Содержание
Краткий курс истории. Альберт Эйнштейн
14 марта 1879 года родился известнейший немецкий физик-теоретик, автор общей теории относительности Альберт Эйнштейн. Его биография, местами долго остававшаяся загадочной, была окутана различными легендами. Лишь обнародованная в 2006 году архивом Еврейского университета в Иерусалиме личная переписка гения пролила свет на многие вопросы.
Заядлый прогульщик
Эйнштейн рос замкнутым ребенком, заговорил лишь в возрасте семи лет. В школе будущий гений не блистал, а даже наоборот. Педагоги были уверены, что ничего дельного из мальчика не выйдет. В юношеском возрасте он предпочитал заниматься самообразованием, нежели посещать скучные занятия в гимназии. Особенно много времени он уделял точным наукам, чтению и игре на скрипке. Гимназию Эйнштейн так и не окончил, а при поступлении в Цюрихский политехникум блестяще сдал только математику и физику, провалив все остальное. Впоследствии он все же попал в политехникум и окончил его с прекрасными результатами, но и там успел прослыть заядлым прогульщиком.
Личная жизнь
Опубликованные письма физика показали его как отчаянного женолюба. За всю жизнь он имел по меньшей мере десять любовниц. И все же однажды он остановил взгляд на Милеве Марич, ставшей его первой женой. Правда, от страстной любви Альберт вскоре остыл. Он даже поставил Милеве унизительные условия замужества, которые превращали невесту скорее в домработницу, секретаря и научного помощника, нежели во «вторую половину». И все-таки она согласилась. Милева родила отцу теории относительности двоих сыновей. В 1919 году при бракоразводном процессе Эйнштейн пообещал Милеве серьезную сумму, после того как получит Нобелевскую премию, и сдержал слово. А еще он до конца жизни продолжал заботиться о своем неполноценном сыне. Второй супругой Эйнштейна стала его родственница, Эльза Эйнштейн-Ловенталь.
После теории
Работу над общей теорией относительности Эйнштейн закончил в 1915 году в Берлине, но Нобелевскую премию физику дали в 1922 году за объяснение законов фотоэффекта.
Вслед за этим событием к ученому мгновенно пришла мировая слава. Но, несмотря на известность, Эйнштейн, бывший пацифистом, на родине регулярно подвергался преследованиям. После прихода к власти Адольфа Гитлера (в 1933 году) Эйнштейн уехал в США, получил там гражданство и больше никогда не возвращался в Германию. Он входил в группу ученых, поставивших подпись под письмом, положившим начало американской ядерной программе. Но работ по созданию ядерного вооружения Эйнштейн не вел, его исключили из проекта за связь с коммунистами. Впрочем, на склоне лет Эйнштейн активно выступал против применения ядерного оружия, да и подпись тогда он поставил потому, что необходимо было противостоять гитлеровской Германии, где уже велись подобные разработки. Гениального физика не стало 18 апреля 1955 года, накануне он уничтожил результаты своего самого последнего исследования. Почему – до сих пор остается загадкой.
Эйнштейн, Альберт
Альберт Эйнштейн родился 14 марта 1879 года в
австрийском городке Ульме.
Альберту был
один год, когда семья перебралась в Мюнхен.
В Мюнхене Альберт поступил в начальную
школу, а затем в луитпольдовскую гимназию.
Закончив шесть классов, он жил до осени 1895
года в Милане и учился самостоятельно.
Осенью 1895 года он приезжает в Швейцарию,
чтобы поступить в Высшее техническое
училище в Цюрихе. Экзамены по ботанике и
французскому языку были провалены.
Директору политехникума понравился
молодой человек, и он посоветовал Эйнштейну
поступить в последний класс кантональной
школы в Аарау, чтобы получить аттестат
зрелости.
После года обучения в Аарау, Альберт решил
стать преподавателем физики, и в октябре 1896
года он был принят в политехникум на
учительский факультет.
Летом 1900 года политехникум был закончен.
Альберт получил диплом учителя физики и
математики, а в 1901 году — швейцарское
гражданство.
После двух трудных лет, Эйнштейн был
зачислен на должность эксперта третьего
класса с годовым жалованием 3500 франков в
федеральное бюро патентов в Берне.
Там он
проработал семь с лишним лет — с июля 1902 по
октябрь 1909 года. Необременительная работа и
простой уклад жизни позволили Эйнштейну
именно в эти годы стать крупнейшим физиком-теоретиком.
После работы у него оставалось достаточно
много времени для того, чтобы заниматься
собственными исследованиями.
В 1904 году он закончил и послал в журнал «Анналы
физики» статьи, посвященные изучению
вопросов статистической механики и
молекулярной теории теплоты. В 1905 году эти
статьи были напечатаны. Ученый смог
объяснить броуновское движение молекул и
сделал вывод о том, что можно вычислить
массу и число молекул, находящихся в данном
объеме. Во второй работе предлагалось
объяснение фотоэффекта. Эйнштейн
предположил, что некоторые металлы могут
испускать электроны под действием
электромагнитного излучения. Третья, самая
замечательная работа Эйнштейна привела к
созданию теории относительности. Ученый
пришел к выводу, что ни один материальный
объект не может двигаться быстрее света. На
основании этого он пришел к заключению, что
масса тела зависит от скорости его движения
и представляет собой «замороженную
энергию», с которой связана формулой —
масса умноженная на квадрат скорости света.
