人类宇宙中有头等光辉的一颗巨星

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【释义】:

物理学家爱因斯坦(Albert Einstein,1879-1955)。综观爱因斯坦一生,他在狭义相对论、广义相对论、量子论、分子运动论、宇宙学和统一场论等六个领域都作出了巨大贡献,其中有四个领域他是开创者。对于现代物理理论的建立,他应居首功。按照诺贝尔物理奖金颁发的标准,他至少可得五次奖金,即狭义相对论、质能相当性、广义相对论、光量子论和布朗运动等五项成果都应获奖。1905年他写了6篇论文,在三个领域作出了四个有划时代意义的贡献。3月写的论文《关于光的产生和转化的一个推测性的观点》,提出了光量子假说,第一次揭示了微观客体的波粒二象性,并解释了光电效应,推导出光电子的最大能量同入射光的频率之间的关系。这一关系10年后才由密立根予以实验证实。“由于他的光电效应定律的发现”,爱因斯坦获得了1921年的诺贝尔物理学奖。4月、5月和12月,他写了3篇关于液体中悬浮粒子运动(即布朗运动)的理论。其目的是要通过观测由分子运动的涨落现象所产生的悬浮粒子的无规运动,来测定分子的实际大小,以解决半个多世纪来科学界和哲学界争论不休的原子是否存在的问题。3年后,法国物理学家佩兰以精密的实验证实了爱因斯坦的理论预测。这使当时最坚决反对原子论的德国化学家、“唯能论”的创始者奥斯特瓦尔德于1908年主动宣布:“原子假说已成为一种基础巩固的科学理论。”这项成果应该得到诺贝尔奖金。6月他写了一篇开创物理学新纪元的长论文《论动体的电动力学》,完整地提出狭义相对性理论。它在很大程度上解决了19世纪末出现的经典物理学的危机,推动了整个物理学理论的革命。他从相对性原理和光速不变原理出发,要使这两个原理同时成立,不同惯性系的坐标之间的变换遵循洛伦兹变换。他得到两个在空间上分隔开的事件的“同时性”是相对的,空间长度和时间间隔不再是不变的,否定了传统的绝对时空观,以及“以太”的存在。狭义相对论已成为现代科学技术的重要理论基础。这个矗立在物理学中的丰碑,更应获得诺贝尔物理学奖金。9月他写了一篇短文《物体的惯性同它所含的能量有关吗?》,揭示了质量(m)和能量(E)的相当性:E=mc2,并由此解释了放射性元素(如镭)所以能释放出大量能量的原因。质能相当性是原子核物理学和粒子物理学的理论基础,为原子能的释放和应用奠定了理论基础,为人类迎来了和平利用原子能的时代。更令人鼓舞的是,近几年来E=mc2被用来探索宇宙的起源。目前宇宙学的研究很可能会最终确立爱因斯坦晚年梦寐以求的统一理论。这一被人们誉为新时代的奠基石的研究成果,也理应获奖。狭义相对论建立后,他并不感到满足,力图把相对性原理的适用范围推广到非惯性系。他从伽利略发现的引力场中一切物体都具有同一加速度(即惯性质量同引力质量相等)这一古老实验事实找到了突破口,于1907年提出了等效原理。经过一段曲折历程,终于在1915年11月25日发表了论文《引力的场方程》,宣告“广义相对论作为一种逻辑结构终于完成了”。他推算出光线经太阳表面所发生的偏折是1″.7,水星近日点每100年的剩余进动值是43″,同观测结果完全一致,完满地解决了60多年来天文学一大难题。预言了引力波的存在。通过对1974年发现的射电脉冲双星PSR 1913+16的周期变化进行4年的连续观测,1979年宣布间接证实了引力波的存在。这一被公认为人类思想史中最伟大的成就之一的广义相对论,当然可以获得诺贝尔物理学奖。1919年11月在宣布日蚀观测的结果时,英国皇家学会会长汤姆孙声称:爱因斯坦的理论是“人类思想史中最大的成就之一”,“它不是发现一个外围的岛屿,而是发现整个科学新思想的大陆”。更令人敬佩的是,1905年的奇迹是他利用在专利局每天8小时工作以外的业余时间,无名师指导,完全靠自己摸索创造出来的。这需要多么大的毅力!他付出了多么大的代价!正如他自己在1933年写的那样,“一旦这种想法的正确性得到了承认,最后成果就水到渠成了。任何聪明的大学生理解这些成果都不会有什么困难。但是,在一个人茅塞顿开,恍然大悟之前,在黑暗中探索他能感受到但又表达不出的真理的那些年代里,那种强烈的求知欲望,那种时儿有信心时儿又产生疑虑的心理变化,只有亲身经历的人才能知道是什么滋味。”苏联物理学家朗道曾对20世纪杰出物理学家的贡献作了一个有趣的比较。他把这些人一生的贡献分成几等,每隔一等差一个数量级。他把玻尔、海森伯、狄拉克、薛定谔等人都列为第一等(他自己列为第等),唯独爱因斯坦被破格地列为第等。1931年法国物理学家朗之万作过这样的评价:“在我们这一时代的物理学家中,爱因斯坦的地位将在最前列。他现在是并且将来也还是人类宇宙中有头等光辉的一颗巨星。”