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愛因史坦:世界最偉大的物理學家之一,幫助人類開啟原子能大門

2024-07-24科學

他可是當下全球特別了不起的物理學家之一,他搞出來的研究理論給發展原子能還有制造原子彈提供了可能。

而且一點兒都不誇張地講,他的理論間接地助力了盟軍在二戰裏打敗了軸心國,特別是把日本給打敗了。

他就是咱們今兒個要講的那個人——艾伯特·愛因史坦。

【早年生活】

1879 年 3 月 14 日,艾伯特·愛因史坦在德國烏爾姆出生,他爸媽都是猶太人。

愛因史坦出生滿一年的時候,他父親赫爾曼·愛因史坦生意搞砸了,全家搬到慕尼黑,跟弟弟雅各布做起新的電子生意。1881 年在慕尼黑,艾伯特的妹妹瑪雅降臨人世。艾伯特和妹妹年齡就差兩歲,他特別疼愛妹妹,一輩子感情都好得很。

雖說如今愛因史坦被當作天才的典型代表,可在他人生的頭二十年,好多人覺得愛因史坦完全不是這樣。

愛因史坦三歲了還不會說話,這可把他父母急壞了,都以為他身體有毛病。上學以後呢,愛因史坦也沒得到老師們的誇獎。從小學一直到大學,他的老師和教授都說他又懶、又馬虎、還不聽話。好多老師都覺得他這輩子都不可能有啥出息。

15 歲的愛因史坦,高中學業沒完成,就打算直接去申請瑞士蘇黎世有名的理工學院。頭一回參加入學考試他沒成功,不過他在當地一所高中學了一年,1896 年 10 月又參加入學考試,這回透過了。

進了理工學院,愛因史坦又討厭上學啦。他覺得教授就教些老掉牙的科學,所以愛因史坦老是逃課,寧可在家看最新的科學理論。

1900 年,愛因史坦畢業啦,可這把他給難住了,由於沒有老師給他寫推薦信,工作根本就找不著。

差不多兩年的時間,愛因史坦都是做些短期工作。後來多虧一位朋友幫忙,他在伯恩的瑞士專利局得到了一份專利文員的活兒。這下總算有了工作,也穩定了些,愛因史坦這才和他大學時的戀人馬利奇結了婚。

這兩口子後來生了兩個兒子,一個叫漢斯·艾伯特,另一個叫愛德華。

【驚人理論】

1905 年,愛因史坦在專利局上班的時候,寫了五篇科學論文,都發表在【Annalen der Physik】上,這可是物理學方面的主流期刊。

在一篇論文裏,愛因史坦給出一個理論,光不光是呈波的形態傳播,還以粒子的形式存在呢,這個理論把光電效應給解釋清楚了。愛因史坦自己把這特別的理論說成是「革命性的」。這就是愛因史坦憑它拿到 1921 年諾貝爾物理學獎的那個理論。

他的第三篇論文講的是愛因史坦的「狹義相對論」,愛因史坦在裏頭表明,空間和時間並非是絕對的。愛因史坦講,只有光速不變,其他的空間和時間都得看觀察者所處的位置。

不光空間和時間不是絕對的,愛因史坦還察覺,一直被當作完全不一樣的能量和品質,其實是能夠相互轉換的,並且給出了讓後人驚嘆的方程式式:E=mc^2。這個式子表明了很少的一點品質能變成特別巨大的能量,直接推動了後來原子彈的發明。

在這些文章發表的時候,愛因史坦才 26 歲呢,他對科學的貢獻已經超過了艾薩克·牛頓爵士之後的所有人。

1909 年,在他的理論首次發表過了四年的時候,愛因史坦總算得到了教職。

隨著愛因史坦在科學界的名聲越來越響,新的、更棒的工作機會紛紛找上門來。短短幾年裏,愛因史坦先後在蘇黎世大學、布拉格的德國大學工作,接著又回到蘇黎世的理工學院。

老是搬家,愛因史坦參加的會議又多,再加上他一門心思撲在科學上,這讓米列娃(愛因史坦的妻子)覺得自己被冷落了,特別孤單。1913 年,愛因史坦得到了柏林大學教授的職位,妻子不想讓他去,可愛因史坦左思右想,最後還是決定接受這個職位。