Весной 1909 года Эйнштейн был назначен
экстраординарным профессором
теоретической физики Цюрихского
университета.
В начале 1911 года ученого пригласили
занять самостоятельную кафедру в немецком
университете в Праге. А летом следующего
года Эйнштейн возвратился в Цюрих и занял
место профессора в политехникуме, в том
самом, где он сидел за студенческой скамьей.
В 1914 году Энштейна пригласили в Германию
на должность профессора Берлинского
университета и одновременно директора
Физического института кайзера Вильгельма.
В 1915 году в Берлине ученый завершил свой
шедевр — общую теорию относительности. В ней
было не только обобщение специальной
теории относительности, но излагалась и
новая теория тяготения. Энштейн
предположил, что все тела не притягивают
друг друга, как считалось со времен Исаака
Ньютона, а искривляют окружающее
пространство и время. Среди прочих явлений,
предсказывалось отклонение световых лучей
в гравитационном поле. Когда было
официально объявлено о подтверждении его
теории, Эйнштейн за одну ночь стал знаменит
на весь мир.
Несмотря на то что Эйнштейн был признан
одним из крупнейших физиков мира, в
Германии он подвергался преследованиям из-за
своих антимилитаристских взглядов и
революционных физических теорий. Когда к
власти пришел Гитлер, Энштейн покинул
страну и переехал в США, где начал работать
в институте фундаментальных физических
исследований в Принстоне.
Второго августа 1939 года Эйнштейн
обратился с письмом к президенту США
Франклину Рузвельту о предупреждении
возможности использования атомного оружия
фашистской Германией.
Позднее ученый жалел об этом письме.
Энштейн выступал с осуждением американской
«атомной дипломатии».
Незадолго до смерти Эйнштейн стал одним
из инициаторов воззвания крупнейших ученых
мира, обращенного к правительствам всех
стран, с предупреждением об опасности
применения водородной бомбы.
18 апреля 1955 года в 1 час 25 минут Эйнштейн
умер.
Перепечатывается с сайта
http://100top.ru/encyclopedia/
Вернуться на главную страницу
Эйнштейна
досье: Альберт Эйнштейн | Институт Франклина
Введение
Хотя Альберт Эйнштейн называл себя «математическим невеждой», мышление Альберта Эйнштейна было настолько сложным, что опытные члены научного сообщества до сих пор с трудом осознают смысл и последствия его теорий.
Родившийся в Германии в 1879 году, физик с вьющимися волосами провел некоторые из своих самых важных исследований в Принстоне, штат Нью-Джерси, где провел последние годы своей жизни. Возможно, наиболее известный своей теорией относительности и уравнением E=mc2, работа Эйнштейна произвела революцию в области теоретической физики и сделала его знаменитостью во всем мире.
Представляя Эйнштейна на учениях в День медали, доктор Фредерик Палмер-младший из Комитета по науке и искусству Института Франклина сказал: «Романтика его достижений такова, что математическая физика стала популярной среди публики. »
Кем был Альберт Эйнштейн? Каковы его достижения в области физики?
Природа гения
До того, как он стал известен как гений, чья работа коренным образом изменила представление мира о физике, Альберт Эйнштейн считал себя «просто любопытным». В юности его любопытство привело его к изучению области естествознания путем частного чтения вне занятий в старшей школе, а также к применению своих знаний в своих мыслях и вопросах о природе космоса.
Эйнштейн был философом и правозащитником, а также ученым. За свою жизнь он был свидетелем двух мировых войн и предсказал изобретение атомной бомбы в ныне известном письме президенту Франклину Делано Рузвельту. Эйнштейн красноречиво изложил свои мысли о религии, науке и правах человека, а страницы его сочинений пронизаны сложными эмоциями и размышлениями человека, который был свидетелем глубоких изменений в окружающем его мире и чье непосредственное участие в крупных научных открытиях вдохновляло его. подумать о том, в какой степени развитие науки влияет на общество в целом.
Несмотря на известность, принесенную ему его теориями и исследованиями, чувство смирения Эйнштейна осталось нетронутым. Хотя анекдотические эпизоды из его юности демонстрируют некоторые признаки высокомерия и разочарования в его славе, его взрослая жизнь отмечена зрелой благодарностью за его способности и безропотным принятием своего статуса знаменитости. Размышляя о своем успехе в более поздние годы, Эйнштейн писал: «По большей части я делаю то, к чему меня побуждает моя собственная природа.
Стыдно заслужить за это столько уважения и любви».
«Одинокий путешественник» отправляется в путь
Альберт начал свое обучение в Германии, где учителя наказывали его, а одноклассники проявляли неуважение к юному Эйнштейну. В его классах начальной школы упор делался на заучивание и заучивание наизусть. Учителя немецкой начальной школы сделали Альберту выговор за то, что он слишком много думал о значении своих вопросов и не давал ответов так же быстро, как его сверстники. Дома Альберт послушно выполнял домашнее задание перед тем, как заняться одиночными играми. Одним из его любимых занятий в детстве было конструирование карточных домиков, которые иногда достигали четырех этажей. Еще в детстве Эйнштейн ценил одиночество, а в 1930 он размышлял: «Я действительно «одинокий путешественник» и никогда не принадлежал своей стране, своему дому, своим друзьям и даже своим ближайшим родственникам всем сердцем; перед лицом всех этих связей я никогда не терял чувство дистанции и потребность в одиночестве — чувства, усиливающиеся с годами» (цит.
