探索曠世奇才物理學家 - 愛因斯坦的生平與思想 | 廬山煙雨

盧山言語,浙江潮,大家好,我是盧山,最近過得怎麼樣? 阿爾伯特·愛因斯坦,1879年3月14日出生在德意志帝國烏爾姆, 是一個阿什肯納茲猶太人家庭。 他的父親赫爾曼·愛因斯坦是一位數學天才, 但因家境貧困被迫放棄學業,在表兄弟開的牀墊墊工作。 1876年,赫爾曼與波林·科赫結婚, 阿爾伯特是他們的第一個孩子。 1880年,爲了追求更好的發展,愛因斯坦一家搬到慕尼黑。 阿爾伯特進入了一所天主教小學學習。 1887年,轉入慕尼黑的盧伊特·波爾德文科中學。 1894年,因爲家庭生意失敗,愛因斯坦全家搬到意大利的帕維亞。 阿爾伯特則留在慕尼黑完成學業,但不久也前往意大利與家人團聚。 在意大利,愛因斯坦開始展現出驚人的科學與數學天賦。 家庭教師馬克思·塔爾穆德教他高等數學, 但很快愛因斯坦的能力超過了他的老師。 14歲時,阿爾伯特已經可以自學微積分,代數和幾何等課程, 並能讀懂康德的純粹理性批判,這本極其艱深的哲學專著。 1896年,17歲的愛因斯坦參加了蘇黎世聯邦理工學院的入學考試, 先後在技術科目和高等學院入學資格考試中拿到了高分, 終於進入了該校學習物理和數學。 在聯邦理工學院學習的四年,是愛因斯坦研究興趣初步形成的時期。 他對量子力學,測量分子尺寸的精確方法,以及光的傳播規律都非常感興趣。 1900年獲得文憑後,愛因斯坦卻很難在中歐的大學找到初級教職。 1901年,他放棄德國國籍,取得了瑞士國籍。 一位聯邦理工學院的瑞士同學格洛斯曼的父親, 幫助愛因斯坦在博爾尼的專利局找到了一份專利審查員的工作。 這段時間,愛因斯坦一邊工作,一邊展開科研, 最終產生了改變人類認知宇宙的化石代發現。 1905年,是愛因斯坦科學生涯奇蹟之年。 這一年,他在《物理年鑑》的雜誌上發表了四篇具有開創性的論文。 揭示了光、分子和原子的本質,奠定了現代物理學的基礎。 6月9日發表的第一篇論文闡述了光電效應, 指出光線打在物質上會產生電子發射,這些電子稱爲光電子。 這不僅解釋了光和電子的相互作用,也表明了光的傳播具有量子性。 7月18日發表的第二篇論文利用布朗運動證明了原子和分子的存在, 爲原子理論奠定了基礎。 9月26日發表的第三篇論文提出了狹義相對論, 解決了光速靜止問題,指出光速對所有觀察者是恆定的。 11月21日發表的第四篇論文給出了著名的公式E等於mc的平方, 揭示了能量與質量的等價關係,爲核反應的能量釋放奠定了理論基礎。 這四篇論文一舉改寫了人類對物質世界的認知, 愛因斯坦一下從默默無名走到了物理學的前沿。 1921年他因解釋光電效應獲得諾貝爾物理學獎, 而這四篇論文中提出的理論也開啓了全新的科技應用,引領了科技進步。 1905年發表狹義相對論之後,愛因斯坦開始致力於廣義相對論的研究, 廣義相對論從幾何視角描述引力是愛因斯坦科學生涯的又一高峯。 1908年,愛因斯坦開始在伯爾尼大學任教, 1912年返回母校蘇黎世聯邦理工學院執教。 1913年,馬克思·普朗克等科學家邀請愛因斯坦去柏林, 擔任普魯士科學學院院士和凱撒威廉物理研究所所長, 這使得愛因斯坦回到了德國,開始在柏林生活。 一戰爆發後,愛因斯坦並未參與軍事研究, 而是繼續從事廣義相對論的前沿研究。 1915年,他完成了廣義相對論的創立。 廣義相對論認爲,引力是由兩個質點彎曲時空造成的, 這一理論超越了牛頓力學,準確描述了引力的幾何本質。 愛因斯坦與德國數學家希爾伯特幾乎同時獨立發展出相似的廣義相對論, 兩人保持積極的學術交流。 1919年,愛因斯坦的理論通過英國天文學家亞瑟·愛丁頓 在日食觀測中的驗證而爲世人所接受。 