1、爱因斯坦科学巨匠科学巨匠（AlbertEinstein，1879年年3月月14日日1955年年4月月18日）日）犹太人，是犹太人，是20世纪著名世纪著名的理论物理学家、思想的理论物理学家、思想家及哲学家，也是相对家及哲学家，也是相对论的创立者，是现代物论的创立者，是现代物理学及二十世纪最重要理学及二十世纪最重要的科学家之一。的科学家之一。生平简介生平简介 1900年毕业于苏黎世工业大学，并入瑞年毕业于苏黎世工业大学，并入瑞士籍。士籍。1905年获苏黎世大学哲学博士学位。曾年获苏黎世大学哲学博士学位。曾在伯尔尼专利局任职。苏黎世工业大学在伯尔尼专利局任职。苏黎世工业大学布拉格德意志大学及苏黎世工
2、业大学教布拉格德意志大学及苏黎世工业大学教授。授。1913年返德国，任柏林威廉皇帝物理研年返德国，任柏林威廉皇帝物理研究所长和柏林大学教授，并当选为普鲁究所长和柏林大学教授，并当选为普鲁士科学院院士。士科学院院士。1933年因受纳粹政权迫害，迁居美国，年因受纳粹政权迫害，迁居美国，任普林斯顿高级研究所教授，从事理论任普林斯顿高级研究所教授，从事理论物理研究，物理研究，1940年入美国国籍。年入美国国籍。趣话爱因斯坦科学牛人之爱因斯坦0228音乐天赋爱因斯坦演奏莫扎特奏鸣曲（珍贵历史录音）063619211921年的爱因斯坦年的爱因斯坦“爱因斯坦奇迹年爱因斯坦奇迹年”在在19051905年爱因斯
3、坦发表了年爱因斯坦发表了6 6篇划时代的篇划时代的论文，论文，这一年成为经典物理学与现代物理学这一年成为经典物理学与现代物理学分水岭。分水岭。1.1.关于光的产生和转化的一个试探性观点关于光的产生和转化的一个试探性观点2.2.分子大小的新测定方法分子大小的新测定方法3.3.热的分子运动论所要求的静液体中悬浮热的分子运动论所要求的静液体中悬浮粒子的运动粒子的运动4.4.论动体的电动力学论动体的电动力学：首次提出了狭义：首次提出了狭义相对论基本原理，论文中提出了两个基本公相对论基本原理，论文中提出了两个基本公理：理：“光速不变光速不变”，以及，以及“相对性原理相对性原理”。5.5.物体的惯性同它所
4、含的能量有关吗？物体的惯性同它所含的能量有关吗？6.6.布朗运动的一些检视布朗运动的一些检视爱因斯坦的主要科学贡献爱因斯坦的主要科学贡献贡献贡献基本原理基本原理影响影响狭义相对论狭义相对论广义相对论广义相对论光量子假说光量子假说相对性相对性光速不变原理光速不变原理等效原理等效原理广义相对性广义相对性近代物理学领域近代物理学领域的一次伟大革命的一次伟大革命促进了人们对宇宙促进了人们对宇宙的认识及观测研究的认识及观测研究和理论探讨和理论探讨解释光电效应，推解释光电效应，推动量子力学的发展动量子力学的发展光具有波粒二象性光具有波粒二象性获得获得一九二一年一九二一年诺贝尔物理学奖诺贝尔物理学奖相对论相
5、对论狭义相对论狭义相对论广义相对论广义相对论光速在所有惯性参考系光速在所有惯性参考系中不变，它是物体运动中不变，它是物体运动的最大速度。由于相对的最大速度。由于相对论效应，运动物体的长论效应，运动物体的长度会变短，运动物体的度会变短，运动物体的时间膨胀。时间膨胀。以几何语言建立而成的以几何语言建立而成的引力理论，统合了狭义引力理论，统合了狭义相对论和牛顿的万有引相对论和牛顿的万有引力定律，将引力改描述力定律，将引力改描述成因时空中的物质与能成因时空中的物质与能量而弯曲的时空，以取量而弯曲的时空，以取代传统对于引力是一种代传统对于引力是一种力的看法。力的看法。(1905年年)(1915年年)佯谬
6、问题佯谬问题时钟双生子佯谬时钟双生子佯谬:相对论诞生后，曾经有一个令相对论诞生后，曾经有一个令人极感兴趣的疑难问题人极感兴趣的疑难问题双生子佯谬。一对双双生子佯谬。一对双生子甲和乙，乙在地球上，甲乘火箭去做星际旅生子甲和乙，乙在地球上，甲乘火箭去做星际旅行，经过漫长岁月返回地球。爱因斯坦由相对论行，经过漫长岁月返回地球。爱因斯坦由相对论断言，二人经历的时间不同，重逢时甲将比乙年断言，二人经历的时间不同，重逢时甲将比乙年轻。比如在这一对孪生兄弟轻。比如在这一对孪生兄弟20岁时，甲乘飞船作岁时，甲乘飞船作太空飞行，甲认为飞行时间只有一年，在其返回太空飞行，甲认为飞行时间只有一年，在其返回地面时，甲