по Cassidy 64).
Предстоящая работа
Осенью 1888 года, когда Эйнштейну было девять лет, он поступил в среднюю школу в Мюнхене, Германия, которая называлась Luitpold-Gymnasium. Эта школа уделяла особое внимание ненаучным предметам, таким как латынь и древнегреческий язык. Хотя он и получал хорошие оценки на уроках, они не вызывали у него интереса. Именно в эти школьные годы Альберт начал отклоняться от предписанной ему учебной программы, занимаясь собственным частным чтением. В возрасте тринадцати лет он попросил своих родителей купить учебник по математике , который он будет использовать в следующем году, и приступил к проработке всей программы по математике в гимназии Лютипольда за считанные месяцы. Он удовлетворял свою страсть к физике и физическим явлениям, читая учебники , которые в то время были ключевыми произведениями по естественным наукам.
Нуждается в гуманитарном образовании
Поскольку его мысли сместились в сторону колледжа и более углубленного обучения, Альберт решил подать заявление в Федеральный технологический институт (FIT) в Цюрихе, Швейцария.
Он не любил гимназию Лютипольда и не закончил там свое обучение. Вместо этого он посвятил себя периоду самообучения, в течение которого он приобрел знания по теоретической физике. Он сдал конкурсный вступительный экзамен FIT в возрасте шестнадцати лет, более чем на год моложе других студентов, которые сдавали экзамен в то же время. Результаты его экзамена показали, что он хорошо справился с математико-физической частью теста, в то время как он провалил общую часть экзамена, которая проверяла его знание литературной и политической истории и иностранного языка. Таким образом, Альберт должен был посещать среднюю школу в соседнем швейцарском городе Арау, прежде чем он был принят в FIT.
Эйнштейн начал учебу в Федеральном технологическом институте (FIT) в октябре 1896 года. Будучи студентом колледжа, он часто пропускал лекции и готовился к контрольным, заимствовав записи у своих одноклассников, и позже назвал себя посредственным студентом университета. Хотя Альберт не был заядлым участником своих занятий, искренний интерес Альберта к теоретической физике вдохновил его посвятить много времени ее изучению.
Еще будучи студентом, он участвовал в ряде физических экспериментов и последовательно стремился соединить абстрактные понятия теоретической физики с практическими вопросами. Его докторская диссертация сделала шаг к такому объединению, объединив теоретическое утверждение о существовании молекул с описанием физического закона, управляющего поведением молекул. Эйнштейн использовал экспериментальные данные для дальнейшего описания этого закона и дальнейшего развития отношений между теоретическим и практическим.
Princeton Days
После того, как он получил степень в FIT, Эйнштейн нашел работу в качестве доцента, а затем и профессора теоретической физики. Он предпочитал исследования преподаванию, и в 1914 году он принял оплачиваемую исследовательскую должность в Берлине, Германия, который в то время считался «столицей» физики. В 1933 году подъем нацистской власти в Германии побудил Эйнштейна уйти в отставку со своего поста в Берлине и бежать в Соединенные Штаты, где он поселился на Мерсер-стрит, 112 в Принстоне, штат Нью-Джерси, и занял должность на факультете Принстонского института исследований.
Продвинутое исследование.
Освальд Веблен, первый профессор Института перспективных исследований, помог выбрать и переместить Эйнштейна и других иностранных математиков после прихода Гитлера к власти в Европе. Веблен был ведущим геометром и некоторое время был президентом Американского математического общества и Международного конгресса математиков, проходившего в Гарварде. Хотя Веблен пользовался большим уважением как ученый, он ценил свои отношения со своими учениками и помогал проектировать общие пространства в зданиях Принстона, чтобы способствовать формированию отношений между студентами и преподавателями.
Проверка и публикация теории относительности Эйнштейна в 1919 году мгновенно принесли ему статус знаменитости.
Под следствием
В августе 1939 года Эйнштейн отправил письмо в Белый дом, информируя президента Франклина Делано Рузвельта о потенциальной угрозе, которую представляет открытие и последующие эксперименты с ядерным делением в Берлине, Германия.
Его зловещее предсказание гласило:
«Это новое явление также приведет к конструированию бомб, и вполне возможно — хотя гораздо менее определенно — что таким образом могут быть сконструированы чрезвычайно мощные бомбы нового типа. Единственная бомба этого типа , перевезенный на лодке и взорванный в порту, вполне может уничтожить весь порт вместе с некоторой прилегающей территорией».
История показывает, что Эйнштейн отправил президенту Рузвельту четыре письма, в каждом из которых выражалась повышенная срочность действий. В декабре 1941 года Рузвельт прислушался к предупреждению Эйнштейна и организовал американское расследование ядерного деления и разработки такой бомбы, известное как Манхэттенский проект. Этот совершенно секретный проект осуществлялся в лаборатории в Лос-Аламосе, штат Нью-Мексико. Четыре года спустя, в 1945 году, Соединенные Штаты сбросили недавно разработанную атомную бомбу, разрушив японские города Хиросиму и Нагасаки.
Несмотря на свою роль в предупреждении президента о возможности создания ядерного оружия, Эйнштейн не участвовал в Манхэттенском проекте.
