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[小品] 思考,思考,再思考
「科学研究好像钻木板,有人喜欢钻薄的,我喜欢钻厚的。」
---亚伯•爱因斯坦(Albert Einstein)



洞中一日,世间千年


同学们听过一个故事吧!一个樵夫到山中砍柴,不知不觉中误入仙境,在一个山洞中看见两位老人在下棋,看着看着就着了迷,等到天黑寻路回家时,却发现家乡已经经过了几百年,早就改朝换代了。于是,他叹息着说:「洞中一日,世间千年」。这个故事说明了:仙界和凡间「时间」的长度显然是不同的,是相对的。用这个故事来介绍爱因斯坦的相对论,显然是太过简单和肤浅;不过可以确定的是,建立在绝对时间和绝对空间基础上的牛顿力学,显然存在着一些问题。

罗盘里的奇迹

爱因斯坦 1879年3月14日 生于德国的小镇乌姆(Ulm),他在慕尼黑度过童年时代,未入学之前,有一件事使他终身难忘。他回忆道:「在我4岁时,我父亲送我一只罗盘,当时我觉得宛如看到一个奇迹,我突然觉得各种事物的背后一定有某些东西隐藏着;在某种意义上来说,一件神奇的东西可以使人的思想世界飞扬起来」。少年时期的他热爱平面几何学的证明方法,他用心读了「自然科学通俗读本」,这本书把光速的问题放在最前面,以此作为所有自然观察的开端,给他留下了深刻的印象。

在他高中的最后一年,父亲移民到义大利,爱因斯坦决定放弃德国国籍,前往瑞士继续学业。高中毕业之后,他进入苏黎士的联邦工科大学。事实上,他并不是一个老师心目中好的学生,因为他常常被某些问题深深的吸引,而投入全部的兴趣和时间,对于不感兴趣的必修科目,一点也不想费心思。

1900年大学毕业之后,由于爱因斯坦给教授的印象不佳,使他没能如愿留校担任助教。失业两年后,他在瑞士的专利局谋得一份工作,职务是对所有的发明作初审,并将每一件发明的细节,用清晰而有系统的文字表达出来,这是一件很不容易的事,却使他有机会学到新奇的观念,对于任何提出的假设,都能很快的把握住要点和结果。


小公务员的伟大论文
1905年,爱因斯坦26岁,在没有任何名师指导,缺乏研究的仪器和资料下,他利用一切空余的时间,完成了4篇革命性的论文。其中一篇《分子大小的新测定法》为他赢得了博士学位;另外其它三篇分别是:第一篇是解释「光电效应」的文章。由一个崭新的角度来探讨光的辐射和能量,他认为光是由分离的粒子所组成。17年后这篇论文使他获得诺贝尔奖。

第二篇是证明胶体溶液中的「布朗运动」。1827年英


国植物学家布朗做了一个实验,他将花粉洒在水里,然后用显微镜观察,发现花粉不断在舞动,这种现象称为布朗运动。爱因斯坦以独特的眼光分析是微小的水分子在作祟,还利用数学方法计算出分子的大小和亚佛加厥常数,证明分子的存在。3年后,法国物理学家佩兰通过实验印证了爱因斯坦的理论。

牛顿不再绝对

最重要的一篇《论运动物体的电动力学》,就是所谓的「狭义相对论」,爱因斯坦在论文中提出了两个原理:

光速恒定 以及 相对性原理

这两条原理有着惊人的推论,它根本地改变了牛顿的时空观、改变了人类对宇宙的看法,将牛顿定律视为一个特殊例子,只有在速度很慢时才适用。

用通俗的例子来举例:一卷录音带,如果在地面的收音机里播放,需一个小时;在飞快速度的飞船里,飞船里的人测定也是一个小时。但是如果是地面人员用自己的钟表,测定飞船中录音带播放完的时间呢?根据牛顿的绝对时间理论,应该也是一小时;但是爱因斯坦认为应该是一个多小时,时间是相对的,不同情况下测量的时间长度是不一样的。就像文章一开始的「洞中一日,世间千年」故事,也是蕴含有朴素的相对论原理。

狭义相对论的问题发表后,爱因斯坦着手广义相对论的问题,整整思考了八年。广义相对论实质上是万有引力的问题,爱因斯坦在大学时代同学格罗斯曼的帮助下掌握了数学形式,并用于表达他的物理思想。1913年,他们合作发表了论文《广义相对论和引力理论纲要》,1916年3月,发表了总结的论文:《广义相对论基础》,在这篇仅60页的文章里,爱因斯坦假定重力不是一个力,而是在时空连续体(space-time continuume)中一个扭曲的场,而这个扭曲是由于质量存在造成的。这篇论文被认为是20世纪理论物理研究的最高峰。

爱因斯坦不寻常的主张,自然引起了争论,幸好理论终于找到机会验证: 1919年5月29日 有一次日全蚀,利用广义相对论计算星光经过太阳边缘时产生的偏折,会比传统牛顿力学计算的大上一倍。英国天文学会派遣了两支观察队,一支到巴西,一支到西非进行观察测量,来验证爱因斯坦的理论是否正确,全世界的科学家都屏息以待。此时,爱因斯坦的好友普朗克(量子力学创始者)彻夜未眠,急着想知道观测结果,而爱因斯坦却信心十足,安心的去睡觉,他说:「如果普朗克真正了解广义相对论,那么他一定跟我一样,安心地睡大觉了!」