7、只有地面时，甲只有21岁，但他却发现乙却已成了岁，但他却发现乙却已成了90多岁的老人了，亦即乙比甲年老了许多。多岁的老人了，亦即乙比甲年老了许多。狭义相对论狭义相对论爱因斯坦的相对论认为，爱因斯坦的相对论认为，光速在所有惯性参考系中光速在所有惯性参考系中不变，它是物体运动的最不变，它是物体运动的最大速度。大速度。由于相对论效应，运动由于相对论效应，运动物体的长度会变短，运动物体的长度会变短，运动物体的时间膨胀。物体的时间膨胀。但由于日常生活中所遇但由于日常生活中所遇到的问题，运动速度都是到的问题，运动速度都是很低的（与光速相比），很低的（与光速相比），看不出相对论效应。看不出相对论效应。狭义相
8、对论的证明狭义相对论的证明1966年，科学家在实验中测得年，科学家在实验中测得子绕圆形子绕圆形轨道高速运动时，其平均寿命比在地面上静轨道高速运动时，其平均寿命比在地面上静止的止的子的平均寿命长。子的平均寿命长。1971年，科学家们年，科学家们又观察到了放在卫星上绕地球旋转的原子钟又观察到了放在卫星上绕地球旋转的原子钟比地面上的原子钟走的慢得多的现象。这些比地面上的原子钟走的慢得多的现象。这些实验证明了狭义相对论的正确性，同时也就实验证明了狭义相对论的正确性，同时也就间接解释了间接解释了“双生子佯谬双生子佯谬”这个问题。这个问题。狭义相对论的副产品狭义相对论的副产品狭义相对论最著名的推论是质能公
9、式：狭义相对论最著名的推论是质能公式：E=mc2它说明了质量随能量的增加而增加。它也可以用它说明了质量随能量的增加而增加。它也可以用来解释核反应所释放的巨大能量，但它不是导致来解释核反应所释放的巨大能量，但它不是导致原子弹的诞生的原因。原子弹的诞生的原因。狭义与广义相对论的分别狭义与广义相对论的分别 目前一般认为，狭义与广义相对论的区别在于目前一般认为，狭义与广义相对论的区别在于所讨论的问题是否涉及引力（弯曲时空），即狭所讨论的问题是否涉及引力（弯曲时空），即狭义相对论只涉及那些没有引力作用或者引力作用义相对论只涉及那些没有引力作用或者引力作用可以忽略的问题，而广义相对论则是讨论有引力可以忽略
10、的问题，而广义相对论则是讨论有引力作用时的物理学的。用相对论的语言来说，就是作用时的物理学的。用相对论的语言来说，就是狭义相对论的背景时空是平直的，而广义相对论狭义相对论的背景时空是平直的，而广义相对论的背景时空则是弯曲的。的背景时空则是弯曲的。广义相对论的提出广义相对论的提出1915年年11月月25日，爱因斯坦把题为日，爱因斯坦把题为“万有万有引力方程引力方程”的论文提交给了柏林的普鲁士科学的论文提交给了柏林的普鲁士科学院，完整地论述了广义相对论。在这篇文章中院，完整地论述了广义相对论。在这篇文章中他不仅解释了天文观测中发现的水星轨道近日他不仅解释了天文观测中发现的水星轨道近日点移动之谜，而
11、且还预言：星光经过太阳会发点移动之谜，而且还预言：星光经过太阳会发生偏折，偏折角度相当于牛顿理论所预言的数生偏折，偏折角度相当于牛顿理论所预言的数值的两倍。值的两倍。由于牛顿定律由于牛顿定律给狭义相对论给狭义相对论提出了困难，提出了困难，即任何空间位即任何空间位置的任何物体置的任何物体都要受到力的都要受到力的作用。因此，作用。因此，在整个宇宙中在整个宇宙中不存在惯性观不存在惯性观测者。爱因斯测者。爱因斯坦为了解决这坦为了解决这一问题又提出一问题又提出了广义相对论了广义相对论 广义相对论广义相对论广广义义相相对对论论黑洞黑洞四维弯曲时空四维弯曲时空有限无边宇宙有限无边宇宙引力波引力波引力透镜引力
12、透镜大爆炸宇宙学说大爆炸宇宙学说为了证明广义相对论的正确，爱因斯坦为了证明广义相对论的正确，爱因斯坦求助于天文学观测，提出了三个可以用天文求助于天文学观测，提出了三个可以用天文学观测来验证的广义相对论效应。学观测来验证的广义相对论效应。第一、爱因斯坦用广义相对论解决了长期悬第一、爱因斯坦用广义相对论解决了长期悬而未解的水星近日点附加进动问题，计算结果而未解的水星近日点附加进动问题，计算结果与观测符合得很好；与观测符合得很好；第二、预言了光线在太阳引力场中会第二、预言了光线在太阳引力场中会弯曲；弯曲；第三、预言恒星发出的光谱谱线由于强大引第三、预言恒星发出的光谱谱线由于强大引力的作用会使其波长变