Хотя в 1940 году ему было предоставлено американское гражданство, его участие в либеральных организациях, миссии которых призывали к миру во всем мире, сделало Эйнштейна «радикалом» в глазах Федерального бюро расследований. В ответ на предполагаемую угрозу, исходящую от Эйнштейна, ФБР составило обширный секретный файл на ученого, отслеживая и записывая его передвижения. Его статус угрозы безопасности помешал Эйнштейну получить допуск, необходимый для входа в секретную лабораторию в Нью-Мексико. Весьма вероятно, что это не стало источником разочарования для Эйнштейна, публично заявившего о своей приверженности пацифизму. Он был весьма огорчен, когда общественное сознание связало его со сбросом атомных бомб в 1945 и последующие жертвы среди гражданского населения.
Хотите узнать больше об Альберте Эйнштейне? Узнайте больше о премии Бенджамина Франклина
Личные обязательства
Эйнштейн предан своей семье, на протяжении всей своей жизни он дважды женился и имел троих детей.
Все трое детей были результатом его отношений с Милевой Марич, с которой он познакомился, когда был студентом университета. Милева была однокурсницей и коллегой-ученым, и данные свидетельствуют о том, что она сыграла важную роль в развитии некоторых теорий своего мужа. Детей Эйнштейна звали Лизерль, Ганс Альберт и Эдуард, которого звали Тете. В конце концов Эйнштейн развелся с Милевой и четыре месяца спустя женился на своей кузине Эльзе Левенталь.
Эйнштейн также был глубоко привержен своей еврейской вере. Его религиозные убеждения вдохновили его заняться философскими мыслями и отстаивать дело сионистов и их поиски еврейского родного государства в Палестине. Ему предложили стать президентом Израиля в 1952 году, но он отказался от этой чести. Он умер три года спустя от аневризмы брюшной аорты, завещав большую часть своих сочинений и фотографий Еврейскому университету в Иерусалиме.
Вечная загадка
Хотя в современном обществе его считают гением, образ мышления Эйнштейна резко отличался от мышления большинства других ученых, когда он первоначально сочинял некоторые из своих самых известных теорий.
В первые годы 20-го века к теоретикам не относились с большим уважением, но Эйнштейн рассматривал теоретическую работу как высокое призвание. Размышляя о теоретической физике, Эйнштейн писал: «Вскоре я научился улавливать то, что могло привести к основам, и отворачиваться от всего остального, от множества вещей, загромождающих ум и отвлекающих его от существенного… вон там есть этот огромный мир, который существует независимо от нас, людей, и стоит перед нами, как великая вечная загадка».
Электромагнитные волны
Некоторые ученые в конце 1800-х и начале 1900-х годов верили и описывали сущность, известную как «эфир». Эфир считался фоном в состоянии абсолютного покоя, на котором происходило движение элементов космоса. Эйнштейн не соглашался с существованием эфира, что будет видно при обсуждении его специальной теории относительности. Однако понимание эфира важно для понимания теории электромагнитных явлений, которая предшествовала теории относительности Эйнштейна.
В XIX веке ученые Майкл Фаради, Джеймс Клерк Максвелл и Генрих Герц сформулировали теорию, описывающую электромагнитные явления.
Эта теория указывала на то, что электрические и магнитные силы возникают в результате действия электрических и магнитных полей, существующих в пространстве между электрическими зарядами. Эти электрические заряды производились эфиром, который, как считалось, мог воздействовать электрическими силами на обычную материю. Герц показал, что движущиеся электромагнитные поля могут отрываться от обычной материи и распространяться в эфире как независимые электромагнитные волны, несущие энергию. Эти электромагнитные волны бывают видимыми и невидимыми. Герц показал, что видимый свет — это одна из видимых форм электромагнитной волны. К невидимым электромагнитным волнам относятся радиоволны, рентгеновские лучи и микроволны. Представление о таких волнах, движущихся в эфире, можно уподобить волнам, которые распространяются по пруду после того, как в воду брошен камень. Рябь в пруду можно рассматривать как эквивалент электромагнитных волн, а неподвижную воду — как эквивалент эфира. В пруду сила удара камня о воду приводит к образованию ряби.
Одним из вопросов, озадачивающих ученых времен Эйнштейна, было то, что именно вызвало образование электромагнитных полей, независимое движение которых приводило к электромагнитным волнам, которые, по их представлению, двигались в пространстве.
Электрон
В 1897 году был открыт источник электромагнитных полей: электрон. На момент открытия электрон обладал наименьшей из известных масс. Он также нес наименьший из известных электрических зарядов. Было обнаружено, что из-за его заряда он является источником электромагнитных полей. Однако электрон создал проблему для ученых, занимающихся электромагнитной теорией. Как обсуждалось выше, электромагнитная теория имела дело с полями и волнами, сущностями, которые считались непрерывными и не имеющими массы. Электроны не непрерывны и не лишены массы: это отдельные заряженные частицы, обладающие массой. Таким образом, электроны не «вписывались» в электромагнитную теорию, как она понималась в конце XIX века.й век. Они задали Эйнштейну и его современникам еще одну загадку.
