度諾貝爾獎金。12月，第一次推測量子效應(yīng)可能來自過度約束的廣義相對論場方程。

　　1924年 發(fā)現(xiàn)了“波色-愛因斯坦凝聚”。

　　1925年以后，愛因斯坦全力以赴去探索統(tǒng) 按時打發(fā)是打發(fā)一場論。開頭幾年他非常樂觀，以為勝利在望;后來發(fā)現(xiàn)困難重重，他認為現(xiàn)有的數(shù)學(xué)工具不夠用。

　　1925年-1955年這30年中，除了關(guān)于量子力學(xué)的完備性問題、引力波以及廣義相對論的運動問題以外，愛因斯坦幾乎把他全部的科學(xué)創(chuàng)造精力都用于統(tǒng)一場論的探索。

　　1926年 被選為蘇聯(lián)科學(xué)院院士。

　　1928年 1928年以后轉(zhuǎn)入純數(shù)學(xué)的探索。他嘗試著用各種方法，但都沒有取得具有真正物理意義的結(jié)果。

　　1月，被選為“德國人權(quán)同盟”(前身為德國“新祖國同盟”)理事。

　　1929年 3月，50歲生日，躲到郊外以避免生日慶祝會。6月28日獲“普朗克獎?wù)隆薄?/p>

　　1930年是年12月11日～1931年3月4日，愛因斯坦第二次到美國訪問，在加利福尼亞州理工學(xué)院講學(xué)。

　　1932年 7月，同弗洛伊德通信，討論戰(zhàn)爭的心理問題;號召德國人民起來保衛(wèi)魏瑪共和國，全力反對法西斯。

　　1933年 1月30日，納粹上臺。

　　3月10日，在帕莎第納發(fā)表不回德國的聲明，次日啟程回歐洲。

　　3月20日，納粹搜查他的房屋，他發(fā)表抗議。后他在上帝發(fā)誓德國的財產(chǎn)被沒收，著作被焚。

　　1935年 5月，在百慕大正式申請永遠在美國居住。是年，為使諾貝爾獎金(和平獎)贈予被關(guān)在納粹集中營中的奧西茨基，而四處奔走。 1937年 3月聲援中國“七君子”。

　　1937年，在兩個助手合作下，他從廣義相對論的引力場方程推導(dǎo)出運動方程，進一步揭示了空間——時間、物質(zhì)、運動之間的統(tǒng)一性，這是廣義相對論的重大發(fā)展，也是愛因斯坦在科學(xué)創(chuàng)造活動中所取得的最后一個重大成果。 在統(tǒng)一場理論方面，他始終沒有成功，他從不氣餒，每次都滿懷信心底從頭開始。由于他遠離了當(dāng)時物理學(xué)研究的主流，獨自去進攻當(dāng)時沒有條件解決的難題，因此，同20年代的處境相反，他晚年在物理學(xué)界非常孤立。可是他依然無所畏懼，毫不動搖地走他自己所認定的道路，直到臨終前一天，他還在病床上準(zhǔn)備繼續(xù)他的統(tǒng)一場理論的數(shù)學(xué)計算。 全人類命運的關(guān)注者 愛因斯坦熱愛科學(xué)，也熱愛人類。他沒有因為埋頭于科學(xué)研究而把自己置于社會之外，一直關(guān)心著人類的文明和進步，并為之頑強、勇敢地戰(zhàn)斗。他說過：“人只有獻身于社會，才能找出那實際上是短暫而又有風(fēng)險的生命的意義”，他自己正是這樣去做的。