结果观察队的观察证实了爱因斯坦的预测,这马上成为所有媒体的头条新闻,轰动了全世界,一般大众也开始认定爱因斯坦是世界级的人物。

统一场论

爱因斯坦的后半生,可以说是奉献给两件事:一是「统一场论」的发展,一是倡导世界和平。

统一场论是一个将电磁现象和重力理论整合在一起的理论。爱因斯坦自己认为相对论有3个发展阶段

狭义相对论—牛顿运动定律的修正

广义相对论—牛顿万有引力定律的改造

统一场论—广义相对论的推广

他不倦的思索研究了30多年而终未成功,晚年他曾感慨的说:「统一场论将被遗忘,但在未来会被人们重新发现的!」有些人批评爱因斯坦,一个问题花了30多年竟然得不到结果,但是,科学的重点不在寻求答案,而在发掘问题,爱因斯坦当时所发掘出来的许多问题,或许在未来会被人们所解决...。

1922年11月,瑞典皇家科学院决定,诺贝尔物理奖必须颁给对人类有重大用途的新发现者。但是没有人敢肯定他的相对论是否是个新发现,至于这个理论对人类是否有用,更是莫衷一是,甚至成为众多攻击的焦点。于是瑞典皇家学院想出一个变通的方法,颁奖给爱因斯坦。得奖理由十分简单扼要:

「此奖颁给爱因斯坦,因为他对光电理论及理论物理学上的重大页献。」

和平主义者

爱因斯坦的相对论,以及他对时空的看法,的确激起了大家强烈的兴趣,也使他成为大众所景仰的偶像。然而他不仅只是科学家,更是一个和平主义和人道主义者,他关心社会底层的劳苦大众;在战争频仍的时代里,他谴责军国主义的侵略者。1933年为了抗议希特勒的法西斯兽行,爱因斯坦毅然决然下了决定:只要纳粹政权存在一天,他就永不返回德国。纳粹政府也没收了他在德国境内的所有财产,使他变得一无所有。于是爱因斯坦举家迁往美国的普林斯顿,应聘为普林斯顿高等研究院教授。

以后的岁月中,他除了埋首于研究的工作外,并以全力协助欧洲难民的移民。在纳粹及赤色暴政之下,获得爱因斯坦营救的着名科学家不知有多少。也正因为这些科学家脱险抵美国,而使得后来美国政府能够凭藉着他们的智慧和技能,创造出人类史上的第一颗原子弹。
1914年的《告欧洲人民书》、1930年《全世界裁军宣言》、1955年的《罗素—爱因斯坦宣言》,爱因斯坦签署的这三个和平宣言,一再阐扬他和平、反战的一贯立场,在1955年的这个最后宣言里,他更是呼吁:停止军备竞赛、禁止使用核武。

拒绝当总统

1952年,以色列共和国请爱因斯坦去担任总统,因为以色列都是犹太人,爱因斯坦是犹太人心目中的精神领袖。然而他没有接受,他觉得自己的个性并不适合当总统。

由于过度的运用脑力,使爱因斯坦体力衰退,看起来总是比实际年龄老。在 1955年4月18日 午夜,在普林斯顿医院的爱因斯坦呼吸困难,主动脉瘤破裂导致大溢血,与世长辞,享年七十六岁。他死时像生时那样宁静平淡,没有病痛、没有伤感、没有悔恨,只是静静的让死亡降临。爱因斯坦的女儿曾经说过: 「甚至在他死时,也教我们如何生。」
很抱歉推翻了您的理论.

相对论是爱因斯坦对物理学所做的最大贡献,相对论打开了人类的眼界,使人们获得了去探究宇宙奥秘的方法,提升了人们认识宇宙的能力。

爱因斯坦曾说道:「 牛顿 先生,很抱歉推翻了您的理论,不过您的成就是您那个时代一个人的智力和创造力所能达到的颠峰,您所创造的许多观念直到今日都仍在引导我们的物理思维。虽然我们知道,当我们对宇宙万物有了更深入的了解以后,这些观念将会被一些更抽象的新观念所取代。」

也许将来某一天,会有一位少不更事的科学家说道:「爱因斯坦先生,很抱歉推翻了您的理论,不过您的成就是您那个时代一个人的智力和创造力所能达到的颠峰.....」「思考,思考,再思考。」Sample Text


【心得感想】

每个人难免会遇到挫折、困难、失败....等等,

但是要勇于突破所遇到的,其实支持你的人也是满多的,

表面上好孤独,但其实不是^^(关心周遭,就等于关心自己^^)

做之前、想一下,买之前、算一下,决定之前,考虑一下,

尝试之前、不要犹豫,成功与失败、就只是你的Yes或no而已(当自己最重要)

愿大家幸福又快乐-------^^



献花 x0 回到顶端 [楼 主] From:台湾中华HiNet | Posted:2007-12-19 23:02 |

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