爱因斯坦和相对论_爱因斯坦与相对论

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爱因斯坦和相对论 ☆ 中国科大.李弦，2011.9，摘抄自《世界文明史》，重排于2013.1。艾伯特·爱因斯坦是德国物理学家。他出生于1879年，在瑞士伯尔尼专利局从事专利工作。

他于1905年在德国的《物理年报》发表了三篇论文。其中第一篇论文是对布朗运动即液体中悬浮粒子的运动的理解，认为这种运动是粒子分子与液体的碰撞所产生的。第二篇是对光电效应现象的阐述。他认为“光子”是光的形式，这一学说使量子物理学得以建立。爱因斯坦的第三篇论文是关于相对论的。在19世纪之前，人们一直认为“以太”充斥于空气中，但爱因斯坦则重新对宇宙进行建构。他认为物体应该是四维的，如上下(长)，左右(宽)，前后(厚)，当然也包含着时间的延伸。“时空连续一体”这一概念也随之形成了。爱因斯坦认为，空间的运动是相对的，而不是绝对的。物体的体积与质量的比率在高速运动时与静止时，各不相同。宇宙是有界限的，它以球体形式存在着，无论是星系还是恒星和行星，都取决于向自身折返的弯曲空间。

爱因斯坦也证明，物体运动速度接近光速时，时间会变慢，长度会缩小，质量会增加，但物体无论如何也不能以光速运动。假如以光速运动，物体的长度变成零，时间也停止了。就在1905年，爱因斯坦创导了能量守恒定律，即E=mc^2，E指的是能量，m为质量，c代表光速。

就这样，爱因斯坦在不到一年的时间里在物理学的三个不同领域中取得了重大突破，这在科学发展史上是没有先例的，而他当时年仅26岁。此后，他先后被聘为苏黎世工业大学会上与居里夫人相识，得到了居里夫人的极高评价。1913年，爱因斯坦回到故乡德国，被选为普鲁士科学院院长和柏林大学教授，并担任了恺撒·威廉物理研究所所长。

1915年，在狭义相对论发表十年后，爱因斯坦终于发表了广义相对论。1916年，他完成了总结性的论著《广义相对论原理》，这本著作把哲学的深奥、物理学的直观和数学的技艺令人惊叹地结合在一起，被称为是20世纪理论物理学的巅峰。1916年，爱因斯坦又总结了量子论的发展，奠定了现代激光技术的理论基础。今天，相对论和量子论一起成为了现代物理学中最主要的理论基础，是宇宙航行和天文学的主要理论依据。20世纪20年代后，爱因斯坦集中力量探索统一场理论，并在1929年发表了研究论文《统一场论》。1932年，德国科学家用中子轰击铀原子，使之裂变成功。从此原子弹被发明，应用于战争中。希特勒上台后，纳粹政权疯狂迫害犹太人，爱因斯坦宣布放弃德国国籍，于1933年11月移居美国新泽西州的普林斯顿，在那里继续开展科学研究，于1940年加入美国国籍。

1945年8月，美国人为了报复日本偷袭珍珠港，在日本广岛和长崎投下两颗原子弹，导致4万人丧命。由E=mc^2理论发展产生的原子弹，给人类造成如此大的伤害，是爱因斯坦根本没有想到的。这不是他的初衷。但有效地控制原子能，则对能源的利用产生一种革命性的后果。以原子能发电已经是常事，而核危机则是全人类的忧虑。