爱因斯坦是如何一步一步步入伟大的?

小小怪 2022-06-1702:50:52名人评论24阅读模式

网上看到一个问题:爱因斯坦是如何一步一步成为伟大的科学家的?我将我之前的几篇文章做了一个汇总性的回答,文字如下:

1879年1岁。阿尔伯特·爱因斯坦出生于德国乌尔姆市(3月14日)。1881年2岁。妹妹玛雅出生。1884年5岁。父亲给他看一个罗盘。1885年6岁。开始在慕尼黑上学。1888年9岁。进入慕尼黑的卢伊特波尔德高级中学学习。1889-1892年10-13岁。开始自学数学和科学。没有行受戒礼。1894年15岁。未等毕业离开卢伊特波尔德高级中学。赴意大利和父母会面。1895-1896年16-17岁。在瑞士阿劳州立中学学习。1896年17岁。放弃德国国籍。1896-1900年17-21岁。在苏黎士的瑞士联邦理工学院学习并毕业。1901年22岁。取得瑞士国籍。申请科研职位无果。发表第一篇科学论文。

1901年 爱因斯坦22岁,这一年是爱因斯坦一生中最落魄彷徨的一年,虽然拿到了毕业证,但班里一共五位同学,他未来妻子同班同学米列娃没有拿到毕业证,其余三名都顺利留校担任助教。爱因斯坦提出了留校申请,被拒之门外,试着像瑞士德国波兰的物理学家申请助教职位,但都石沉大海。1902年23岁。女儿出生。开始在伯尔尼的专利局工作。(6月23日)1903年24岁。和米列娃·玛里奇结婚。女儿可能被收养。与索洛文和哈比希特创建奥林匹亚科学院。1904年25岁。长子汉斯出生。

庞加莱在1897年发表了一篇文章《空间的相对性》,其中已有狭义相对论的影子。1898年庞加莱又发表《时间的测量》,提出了光速不变性假设。1902年,庞加莱阐明了相对性原理。1904年,庞加莱将洛伦兹给出的两个惯性参照系之间的坐标变换关系命名为‘洛伦兹变换’。再后来,1905年6月,庞加莱先于爱因斯坦发表了相关论文《论电子动力学》。大约一个月后,爱因斯坦也发表了他在相对论上的第一篇论文。

1905年26岁。完成五篇科学论文(第二篇是其博士论文),分别关于光量子(3月)、分子大小(4月)、布朗运动(5月)、狭义相对论(6月)和E= mc2(9月)。1905年3月,奇迹出现了,爱因斯坦完成光电效应论文。4月,用新理论测量分子半径完成博士论文。11天后爱因斯坦关于布朗运动的论文完成对原子学说盖棺定论。6月 ,关于移动物体的电动力学论文出世,也就是狭义相对论,改变人类认识宇宙的方式。最后一篇论文关于质能方程的论文,推导出 E=MC2,5篇论文的发布建立起现代物理学两大基石 ——相对论和量子力学。

1907年,爱因斯坦完成了一篇通俗性的相对论文,其中包含一般形式的质能关系式:E =mc2.他的卓越论文建立了全新的质量、时间和空间概念,并向同时 性观念提出了挑战。《物理年鉴》(德语:Annalen der Physik),又译《物理学年鉴》、《物理学记事》,是自1799年刊行至今的德国物理学期刊。期刊刊发实验物理、理论物理、应用物理、数学物理等相关领域的原创、经过同行评审的文章。爱因斯坦发表的这本期刊,过审率在95%,也就是说大部分论文都可以发表。

当时爱因斯坦的论文受到了德国科学界顶级科学家的追捧。量子力学奠基人之一,也是爱因斯坦的贵人普朗克非常欣赏爱因斯坦的相对论,爱因斯坦大学的数学老师更是将相对论用数学的形式扩展为四维时空理论。当时德国是世界的科学中心,掌握着科学走向的话语权。这个影响力法国是不能相比的。如同牛顿和莱布尼茨争夺微积分发明权,牛顿占据了当时英国作为世界科学中心的有利条件,也是非常重要因素,使得牛顿的影响力远大于莱布尼茨。