13、长，也就是发生引力红力的作用会使其波长变长，也就是发生引力红移。移。广义相对论的证明广义相对论的证明1919年年5月英国天文学家物理月英国天文学家物理学家爱丁顿和戴森分别奔赴非洲学家爱丁顿和戴森分别奔赴非洲西海岸的普林西比岛和巴西的索西海岸的普林西比岛和巴西的索贝瑞尔并在贝瑞尔并在29日进行了日全食观日进行了日全食观测。测。11月月6日，戴森在英国皇家日，戴森在英国皇家学会和皇家天文学会联席会议上学会和皇家天文学会联席会议上郑重宣布：得到证实的是爱因斯郑重宣布：得到证实的是爱因斯坦而不是牛顿所预言的结果他称坦而不是牛顿所预言的结果他称赞道赞道“这是人类思想史上最伟大这是人类思想史上最伟大的成就
14、之一。爱因斯坦发现的不的成就之一。爱因斯坦发现的不是一个小岛，而是整整一个科学是一个小岛，而是整整一个科学思想的新大陆。思想的新大陆。”消息传遍全消息传遍全世界，爱因斯坦成了举世瞩目的世界，爱因斯坦成了举世瞩目的名人。广义相对论也被提高到神名人。广义相对论也被提高到神话般受人敬仰的宝座。话般受人敬仰的宝座。广义相对论的证明广义相对论的证明由于地球公转引起太阳在由于地球公转引起太阳在天球上的视位置有一个周年天球上的视位置有一个周年运动，即每天的同一时刻太运动，即每天的同一时刻太阳在星空背景上的视位置都阳在星空背景上的视位置都不同，要移动差不多一度，不同，要移动差不多一度，全年正好移动一周。所以，
15、全年正好移动一周。所以，白天出现在太阳背后的星空，白天出现在太阳背后的星空，几个月前或几个月后，将在几个月前或几个月后，将在夜间出现。因此在几个月后夜间出现。因此在几个月后可以拍下日食时观测的天区。可以拍下日食时观测的天区。对比日食时拍下的太阳背后对比日食时拍下的太阳背后的星空和太阳不存在时的同的星空和太阳不存在时的同一星空照片，就可以测量出一星空照片，就可以测量出恒星位置的偏离。恒星位置的偏离。对爱因斯坦引入的这些全新的概念，大部分物理学对爱因斯坦引入的这些全新的概念，大部分物理学家，其中包括相对论变换关系的奠基人洛仑兹，都觉家，其中包括相对论变换关系的奠基人洛仑兹，都觉得难以接受。旧的思想
16、方法的障碍，使这一新的物理得难以接受。旧的思想方法的障碍，使这一新的物理理论直到一代人之后才为广大物理学家所熟悉，就连理论直到一代人之后才为广大物理学家所熟悉，就连瑞典皇家科学院，瑞典皇家科学院，1922年把诺贝尔奖金授予爱因斯坦年把诺贝尔奖金授予爱因斯坦时，也只是说时，也只是说“由于他对理论物理学的贡献，更由于由于他对理论物理学的贡献，更由于他发现了光电效应的定律。他发现了光电效应的定律。”对于相对论只字未提。对于相对论只字未提。智商智商160“你和一个漂亮姑娘在公你和一个漂亮姑娘在公园长椅上坐一小时，觉得园长椅上坐一小时，觉得只过了一分钟；你紧挨着只过了一分钟；你紧挨着一个火炉坐一分钟，却
17、觉一个火炉坐一分钟，却觉得过了一小时。这就是相得过了一小时。这就是相对论。对论。”个人名言个人名言 A=X+Y+Z!AA=X+Y+Z!A就是成功，就是成功，X X就是努力工作，就是努力工作，Y Y是懂得休息，是懂得休息，Z Z是少说废话是少说废话!科学研究好像钻木板，有人喜欢钻薄的，而我喜欢钻厚的。科学研究好像钻木板，有人喜欢钻薄的，而我喜欢钻厚的。上帝是狡猾的，但他并无恶意。上帝是狡猾的，但他并无恶意。在真理和认识方面，任何以权威者自居的人，必将在上帝在真理和认识方面，任何以权威者自居的人，必将在上帝的戏笑中垮台！的戏笑中垮台！凡在小事上对真理持轻率态度的人，在大事上也是不足信凡在小事上对真理持轻率态度的人，在大事上也是不足信的。的。智慧并非学而可取，而是毕生追求所得。智慧并非学而可取，而是毕生追求所得。我从来不把安逸和享乐看作生活目的本身我从来不把安逸和享乐看作生活目的本身这种伦理基这种伦理基础，我叫它猪栏的思想。础，我叫它猪栏的思想。我没有什么特别的才能，不过喜欢寻根刨底地追究问题罢我没有什么特别的才能，不过喜欢寻根刨底地追究问题罢了。了。没有牺牲，也就决不可能有真正的进步。没有牺牲，也就决不可能有真正的进步。一个人的价值，应当看他贡献什么，而不应看他取得什么。一个人的价值，应当看他贡献什么，而不应看他取得什么。