　　1938年 9月，給五千年后的子孫寫信，對資本主義社會現(xiàn)狀表示不滿。

　　1939年 8月2日，上書羅斯福總統(tǒng)，建議美國抓緊原子能研究，防止德國搶先掌握原子彈。

　　1940年 5月22日致電羅斯福，反對美國的中立政策。

　　10月1日取得美國國籍。

　　1943年 5月，作為科學(xué)顧問參與美國海軍部工作。

　　1944年 為支持反法西斯戰(zhàn)爭，以600萬美元拍賣1905年狹義相對論論文手稿。

　　1947年 繼續(xù)發(fā)表大量關(guān)于世界政府的言論。

　　1949年 1月，寫《對批評的回答》，對哥本哈根學(xué)派在文集《阿爾伯特·愛因斯坦：哲學(xué)家—科學(xué)家》中的批判進行反批判。

　　1950年 2月13日發(fā)表電視演講，反對美國制造氫彈。3月18日，在遺囑上簽字蓋章。

　　1951年 連續(xù)發(fā)表文章和信件，指出美國的擴軍備戰(zhàn)政策是世界和平的嚴(yán)重障礙。

　　1952年 11月以色列第1任總統(tǒng)魏斯曼死后，以色列政府請他擔(dān)任第2任總統(tǒng)，被拒絕。

　　1954年 3月被美國參議員麥卡錫公開斥責(zé)為“美國的敵人”。

　　1955年，愛因斯坦與羅素聯(lián)名發(fā)表了反對核戰(zhàn)爭和呼吁世界和平的《羅素—愛因斯坦宣言》。

　　1955年 4月18日1時25分在醫(yī)院逝世。 漫長艱難的探索廣義相對論建成后，愛因斯坦依然感到不滿足，要把廣義相對論再加以推廣，使它不僅包括引力場，也包括電磁場。他認為這是相對論發(fā)展的第三個階段，即統(tǒng)一場論。 埃擔(dān)罰的發(fā)生的

　　軼事

　　愛因斯坦逃學(xué)記

　　1895年春天，愛因斯坦已16歲了。根據(jù)德國當(dāng)時的法律，男孩只有在17歲以前離開德國才可以不必回來服兵役。由于對軍國主義深惡痛絕，加之獨自一人呆在軍營般的路易波爾德中學(xué)已忍無可忍，愛因斯坦沒有同父母商量就私自決定離開德國，去意大利與父母團聚。 但是，半途退學(xué)，將來拿不到文憑怎么辦呢?一向忠厚、單純的愛因斯坦，情急之中竟想出一個自以為不錯的點子。他請數(shù)學(xué)老師給他開了張證明，說他數(shù)學(xué)成績優(yōu)異，早達到大學(xué)水平。又從一個熟悉的醫(yī)生那里弄來一張病假證明，說他神經(jīng)衰弱，需要回家靜養(yǎng)。愛因斯坦以為有這兩個證明，就可逃出這厭惡的地方。 誰知，他還沒提出申請，訓(xùn)導(dǎo)主任卻把他叫了去，以他敗壞班風(fēng)，不守校紀(jì)的理由勒令退學(xué)。愛因斯坦臉紅了，不管什么原因，只要能離開這所中學(xué)，他都心甘情愿，也顧不得什么了。他只是為自己想出一個并未實施的狡猾的點子突然感到內(nèi)疚，后來每提及此事，愛因斯坦都內(nèi)疚不已。大概這種事情與他坦率、真誠的個性相去太遠。

　　成功的秘訣

　　有一次，一個美國記者問愛因斯坦關(guān)于他成功的秘訣。他回答：“早在1901年，我還是二十二歲的青年時，我已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了成功的公式。我可以把這公式的秘密告訴你，那就是A=X+Y+Z! A就是成功，X就是努力工作，Y是懂得休息，Z是少說廢話!這公式對我有用，我想對許多人也是一樣有用。”

　　拒絕出任以色列第二任總統(tǒng)