1906年27岁。运用量子理论完成固体比热的论文。1907年28岁。发现对广义相对论至关重要的等效原理。1908年29岁。闵可夫斯基用四维时空重新表述狭义相对论。1909年30岁。在萨尔茨堡讲演,提出波粒二象性。离开专利局,到苏黎世任理论物理学教授。1910年31岁。次子爱德华出生。1911年32岁。到布拉格任理论物理学教授。在布鲁塞尔出席第一届索尔维会议。1912年33岁。回苏黎世任理论物理学教授。1914年35岁。迁居柏林,任普鲁士科学院院士。与米列娃分居,米列娃和儿子回到苏黎世。公开反对德国国家主义者发动战争。1915年36岁。发表广义相对论(11月)1916年37岁。完成关于辐射的量子理论的论文,提出自发辐射和受激辐射概念。1917年38岁。完成关于宇宙结构的论文,引入宇宙学常数。1918年39岁。完成引力波的论文。欢呼德意志帝国在第一次世界大战中的垮台。1919年40岁。与米列娃离婚,与表姐爱尔莎结婚。英国天文学家对日食的观测结果(5月29日)证实广义相对论所预言的光线弯曲。1920年41岁。德国开始攻击相对论和犹太物理学。1921年42岁。初访美国,为耶路撒冷的希伯莱大学筹款。1922年43岁。访问日本。被授予1921年诺贝尔物理学奖。1923年44岁。访问巴勒斯坦。在希伯莱大学首次发表演讲。发表统一引力和电磁力的首次尝试。1925年46岁。发表关于玻色-爱因斯坦统计和玻色-爱因斯坦凝聚的两篇论文。1925-1926年46-47岁。海森堡、薛定谔等人创立量子力学。爱因斯坦表示怀疑。1927年48岁。出席索尔维会议,开始与玻尔就量子力学展开争论。1929年50岁。在普朗克70岁生日时获马克斯·普朗克奖章。1930-1933年51-54岁。三赴加州理工学院讲学。1933年54岁。纳粹掌权后宣布不再回德国。从普鲁士科学院辞职。迁居美国,在普林斯顿高等研究院工作。不再访问欧洲。

1935年56岁。发表关于量子力学的爱因斯坦-波多尔斯基-罗森佯谬。1936年57岁。第二个妻子爱尔莎在普林斯顿去世。1938年59岁。与英菲尔德合作出版《物理学的进化》。长子汉斯及家眷移居美国。1939年60岁。妹妹玛雅来到普林斯顿。在致罗斯福总统的信上签字,敦促研制原子弹对付德国。1940年61岁。入美国国籍(保留瑞士国籍)。1943年64岁。开始为美国海军做战时工作,但未参与原子弹研制工程。1946年67岁。担任原子科学家紧急事务委员会主席。支持军控,敦促建立世界政府。反对美国的种族主义。1948年69岁。经诊断患动脉瘤。前妻米列娃在苏黎世去世。1950年71岁。在遗嘱中指定遗稿存放在耶路撒冷的希伯莱大学。反对研制氢弹。接美国联邦调查局局长胡佛命令,被秘密调查是否是从事颠覆活动的共产主义分子。1951年72岁。妹妹玛雅在普林斯顿去世。1952年73岁。以色列政府邀请担任总统,被拒绝。1953-1954年74-75岁。公开反对麦卡锡主义,引发激烈争论。1955年76岁。在罗素-爱因斯坦宣言上签字,反对核武器扩散。在普林斯顿去世(4月18日),临终时仍在思考统一理论。

牛顿、爱因斯坦式人物的诞生,不仅在于他们个体的努力,更是大环境的促成。今天有很多科学研究工作者,也有很多民科,都希望能成为划时代的像爱因斯坦式的人物。其实像爱因斯坦、牛顿、中国春秋时期的老子、甚至更早期传说中的伏羲这样的划时代大思想家的出现(我之所以这么把传说中的人物也写上,就是大跨度历史下来看这些大思想家、大科学家的共通之处),从大环境上看,有以下几个特征:

一是大多生于多国混战时期。多国混战产生了对经验类思想认知的巨大需求,需求刺激经验类认知模式的产生,相应人物也会在历史舞台登场,其中必有最顶级大师出现。科学是经验类认知模式之一,近现代的欧洲列强争霸战和第一、二次世界大战出现了牛顿和爱因斯坦。

二是受教育于世界科学中心。2000年前的周王朝,是当时全世界的思想中心,这个毋庸置疑。而17世纪的英国,也正是世界学术中心,20世纪初期,则是德国为世界科学中心。只有在世界的科学中心,才能耳需目染的不自觉的接受到时代最先进的思想和方法。

三是正好遇到世界最顶级学者作老师,即使老师并不喜欢他。老子小时候的老师就是他父母请的当时最知名的学者,而他后来又是守藏史,有机会阅读当时最先进的思想。牛顿的大学老师本身就是一个奇迹,把教授职位让给他以后自己做别的事去了。爱因斯坦的数学老师闵可夫斯基更是当时顶级数学家,而他的学生有好几个是知名科学家、数学家,虽然在大学时他并不喜欢爱因斯坦,但后来他是爱因斯坦的粉丝,并完成了狭义相对论四维时空数学框架。

四是正好当时的认知水平已经达到出现新思想的临界状态。这个就不用说了,牛顿当时已经有多位学者自称证明了行星椭圆轨道,之前的伽利略更是早就推导出了运动和重力的关系式。爱因斯坦狭义相对论之前也早就有洛伦茨变化,马赫的思想深深影响着他。

牛顿、爱因斯坦的诞生对个体是偶然,在整个历史进程中又存在必然,往往大师级人物出现是某段时期批量出现的,不是一个两个,如同大地震之前之后一定有很多次小地震,这是时代特点。


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