Квантовый скачок
В 1905 году Эйнштейн бросил вызов концепции, согласно которой видимый свет, одна из форм электромагнитных волн, всегда ведет себя как непрерывная волна. Эйнштейн утверждал, что в некоторых случаях свет ведет себя как отдельные частицы. Он назвал эти частицы «квантами света» и сказал, что каждый «квант света» несет «квант», то есть фиксированное количество энергии. Таким образом, световой луч состоит из множества «квантов света», которые наблюдаются как одна непрерывная волна. Полная энергия светового луча, как сказал Эйнштейн, представляет собой сумму индивидуальных энергий отдельных «квантов света». Сегодня эти «кванты света» называют «фотонами». Теории, рассматривающие общую энергию как «квантованную» (это означает, что общая энергия рассчитывается путем сложения фиксированных энергий отдельных «квантов», из которых состоит общая энергия), известны как квантовые теории.
Это (Фото) Электрический!
Гипотеза кванта света Эйнштейна помогла объяснить определенное поведение видимого света, которое нельзя было бы объяснить, если бы понималось, что видимый свет существует в форме волны, а не в форме крошечных отдельных частиц.
Одно из таких явлений было известно как фотоэффект. Ученые заметили, что когда свет попадает на металл, электроны выбрасываются с его поверхности. Кванты света Эйнштейна могли выбрасывать электроны с поверхности металла, изменяя энергетические состояния электронов, с которыми они сталкивались. Кванты света — это маленькие сгустки энергии, и, согласно теории электронов, электроны поглощают энергию. Акт поглощения энергии переводит электрон в более высокое энергетическое состояние, заставляя его прыгать. Когда он возвращается в состояние покоя, он излучает поглощенную энергию в виде света. Это приводит к наблюдаемому выбросу электронов с поверхности металла, известному как фотоэлектрический эффект.
Галилей и теория относительности
Хотя Эйнштейн — ученый, чаще всего связанный с теорией относительности, есть несколько мыслителей, ответственных за ее формулировку. Первым известным человеком, выдвинувшим теорию относительности, был Галилей, сформулировавший первый «принцип относительности» в семнадцатом веке.
Сформулировав свой принцип относительности, Галилей устранил различие между неподвижными и движущимися наблюдателями, утверждая, что люди на Земле не могут сказать, действительно ли они находятся в состоянии покоя или движутся вместе с вращением Земли каждый день. Чтобы продемонстрировать это, Галилей использовал пример пушечного ядра, падающего с верхушки корабельной мачты. Он отметил, что пушечное ядро приземлится у основания мачты, независимо от того, движется ли корабль устойчиво через океан или находится в доке. Даже если они наблюдают за падающим мячом, люди на корабле не могут сказать, действительно ли они находятся в покое или движутся вместе с кораблем. Они не могут отличить свое состояние покоя от состояния корабля, наблюдая за движением, происходящим в «системе отсчета» корабля. Другими словами, человек, отдыхающий на палубе корабля, не может определить, находится ли корабль в покое или движется с постоянной скоростью через океан, наблюдая за действиями, происходящими на самом корабле.
Этот человек должен наблюдать за кораблем относительно его окружающей среды, чтобы сделать такое определение.
Принципиальное дело
В 1905 году Эйнштейн написал статью под названием «Об электродинамике движущихся тел». Эта статья послужила основой для его теории относительности. Он также включал многие теории и результаты ученых, чьи работы предшествовали Эйнштейну, настолько, что многим из его современников было трудно отличить «специальную теорию относительности» Эйнштейна от других общепринятых теорий того времени. Главное отличие теорий Эйнштейна от других распространенных научных теорий XIX в.00-х заключается в том, как Эйнштейн вывел свои теории. В то время как многие его современники рисовали «конструктивные теории», Эйнштейн рисовал «принципиальные теории».
Теории Эйнштейна не были гипотезами, построенными на экспериментальных данных. Скорее, это были универсальные принципы, призванные повлиять на всю физику. Всю свою жизнь Эйнштейн руководствовался желанием выделить единую теорию, которая объединила бы гравитацию и электромагнитные поля.
Хотя эта единственная теория еще не найдена, работа Эйнштейна вдохновила современных физиков на продолжение поиска единой теории.
Специальная теория относительности
Специальная теория относительности Эйнштейна по своей сути является теорией измерений. Он квалифицировал эту теорию как «специальную», потому что она относится только к равномерным скоростям (то есть к объектам, находящимся в покое или движущимся с постоянной скоростью). Формулируя свою теорию, Эйнштейн отверг понятие «эфира», а вместе с ним и «идею абсолютного покоя». До создания специальной теории относительности Эйнштейна физики понимали, что движение происходит на фоне абсолютного покоя («эфира»), причем этот фон действует как точка отсчета для всего движения. Отказавшись от концепции этого фона, Эйнштейн призвал к пересмотру всего движения. Согласно его теории, всякое движение относительно, и каждое понятие, включающее пространство и время, должно рассматриваться в относительных терминах. Это означает, что нет постоянной точки отсчета, относительно которой можно было бы измерять движение.
Измерение движения никогда не бывает абсолютным, но относительным к данному положению в пространстве и времени. Возвращаясь к пушечному ядру Галилея, Эйнштейн обдумал следующее: пушечное ядро, падающее с мачты корабля, наблюдателю, стоящему на палубе корабля, покажется падающим прямо вниз; однако наблюдателю, стоящему на берегу, пушечное ядро могло показаться движущимся по изогнутой траектории к основанию мачты. По какой траектории на самом деле летел мяч? Согласно специальной теории относительности Эйнштейна, ответ таков: и то, и другое — и ни то, ни другое. Каждое наблюдение наблюдателя достоверно в своей собственной системе отсчета, но каждое из них является не более чем артефактом измерения или наблюдения, предпринятого наблюдателем.