　　1948年5月14日，以色列國誕生，但不久以色列與周圍阿拉伯國家的戰(zhàn)爭便爆發(fā)了。已經(jīng)定居在美國十多年的愛因斯坦立即向媒體宣稱：“現(xiàn)在，以色列人再不能后退了，我們應(yīng)該戰(zhàn)斗。猶太人只有依靠自己，才能在一個對他們存有敵對情緒的世界上生存下去。”1952年11月9日，愛因斯坦的老朋友以色列首任總統(tǒng)魏茨曼逝世。在此前一天，就有以色列駐美國大使向愛因斯坦轉(zhuǎn)達了以色列本·古里安的信，正式提請愛因斯坦為以色列共和國總統(tǒng)候選人。當(dāng)日晚，一位記者給愛因斯坦的住所打來電話，詢問愛因斯坦：“聽說要請您出任以色列共和國總統(tǒng)，教授先生。您會接受嗎?”“不會。我當(dāng)不了總統(tǒng)。”“總統(tǒng)沒有多少具體事務(wù)，他的位置是象征性的。教授先生，您是最偉大的猶太人。不，不，您是全世界最偉大的人。由您來擔(dān)任以色列總統(tǒng)，象征猶太民族的偉大，再好不過了。”“不，我干不了。” 愛因斯坦剛放下電話，電話鈴又響了。這次是駐華盛頓的以色列大使打來的。大使說：“教授先生，我是奉以色列共和國本·古里安的指示，想請問一下，如果提名您當(dāng)總統(tǒng)候選人，您愿意接受嗎?”“大使先生，關(guān)于自然，我了解一點，關(guān)于人，我?guī)缀跻稽c也不了解。我這樣的人，怎么能擔(dān)任總統(tǒng)呢?請您向報界解釋一下，給我解解圍。” 大使進一步勸說：“教授先生，已故總統(tǒng)魏茨曼也是教授呢。您能勝任的。”“魏茨曼和我不是一樣的。他能勝任，我不能。”“教授先生，每一個以色列公民，全世界每一個猶太人，都在期待您呢!” 愛因斯坦的確被同胞們的好意感動了，但他想得更多的是如何委婉地拒絕大使和以色列政府，又不使他們失望，不讓他們窘迫。不久，愛因斯坦在報上發(fā)表聲明，正式謝絕出任以色列總統(tǒng)。在愛因斯坦看來，“當(dāng)總統(tǒng)可不是一件容易的事。”同時，他還再次引用他自己的話：“方程對我更重要些，因為政治是為當(dāng)前，而方程卻是一種永恒的東西。”

　　愛因斯坦怎樣走近中國?

　　早在1919年，愛因斯坦的相對論就開始介紹到中國，特別是通過1920年英國哲學(xué)家羅素來華講學(xué)，給中國學(xué)術(shù)界留下了深刻的印象。愛因斯坦本人的目光也曾一次次地投射到古老而陌生的中國，1922年冬天，他應(yīng)邀到日本講學(xué)，往返途中，兩次經(jīng)過上海，一共停留了三天，親眼看到了處于苦難中的中國，并寄予深切的同情。他在旅行日記中記下“悲慘的圖象”和他的感慨：“在外表上，中國人受人注意的是他們的勤勞，是他們對生活方式和兒童福利的要求的低微。他們要比印度人更樂觀，也更天真。但他們大多數(shù)是負擔(dān)沉重的：男男女女為每日五分錢的工資天天在敲石子。他們似乎魯鈍得不理解他們命運的可怕。”“愛因斯坦看到這個在勞動著，在呻吟著，并且是頑強的民族，他的社會同情心再度被喚醒了。他認為，這是地球上最貧困的民族，他們被殘酷地虐待著，他們所受的待遇比牛馬還不如。”(許良英等編譯《愛因斯坦文集》，商務(wù)印書館1979年版，20、21頁)十幾年后(1936年)，愛因斯坦在美國普林斯頓大學(xué)與前來年進修的周培源第一次個別交談時就說：“中國人民是苦難的人民。”他的同情是真摯的、發(fā)自內(nèi)心的，不是掛在嘴上，而是付諸行動的。 1931年“九一八”事變發(fā)生，日本從東北作為突破口侵略中國的狼子野心已昭然若揭，當(dāng)時的國際社會卻表現(xiàn)出無奈和無能，當(dāng)年11年17日，愛因斯坦公開譴責(zé)日本侵略東三省的行徑，呼吁各國聯(lián)合起來對日本進行經(jīng)濟制裁，可惜回音空蕩。1932年10月，“五四運動的總司令”(毛澤東語)、中國共產(chǎn)黨的創(chuàng)始人陳獨秀(時已被開除出黨)在上海被捕，他和羅素、杜威等具有國際聲望的知識分子聯(lián)名致電蔣介石，要求釋放。1937年3月，主張抗日的沈鈞儒、章乃器、王造時、史良等“七君子”鋃鐺入獄后，他又聯(lián)合杜威、孟祿等著名知識分子通電援救，向國民黨當(dāng)局施加道義的壓力。1938年6月，為了幫助中國的抗日戰(zhàn)爭，他還和羅斯福總統(tǒng)的長子一同發(fā)起“援助中國委員會”，在美國2000個城鎮(zhèn)開展援華募捐活動。 愛因斯坦是真正的世界公民，他的愛是沒有國界的，他對中國的感情沒有任何功利色彩，完全建立在人類的同情心和強烈的人道主義情懷之上。他的思想也對中國日益產(chǎn)生深刻而久遠的影響，“九一八”事變后不久，還在讀初二的少年許良英就是他的熱情崇拜者，希望長大了做一個像他那樣的科學(xué)家。1934年，愛因斯坦的文集《我的世界觀》在歐洲出版，幾年后(1937年抗戰(zhàn)前夕)就有了中譯本，是留學(xué)法國的物理學(xué)教授葉蘊理根據(jù)法文譯本轉(zhuǎn)譯的，由于國難當(dāng)頭，這本書并沒有引起多少反響，但青年許良英在1938年上大學(xué)前有幸買到了一本，并認真精讀了一遍，深受啟發(fā)，開始嚴(yán)肅地思考人生的意義、人與國家的關(guān)系等問題，愛因斯坦的許多至理名言令他終生難忘，愛因斯坦的形象在他未來的人生道路上始終占有重要的地位。1955年，愛因斯坦去世后，許良英和周培源都曾發(fā)表長篇悼念文章。不幸的是1968年到1976年的8年間，愛因斯坦在中國竟成了“本世紀(jì)以來最自然科學(xué)領(lǐng)域中最大的資產(chǎn)階級反動學(xué)術(shù)權(quán)威”，“--”掀起了一場荒誕的批評愛因斯坦運動，好在多數(shù)科學(xué)家不予理睬，實際上進行了抵制。1979年，北京還隆重舉行了愛因斯坦誕辰100周年的紀(jì)念大會。

