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爱因斯坦除了《相对论》外,还有什么成就?

zhao_admin12个月前 (06-03)历史课件44

先说被称为“爱因斯坦奇迹年”的1905年发表的五篇论文吧,每一篇都是分量十足的。

第一篇是爱因斯坦的毕业论文,嗯,博士毕业....物理学博士....以为爱因斯坦是民科逆袭的可以退散了....这一篇论文是关于分子大小测定的。 

第二篇是解释布朗运动的——一种花粉颗粒的水中的无规则运动。

第三篇就是狭义相对论主体——论运动物体的电动力学。第四篇是狭义相对论里的质能方程。这两篇都属于相对论范畴。

第五篇就是让他获得诺贝尔物理学奖的光电效应。

这只是爱因斯坦一鸣惊人的第一年。此后到广义相对论正式发表之前的十年里,爱因斯坦陆续发表过一些关于量子论的研究,虽然并没有光电效应那么闻名于世,但毫无疑问爱因斯坦是量子论的重要奠基人之一。

在广义相对论发表后,提出有限无边宇宙模型,这一宇宙模型一直到宇宙加速膨胀被发现之前都是宇宙学里的标准宇宙模型。

之后提出完整的激光产生原理,提出受激辐射,比激光正式发明早了44年。激光目前应用广泛,可以说应用到了各行各业,如医学、娱乐、各种电子电器、测距、通信、物理降温、用途广泛的干涉仪等。。。

根据广义相对论推算出了引力波的性质,这在未来宇宙学中将担任重要角色。

提出玻色-爱因斯坦凝聚态。

根据史瓦西解基础上重新(第一个发现虫洞解的人是弗拉姆)再发现虫洞解——爱因斯坦-罗森桥,并使其引起关注。目前虫洞概念可能只出现在科幻里,但谁说的准未来会不会称为现实(◔◡◔)

最后一项吧:提出量子纠缠原理。(虽然是以反方观点提出的(◔◡◔))这个就厉害了,这一与虫洞几乎同时提出的玩意已经不是科幻了,不但早被制造出来,并且目前已经开始应用在前沿科技,如量子隐形传态,就是客户里那种把人瞬间传送到另一个地方的科技,未来说不定真能实现了(◔◡◔),另一个重要应用就是量子计算机,目前已经起步了。

爱因斯坦可以称得上是极为全面的理论物理学家,当然这里不包括实验物理。二十世纪初,诞生了两大物理学理论,一个是量子力学,一个是相对论。爱因斯坦几乎是一个人完成了整个相对论的理论。但除了相对论,他还有很多其他科学成就。

量子力学的奠基人之一另一大理论量子力学,最早是因为普朗克提出的“量子假说”。其实爱因斯坦也可以说是量子力学的奠基人之一,只不过后来他不认这个理论,觉得这个理论有不完备性。具体来说,爱因斯坦提出了“光量子假说”,并利用“光量子假说”解决了光电效应的问题。一开始这个理论是遭到包括普朗克和波尔在内的著名科学家们的反对,不过后来,实验物理学用实验证明了这个理论。爱因斯坦还因为光电效应拿到了诺贝尔物理学奖。

间接证明了原子的存在无论是狭义相对论还是光电效应,其实都是爱因斯坦在1905年发表的理论,这一年也被称为爱因斯坦的奇迹年,在这一年除了光电效应和狭义相对论(共两篇,另一篇是质能等价)之外,爱因斯坦在数学上证明布朗运动。

其中布朗运动描述的是花粉在水面上的不规则运动。这是因为水中的水分子对花粉颗粒不规则的碰撞造成的。

在爱因斯坦之前,科学家只是从原理上进行描述,从来没有定理进行分析,而爱因斯坦做了这件事情。并且,他还根据布朗运动,推测出了原子的直径数量级为10^-10米。布朗运动除了证明了分子的存在之外,也间接地证明了原子的存在。

波粒二象性1909年,爱因斯坦前后发表了两篇论文《论辐射问题的现状》以及《论我们关于辐射的本性和组成的观点的发展》,在这这篇论文里,爱因斯坦阐述了光量子具有动力,并且在某些方面表现出了粒子的物理行为,这其实是“波粒二象性”观念的初探,后来的德布罗意以此为基础提出了“波粒二象性”,进一步,尼尔斯·玻尔又以德布罗意的理论为基础加上不确定性原理,提出了互补原理。

玻色-爱因斯坦凝聚印度的物理学玻色曾提出过一种统计模型,按照这个模型来看,光速可以看作是一群无法分辨的粒子所构成的气体,在做统计运算时,所有相同的能量的光子可以被合并处理。寄给了爱因斯坦。爱因斯坦看到后,认为这是一个很不错的新发现。爱因斯坦不仅把波色翻译并发表了论文,他还发现,波色的这个统计模型不仅仅适用于光子的情况,其实还适用于其他多种粒子,这些粒子后来就被统称为玻色子。

后来,爱因斯坦将波色的理论推广到了带质量的粒子,并在1924年发表了一篇名为《单原子理想气体的量子理论》的论文,后来第二年,爱因斯坦又预言了,当玻色子被冷却到极其低的温度下,会凝聚成能量最低的量子态,这是一种新的物态,后来就被称为 玻色-爱因斯坦凝聚态。到了1995年科学家首次观测到了玻色-爱因斯坦凝聚态。

除了这些,爱因斯坦还在零点能、临界乳光理论、量子化原子振动等方面有十分突出的贡献。而他的相对论被运用到了宇宙学当中,是目前宇宙学最重要的核心理论。从爱因斯坦的广义相对论可以突出宇宙膨胀的结果,还预言了引力波、黑洞的存在,而这些目前也都观测到了,除此之外,在光线偏折、引力透镜等方面,广义相对论也发挥了极其重要的作用。同时,狭义相对论后来被科学家们拿来和量子力学结合,提出了量子场论,并搞出了粒子物理标准模型。

而爱因斯坦和波尔关于“量子力学不完备性”的几场大规模的争论,被后人津津乐道。虽然,他后来并没有提出量子力学的相关理论(早期是有“光量子假说”和“光电效应”),但是正是爱因斯坦占到了量子力学的对立面去之后,量子力学的理论才一步步地被完善起来。

所以,爱因斯坦可以说是当之无愧的20世纪最伟大的科学家(没有之一),放眼整个物理学的历史,他也是可以和牛顿、麦克斯韦并驾齐驱的存在。

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