Последствия теории относительности
Специальная теория относительности Эйнштейна имеет много сложных следствий, которые сбивают с толку даже современных ученых. Одним из самых известных следствий этой теории является формула E=mc 2 .
Эта теория связывает энергию с массой, умноженной на квадрат скорости света. Часто считающаяся «пределом скорости» Вселенной, скорость света эквивалентна примерно 186 000 миль в секунду.
Четырехмерное пространство
В 1904, математику Герману Миновски удалось математически представить специальную теорию относительности Эйнштейна. Он сделал это, введя концепцию четырех измерений: трех пространственных и одного временного. Используя свое математическое представление, он смог описать положение и движение объектов, таких как ускорение электронов, когда они перемещались в пространстве. Четырехмерное пространство-время Миновского помогло Эйнштейну разработать свою общую теорию относительности, которую он впоследствии считал своим величайшим достижением.
Принцип эквивалентности
Специальная теория относительности применима только к случаям, когда объекты движутся с постоянной скоростью. Однако общая теория относительности применима ко всем формам ускоренного движения.
Эта общая теория относительности возникла из принципа эквивалентности Эйнштейна. Эйнштейн сформулировал этот принцип, исследуя данную массу в двух различных состояниях. Первое состояние возникает, когда на рассматриваемую массу действует сила тяжести, а второе — когда масса находится в состоянии инерции (когда она сопротивляется силам и ускорениям). Согласно принципу эквивалентности Эйнштейна, данная масса эквивалентна в обоих состояниях. Возьмем, к примеру, волчок. В соответствии с принципом эквивалентности волчок имеет одинаковую массу независимо от того, падает ли он со стола (под действием силы тяжести) или вращается на столе (в состоянии инерции). Этот принцип может показаться очевидным, и на самом деле люди со времен Ньютона просто предполагали, что он верен. Однако следствия принципа эквивалентности далеко не очевидны, и Эйнштейн был первым, кто осознал эти следствия.
Общая теория относительности
Общая теория относительности Эйнштейна объединяет его специальную теорию относительности с концепцией гравитации, сформулированной сэром Исааком Ньютоном.
Ключевым открытием Эйнштейна было то, что гравитация не является результатом действия силы. Это скорее проявление искривления пространства и времени. Общую теорию относительности Эйнштейна можно понять, рассмотрев следующий сценарий. Астронавт, сидящий в космической капсуле в ожидании запуска на мысе Канаверал, чувствует свой нормальный вес. Находясь в космосе, свободный от гравитационного притяжения, космонавт чувствует себя невесомым. Однако если бы космическая капсула двигалась вверх в космосе точно с ускорением свободного падения на Земле, астронавт был бы вдавлен в свое кресло с силой, точно равной его собственному весу. Астронавт не смог бы отличить ощущение пребывания в космической капсуле перед запуском на мысе Канаверал и ощущение пребывания в космической капсуле, когда она ускоряется вверх в космосе точно с ускорением свободного падения. Он мог различить их, только глядя в окно.
Искривленное пространство
Общая теория относительности Эйнштейна описывает пространство как искривленное, при этом «искривленное пространство» представляет собой четырехмерное пространство-время, задуманное Миновски.
Искривление пространства приводит к воздействию гравитации. Это представление об искривленном пространстве становится более осязаемым, если снова подумать об астронавте и космической капсуле, но на этот раз ввести в капсулу луч света. Если луч света направить от вершины одной стенки капсулы к противоположной стенке, в то время как капсула ускоряется вверх в пространстве, свет будет казаться искривленным. Это связано с тем, что за время, необходимое для того, чтобы луч света переместился через кабину к противоположной стене, кабина ускорится вверх, и луч будет изгибаться по кабине и попадет под точку прямо напротив того места, где он начал . Свет также будет искривляться в верхней части космической капсулы, если капсула покоится на мысе Канаверал. Другими словами, световой луч действует так, как будто его тянет вниз под действием силы тяжести. Пространство-время, в котором оно движется, можно понять как искривленное присутствием массивного тела: в данном случае земли. В космосе кривизна самого пространства заставляет все объекты, такие как свет, планеты или космические корабли, следовать этой кривизне.
В обоих случаях гравитационный эффект возникает из-за искривления пространства.
Благодарность
Альберт Эйнштейн был награжден медалью Франклина в 1935 году Институтом Франклина «в знак признания его вклада в теоретическую физику, особенно его работы по теории относительности и фотоэлектрическому эффекту».
Кроме того, Эйнштейн получил почетные степени доктора естественных наук, медицины и философии многих европейских и американских университетов. Он был удостоен стипендии или членства во всех ведущих научных академиях мира.
Некоторые из известных наград Альберта Эйнштейна включают Нобелевскую премию по физике 1921 года, медаль Копли Королевского общества 1925 года и медаль Макса Планка 1929 года.
Fan Mail
Многие любознательные школьники присылали письма Альберту Эйнштейну, задавая знаменитому физику вопросы о науке и о его личной жизни. Письма Эйнштейна к детям и от детей собраны вместе в книгу под названием Дорогой профессор Эйнштейн , и сокращенный текст одного из таких писем воспроизводится ниже.