　　相對論

　　狹義相對論的創(chuàng)立

　　早在16歲時，愛因斯坦就從書本上了解到光是以很快速度前進的電磁波，他產(chǎn)生了一個想法，如果一個人以光的速度運動，他將看到一幅什么樣的世界景象呢?他將看不到前進的光，只能看到在空間里振蕩著卻停滯不前的電磁場。這種事可能發(fā)生嗎?

　　與此相聯(lián)系，他非常想探討與光波有關(guān)的所謂以太的問題。以太這個名詞源于希臘，用以代表組成天上物體的基本元素。17世紀(jì)，笛卡爾首次將它引入科學(xué)，作為傳播光的媒質(zhì)。其后，惠更斯進一步發(fā)展了以太學(xué)說，認為荷載光波的媒介物是以太，它應(yīng)該充滿包括真空在內(nèi)的全部空間，并能滲透到通常的物質(zhì)中。與惠更斯的看法不同，牛頓提出了光的微粒說。牛頓認為，發(fā)光體發(fā)射出的是以直線運動的微粒粒子流，粒子流沖擊視網(wǎng)膜就引起視覺。18世紀(jì)牛頓的微粒說占了上風(fēng)，然而到了19世紀(jì)，卻是波動說占了絕對優(yōu)勢，以太的學(xué)說也因此大大發(fā)展。當(dāng)時的看法是，波的傳播要依賴于媒質(zhì)，因為光可以在真空中傳播，傳播光波的媒質(zhì)是充滿整個空間的以太，也叫光以太。與此同時，電磁學(xué)得到了蓬勃發(fā)展，經(jīng)過麥克斯韋、赫茲等人的努力，形成了成熟的電磁現(xiàn)象的動力學(xué)理論——電動力學(xué)，并從理論與實踐光和電磁現(xiàn)象統(tǒng)一起來，認為光就是一定頻率范圍內(nèi)的電磁波，從而將光的波動理論與電磁理論統(tǒng)一起來。以太不僅是光波的載體，也成了電磁場的載體。直到19世紀(jì)末，人們企圖尋找以太，然而從未在實驗中發(fā)現(xiàn)以太。