經過驗證的廣義相對論取代了牛頓力學250年來對宇宙的解釋, 愛因斯坦一下成爲世界級的明星物理學家。 廣義相對論奠定了現代引力物理學基礎, 啓發了黑洞等宇宙奧祕的探索。 愛因斯坦憑着這一成就,在1921年獲得諾貝爾物理學獎, 從此他不僅成就卓業,也成了家喻戶曉的科學偶像。 在1921年獲得諾貝爾獎之後,愛因斯坦開始頻繁地進行國際旅行, 到訪美國、南美、歐洲等地,傳播科學知識, 也爲和平主義等理念發聲。 他的知名度與日俱增,成爲家喻戶曉的科學名人。 這一時期的重要里程包括1921年到訪美國,受到熱烈歡迎, 1929年到訪南美洲,在阿根廷、巴拉圭和巴西傳播科學知識, 1927年與波爾在布魯塞爾進行著名的量子力學論戰, 都爲未來諾獎得主參與。 1930年再度訪問美國加州理工學院, 並結識好萊塢明星,傳播和平主義理念。 與此同時,愛因斯坦繼續從事前沿科研。 1919年,愛丁頓發現星系正在遠離地球, 否定了愛因斯坦1917年提出的宇宙常數這個靜態宇宙論。 愛因斯坦不久承認錯誤,轉而研究宇宙擴張理論。 1936年與美國物理學家羅森合作提出重動橋理論模型, 1930年代提出了統一常理論, 試圖用單一框架描述基本力的統一本源。 這時期愛因斯坦還積極支持猶太復國主義, 1920年他訪問巴勒斯坦, 1925年成爲耶路撒冷希伯來大學創始人, 二戰後又支持建立以色列國。 1952年他獲得總統之邀加入以色列國籍, 但愛因斯坦拒絕了這一象徵性職務。 可以說20世紀20年代直至事實, 愛因斯坦是世界上最著名的科學家之一。 他不僅繼續推進物理學科研, 也利用自己的影響力來傳播進步理念, 發揮了獨特而深遠的社會影響力。 1933年希特勒在德國掌權, 愛因斯坦由於是猶太人的身份, 不得不離開故土,移居美國。 在這段時期他致力於警示世人核武器的可怕威力, 避免其危害人類。 1939年歐洲物理學家實現核裂變, 核彈的可能性擺在面前。 愛因斯坦及其其他科學家意識到, 如果納粹德國先研製出核武器, 後果不堪設想。 於是匈牙利物理學家希拉德起草了一封聯名信, 由愛因斯坦簽名後遞交給美國總統羅斯福。 他警告核武器的威脅促使美國加快研製。 這封熟識的愛因斯坦希拉德信 推動了曼哈頓計劃的啓動。 儘管與愛因斯坦的和平主義理想相左, 但他認爲有必要讓美國先得到這個可怕的武器。 1945年,美國在廣島和長崎投下兩枚原子彈, 日本陸續投降,二戰結束。 愛因斯坦對原子彈的毀滅性力量感到失望而內疚, 稱人類必須放棄戰爭。 他也爲自己的智能方程可能推動的核武器發展而感到遺憾。 可以說愛因斯坦在覈武問題上表現出高度的社會責任感。 他利用自己的影響力積極呼籲控制核武器, 但在納粹的威脅下又不得不讓步, 這是一個痛苦的抉擇, 但彰顯了愛因斯坦爲人類福祉負責的一面。 戰後,愛因斯坦繼續執教於普林斯頓高等研究院, 並提出了統一場論, 但年事已高,健康逐漸下降。 1948年動手修補主動脈,改善生活習慣。 1952年,他拒絕以色列國總統之位。 1955年,主動脈再次破裂時也拒絕手術。 4月18日,愛因斯坦在夢中安詳離世,享年76歲。 愛因斯坦一生髮表近300篇論文, 出版十幾本書籍,遺留3500多頁私人書信。 他獲得諾貝爾物理學獎, 但從不重視物質財富,生活簡樸。 他關心世界和平,反對戰爭與資本主義, 支持建立世界政府以及以色列國。 他將科學帶入公衆視野,成爲家喻戶曉的大衆偶像。 愛因斯坦的一生揭示了物質世界的奧祕, 改寫了人類的認知模式。 他不僅是現代物理學之父, 也是和平主義者和人道主義者。 他將科學精神與社會責任結合, 使科學真正造福社會。 令人緬懷愛因斯坦的不僅是他的智力, 更是他的人格魅力。 由 Amara.org 社羣提供的字幕