Вы можете последовать примеру детей, которые отправили свои вопросы доктору Эйнштейну, написав своим любимым ученым. Поговорите со своим учителем о типах вопросов, которые вы можете задать, и о том, как вам следует связаться с учеными, чья работа вас интересует.
Кейптаун, Южная Африка
10 июля 1946
Уважаемый сэр,
Я ужасно интересуюсь наукой, поэтому в школе много людей моего класса. Мои лучшие друзья — близнецы Уилсон. Каждый вечер после отбоя в школе мы с Пэтом Уилсоном высовываемся из окон нашей кабинки, которые находятся рядом друг с другом, и обсуждаем астрономию, которую мы оба предпочитаем всему, что касается работы. У Пэт есть телескоп, и мы изучаем те звезды, которые можем видеть. Обычно нам приходится прокрадываться мимо комнаты префекта в другие части здания, чтобы продолжить наблюдения. Нас уже несколько раз ловили, так что это довольно сложно.
Что меня больше всего беспокоит, так это то, как Космос может существовать вечно? Я прочитал много книг на эту тему, но все они говорят, что не могут объяснить, так как ни один обычный читатель не поймет.
Если вы не возражаете, если я так скажу, я действительно не понимаю, как это может быть спиралью. Но тогда, конечно, вы, очевидно, знаете, что говорите, и я не мог возразить!
Я верю, что у тебя все хорошо, и ты продолжишь делать еще много великих научных открытий.
Остаюсь,
С уважением,
Тифанни
———-
25 августа 1946
Дорогая Тифанни,
Спасибо за письмо от 10 июля.
Не беспокойтесь об «искривленном пространстве». Позже вы поймете, что для него этот статус самый легкий, какой только может быть. Употребленное в правильном смысле слово «изогнутый» имеет не совсем то же значение, что и в повседневном языке.
Я надеюсь, что ваши будущие астрономические исследования и исследования вашего друга больше не будут обнаружены глазами и ушами вашего школьного правительства. Таково отношение большинства добропорядочных граждан к своему правительству, и я думаю, что это правильно.
С уважением,
Альберт Эйнштейн
Посмотреть библиографию материалов дела Эйнштейна
Презентация Альберта Эйнштейна стала возможной благодаря поддержке The Barra Foundation и Unisys.
Особая благодарность Архиву Института перспективных исследований, Принстон, Нью-Джерси, США.
Особая благодарность Университетскому архиву, Отделу редких книг и специальных коллекций, Библиотеке Принстонского университета. [Портфолио]
Спасибо Роберте Феддер за перевод письма Альберта Эйнштейна с немецкого на английский.
Первая жена Эйнштейна помогала ему в работе? Это сложно
Кем была настоящая Милева Эйнштейн-Марик, жена знаменитого физика Альберта Эйнштейна? Обучаясь физике и математике вместе с Эйнштейном, какую роль она сыграла, если вообще сыграла, в знаменитых работах своего мужа, изменивших современную физику? Была ли она невоспетым участником или даже соавтором, рупором, главной скрипкой, прославленной помощницей, непрославленной домохозяйкой, тем, кто сделал все это возможным?
Какая разница? Это, конечно, важно, потому что работа Эйнштейна и его теории относительности, квантовой теории и теории атома легли в основу современной физики.
Без истинной истории того, что произошло на самом деле — как возникли эти фундаментальные теории, — мы не можем полностью понять их историческое значение. Более того, мы не можем воздать должное этим достижениям, особенно когда мы признаем, как часто вклад женщин-ученых, особенно научных жен и партнеров знаменитых ученых-мужчин, игнорируется, забывается и даже подавляется.
Многое было написано за последние десятилетия в поддержку одной или нескольких из вышеперечисленных точек зрения на Милеву Эйнштейн-Марик, часто с пылкой уверенностью.
Общеизвестно, что всемирно известный ученый Альберт Эйнштейн, признанный журналом TIME «человеком века», был женат. Но до 1990-х мало кто знал, что у него две жены, первая из которых по образованию математик и физик. Вторая ненаучная жена Эйнштейна, Эльза, действительно стала широко известна, особенно в Соединенных Штатах, когда она сопровождала своего мужа во время нескольких получивших широкую огласку визитов в течение 19-го века.20-х годов, затем поселилась с ним в Принстоне в 1933 году (умерла через три года).
Они поженились в 1919 году, в том же году, когда первое публичное подтверждение общей теории относительности Эйнштейна, одного из величайших достижений 20-го века, принесло ему всемирную известность.
Но именно его первая жена, Милева Эйнштейн-Марич (приблизительно произносится как Мар-итч ), сопровождала и поддерживала его интеллектуально и эмоционально на протяжении всех трудных первых лет его восхождения от начинающего студента-физика в 189 году.6 к вершине своей профессии к 1914 году. Мало что было известно о ней или его детях с ней — и мало было интереса к выяснению — до тех пор, пока обнаружение в 1986 году ее переписки с Эйнштейном не привлекло внимание широкой общественности к Милеве Эйнштейн-Марич. Письма находились во владении первого сына Эйнштейнов, Ганса Альберта Эйнштейна, и его семьи в Беркли, Калифорния. в науке, как показало наблюдение за одной женщиной, пытающейся реализовать свои мечты о научной карьере, и изучение научного и личного партнерства супружеской пары, которое, к сожалению, не увенчалось успехом.