　　但是，電動力學(xué)遇到了一個重大的問題，就是與牛頓力學(xué)所遵從的相對性原理不一致。關(guān)于相對性原理的思想，早在伽利略和牛頓時期就已經(jīng)有了。電磁學(xué)的發(fā)展最初也是納入牛頓力學(xué)的框架，但在解釋運動物體的電磁過程時卻遇到了困難。按照麥克斯韋理論，真空中電磁波的速度，也就是光的速度是一個恒量，然而按照牛頓力學(xué)的速度加法原理，不同慣性系的光速不同，這就出現(xiàn)了一個問題：適用于力學(xué)的相對性原理是否適用于電磁學(xué)?例如，有兩輛汽車，一輛向你駛近，一輛駛離。你看到前一輛車的燈光向你靠近，后一輛車的燈光遠離。按照麥克斯韋的理論，這兩種光的速度相同，汽車的速度在其中不起作用。但根據(jù)伽利略理論，這兩項的測量結(jié)果不同。向你駛來的車將發(fā)出的光加速，即前車的光速=光速+車速;而駛離車的光速較慢，因為后車的光速=光速-車速。麥克斯韋與伽利略關(guān)于速度的說法明顯相悖。我們?nèi)绾谓鉀Q這一分歧呢?

　　19世紀(jì)理論物理學(xué)達到了巔峰狀態(tài)，但其中也隱含著巨大的危機。海王星的發(fā)現(xiàn)顯示出牛頓力學(xué)無比強大的理論威力，電磁學(xué)與力學(xué)的統(tǒng)一使物理學(xué)顯示出一種形式上的完整，并被譽為“一座莊嚴(yán)雄偉的建筑體系和動人心弦的美麗的廟堂”。在人們的心目中，古典物理學(xué)已經(jīng)達到了近乎完美的程度。德國著名的物理學(xué)家普朗克年輕時曾向他的老師表示要獻身于理論物理學(xué)，老師勸他說：“年輕人，物理學(xué)是一門已經(jīng)完成了的科學(xué)，不會再有多大的發(fā)展了，將一生獻給這門學(xué)科，太可惜了。”

　　愛因斯坦似乎就是那個將構(gòu)建嶄新的物理學(xué)大廈的人。在伯爾尼專利局的日子里，愛因斯坦廣泛關(guān)注物理學(xué)界的前沿動態(tài)，在許多問題上深入思考，并形成了自己獨特的見解。在十年的探索過程中，愛因斯坦認真研究了麥克斯韋電磁理論，特別是經(jīng)過赫茲和洛倫茲發(fā)展和闡述的電動力學(xué)。愛因斯坦堅信電磁理論是完全正確的，但是有一個問題使他不安，這就是絕對參照系以太的存在。他閱讀了許多著作發(fā)現(xiàn)，所有人試圖證明以太存在的試驗都是失敗的。經(jīng)過研究愛因斯坦發(fā)現(xiàn)，除了作為絕對參照系和電磁場的荷載物外，以太在洛倫茲理論中已經(jīng)沒有實際意義。于是他想到：以及絕對參照系是必要的嗎?電磁場一定要有荷載物嗎?

　　愛因斯坦喜歡閱讀哲學(xué)著作，并從哲學(xué)中吸收思想營養(yǎng)，他相信世界的統(tǒng)一性和邏輯的一致性。相對性原理已經(jīng)在力學(xué)中被廣泛證明，但在電動力學(xué)中卻無法成立，對于物理學(xué)這兩個理論體系在邏輯上的不一致，愛因斯坦提出了懷疑。他認為，相對論原理應(yīng)該普遍成立，因此電磁理論對于各個慣性系應(yīng)該具有同樣的形式，但在這里出現(xiàn)了光速的問題。光速是不變的量還是可變的量，成為相對性原理是否普遍成立的首要問題。當(dāng)時的物理學(xué)家一般都相信以太，也就是相信存在著絕對參照系，這是受到牛頓的絕對空間概念的影響。19世紀(jì)末，馬赫在所著的《發(fā)展中的力學(xué)》中，批判了牛頓的絕對時空觀，這給愛因斯坦留下了深刻的印象。 1905年5月的一天，愛因斯坦與一個朋友貝索討論這個已探索了十年的問題，貝索按照馬赫主義的觀點闡述了自己的看法，兩人討論了很久。突然，愛因斯坦領(lǐng)悟到了什么，回到家經(jīng)過反復(fù)思考，終于想明白了問題。第二天，他又來到貝索家，說：謝謝你，我的問題解決了。原來愛因斯坦想清楚了一件事：時間沒有絕對的定義，時間與光信號的速度有一種不可分割的聯(lián)系。