到了柏林沒多久,米列娃跟愛因史坦就分道揚鑣了。米列娃明白這婚姻沒法挽回,就帶著孩子回了蘇黎世,他倆在 1919 年正式離了婚。

【享譽全球】

在第一次世界大戰的時候,愛因史坦待在柏林,一門心思地鉆研新理論,工作起來就跟入迷了似的。

1917 年,壓力把他給整垮了,他病倒啦——被確診是膽結石,隨後愛因史坦就在家裏養了好長一陣子。

就在這段日子,愛因史坦亮出了他的廣義相對論,這一理論琢磨了加速度與重力給時間和空間帶來的作用。要是愛因史坦的理論沒錯,那太陽的重力會讓恒星發出的光變彎。

1919 年,愛因史坦的廣義相對論能在日食時接受檢驗。1919 年 5 月,有兩位英國天文學家搞了一次探險,觀測日食還記錄了彎曲的光線。1919 年 11 月,他們的發現被公布了。

在第一次世界大戰的時候出了好多流血的大事兒,全世界的人都盼著能知道本國以外的訊息,愛因史坦就這麽一下子出名了。

這不光是他那具有革命性的理論,更讓大眾感興趣的是愛因史坦的平常模樣——愛因史坦頭發亂糟糟的、衣服不合身、有著像母鹿似的眼睛,還有詼諧的迷人特質,這讓他特受普通人歡迎。

他是個天才,不過為人卻很隨和親切。

愛因史坦一下子出了名,不管走到啥地方,都有記者和攝影師追著他。他得了榮譽學位,還被讓去各國存取。

【成為國家公敵】

在 20 世紀 30 年代初,德國的政治氛圍有了極大的改變。1933 年希特勒上台後,愛因史坦去了美國。納粹馬上把愛因史坦當作國家的敵人,把他的房子給洗劫了,還燒了他的書。

死亡威脅一來,愛因史坦就把去紐澤西州普林斯頓高等研究所任職的計劃定下來了。他在 1933 年 10 月 17 日到了普林斯頓。

在納粹掌控德國之前,愛因史坦一直都是堅定的和平主義者。但當納粹占領的歐洲傳出那些讓人痛心的事兒,愛因史坦就重新審視了自己的和平主義理想。

1939 年 7 月,科學家利奧·西拉德跟尤金·維格納去找愛因史坦,一起探討德國造原子彈的可能性。

德國制造這類破壞性武器的情況促使愛因史坦給羅斯福總統寫信,提醒他留意這種有巨大潛在威脅的武器。對此,羅斯福搞了曼哈頓計劃,把一群美國科學家聚到一起,讓他們趕在德國之前,造出能用的原子彈。

雖然愛因史坦的信推動了曼哈頓計劃,可他本人壓根就沒參與制造原子彈。

1922 年往後直到生命結束,愛因史坦始終在找「統一場論」,他堅信「上帝不擲骰子」,一門心思尋找一個能把基本粒子之間所有基本物理學力都結合起來的單一、統一的理論,可惜的是,愛因史坦始終沒找到。

二戰結束後的那幾年,愛因史坦提倡世界政府和公民權利。1952 年,以色列首任總統哈伊姆·魏茨曼過世後,有人讓愛因史坦當以色列總統。可愛因史坦覺得自己不善於搞政治,加上年紀大了沒法從頭開始,就拒絕了這一邀請。

1955 年 4 月 12 號,愛因史坦在自家暈倒了。才過了六天,他就因為脈瘤破裂走了,當時 76 歲。

資料出處:

【愛因史坦年】Smithsonian.com,史密森學會,2005 年 6 月 1 號。【愛因史坦】Biography.com,A&E Networks Television,2019 年 2 月 14 號。Kuepper,漢斯 - 約瑟夫。【愛因史坦論文集】艾伯特·愛因史坦 - 榮譽、獎項與獎賞。