Широкое общественное признание захватывающей истории жены Эйнштейна Милевы Эйнштейн-Марик появилось спустя годы после публикации первого тома Сборник статей Альберта Эйнштейна в 1987 году. Этот том под названием Первые годы , 1879–1902 , задокументировал юность, образование и начало карьеры молодого Эйнштейна. Особый интерес в томе представляла первая публикация 51 из недавно обнаруженных писем Эйнштейна-Марика, находившихся во владении семьи Ганса Альберта. Последующие письма появились в более поздних томах.
Исправьте свою историю в одном месте: подпишитесь на еженедельный информационный бюллетень TIME History
Этот первый том Эйнштейна Сборник статей также привлек внимание общественности к ранее малоизвестной, но впоследствии очень влиятельной биографии Милевы Эйнштейн. Марич сербского профессора науки Десанки Трбухович-Гьюрич, Im Schatten Albert Einsteins: Das tragische Leben der Mileva Einstein-Maric (В тени Альберта Эйнштейна: Трагическая жизнь Милевы Эйнштейн-Марич).
Первоначально опубликовано на сербском языке в 1969, он прошел два немецких издания и четыре издания, а также один французский перевод с 1982 по 1995 год, но никогда не публиковался в английском переводе. Тем не менее, ее биография (через своих посредников) помогла больше, чем любая другая работа, сформировать доминирующую публичную историю Милевы Эйнштейн-Марич и ее личных и научных отношений с Альбертом Эйнштейном.
Прослеживая историю жизни Милевы Эйнштейн-Марич, Трбухович-Гьюрич утверждала, часто без ссылки на источник или веских доказательств, что Марич была блестящим математиком, который превзошел Эйнштейна в математике, если не в физике. Более того, благодаря профессиональному сотрудничеству с Эйнштейном Марич якобы была непризнанным соавтором знаменитой работы своего мужа по теории относительности от 1905. Если это правда, такие утверждения означают, что еще раз, как это часто бывает в прошлом (и настоящем), вклад, сделанный женой великого человека, был печально проигнорирован общественностью, забыт историей и, по-видимому, даже подавлен.
ее мужем.
18 февраля 1990 г., почти через три года после публикации первого тома сборника статей Эйнштейна , состоялась сессия «Молодой Эйнштейн» во время ежегодного собрания Американской ассоциации содействия развитию науки (AAAS). в Новом Орлеане привлекла внимание широкой общественности к Милеве Эйнштейн-Марик и ее браку с Эйнштейном. Большинство выступавших на сессии AAAS представили научные переоценки ранней биографии Эйнштейна, его культурной среды и философии. Но двое спикеров, оба из которых ранее не занимались исследованиями Эйнштейна, ухватились за возможность создать полномасштабную интерпретацию Марич и ее научных отношений с Эйнштейном для англоязычной аудитории.
Опираясь на письма Трбуховича-Джурика и Эйнштейна-Марича для своих отдельных статей, они убедительно аргументировали поразительный вывод о том, что Милева Эйнштейн-Марич внесла существенный вклад в ранние работы Эйнштейна.
Опрометчивые и неожиданные утверждения о Милеве Эйнштейн-Марич и ее муже вызвали огромный интерес общественности и средств массовой информации, а также поток книг и статей о явной несправедливости, от которой пострадала «первая жена Эйнштейна».
Она казалась самым выдающимся и самым вопиющим примером того, как история забыла, даже преднамеренно, вклад женщин-женщин-ученых, супругов и партнеров, в великие достижения ученых-мужчин. Таким образом, ранняя история современной физики требовала немедленной корректировки. Многие из получившихся в результате популярных произведений беспрекословно повторяли и даже приукрашивали утверждения своих предшественников, в некоторых случаях явно не принимая во внимание общепринятые стандарты документальной литературы. Спустя годы то, что можно было бы назвать «Историей Милевы», появилось и стало достоянием общественности как общепринятое описание непризнанного сотрудничества Милевы Эйнштейн-Марич с ее бывшим мужем и ее вклада в его работу. Но в то же время при ближайшем рассмотрении исследователи Эйнштейна в целом отвергли большую часть этой истории на основании имеющихся документальных свидетельств. Как писал историк физики Альберто Мартинес: «Я хочу, чтобы она была тайным соавтором. Но мы должны отбросить наши спекулятивные предпочтения и вместо этого взглянуть на доказательства».
Возражения историков против истории Милевы находят все большую поддержку с 1990 года благодаря обилию новых документальных материалов и информации о Марич, Эйнштейне и их отношениях. Ввиду растущего количества первичных и вторичных материалов представляется уместным в настоящее время, спустя почти три десятилетия после обнародования истории Милевы, переоценить многие элементы столь важного исторического утверждения на основе всех имеющихся свидетельств. новый и старый.
Этот подход показывает, как далеко можно зайти не так, если не соблюдаются стандарты написания исторической и научно-популярной литературы. Но что еще более важно, он раскрывает очень человечную, реальную историю склонной к ошибкам, но смелой и решительной молодой женщины, которая по разным причинам не смогла осуществить свои мечты о карьере и замужестве, на которые она надеялась. Эта более реалистичная и убедительная история Милевы Марич приносит ей гораздо большую пользу — и способствует признанию читателями ее международной новаторской роли в содействии открытию науки и естественнонаучного образования для студенток, — чем любые преувеличенные или необоснованные утверждения о ее деятельности.