爱因斯坦和相对论【古生物及生物进化-宇宙起源】 动物世界
爱因斯坦是一位划时代的伟大科学家,现代物理学的开创人和奠基人。他的工作对天文学和天体物理学有巨大的影响。
爱因斯坦1879年3月14日生于德国乌尔姆镇,在瑞士度过青年时代。1900年毕业于苏黎世工业大学,毕业后随即失业,后来才在伯尔尼的专利局找到一份固定的工作,爱因斯坦早期的一系列有历史意义的贡献都是在这里完成的。1909年他开始在大学任教,1914年被邀请回德国,任威廉皇家物理研究所所长兼柏林大学教授。1933年希特勒上台,由于爱因斯坦是犹太人,而且又坚决捍卫民主,于是就遭到迫害,被迫移居美国的普林斯顿。1940年入美国籍。1955年4月18日在普林斯顿逝世。爱因斯坦一生中有很多重大的贡献,他的一些主要成就都大大地推动了天文学的发展。
爱因斯坦的一项开创性贡献是发展了量子论。量子论是普郎克于1900年为解决黑体辐射谱而提出的一个假说,他认为物体发出辐射时所放出的能量不是连续的,而是量子化的。然而,大多数人,包括普郎克本人在内,都不敢把能量不连续概念再向前推进一步,甚至一再试图把这一概念纳入经典物理学体系。而爱因斯坦的态度则截然不同,他预感到量子论带来的,不是小的修正,而是整个物理学的根本变革。他把量子论推向前进,利用量子概念分析辐射的传播和吸收,提出光量子概念,完满地解释了经典物理学无法解释的光电效应的经验规律,从而动摇了光的波动论的正统地位。这项工作获得了1921年的诺贝尔物理学奖。
作为爱因斯坦终生事业的标志是他的相对论。他在1905年发表的题为《论动体的电动力学》的论文中,完整地提出了狭义相对论。近年来发现越来越多的高能天体物理现象,狭义相对论已成为解释这一现象的一种最基本的理论工具。狭义相对论确立之后,爱因斯坦开始致力于引力理论的研究。他也象在建立狭义相对论的工作一样,抓住一个众所周知的基本事实,即:惯性质量同引力质量之比是一个与物性无关的普遍常数。根据这一点,他提出等效原理。经过多年的努力,终于在1915年建立了本质上与牛顿引力理论完全不同的引力理论--广义相对论。
根据广义相对论,爱因斯坦推算出水星近日点的(反常)进动,解决了一个天文学上多年不解之谜。同时他推断光线在引力场中要弯曲,这一预言于1919年由爱丁顿等通过日食的观测而得到证实。这个结果发表之时,全世界为之轰动,其情景之热烈,在科学史上实属空前。1916年,他预言引力波的存在,在六十二年后的1978年,测定了射电脉冲双星PSR1913+16的周期变化,许多人认为它完全符合引力波阻尼理论所作的预言,对广义相对论可能又是一个有力的证明。
爱因斯坦在宇宙学的研究中引进用动力学建立宇宙模型的方法,引进了宇宙学原理、弯曲空间等新概念。而且他主张,宇宙的体积是无限的或有限的这个问题,只有依靠科学而不是依靠信仰才能解决。这种崇尚科学的态度,继承了由哥白尼等开创的科学探索精神。他曾说:“科学研究能破除迷信,因为它鼓励人们根据因果关系来思考和观察事物。”他的宇宙学研究,体现了这种反对迷信的精神。因此,无论是同意或反对他的宇宙观念的人,都不能不承认,爱因斯坦在宇宙学中也写下了十分光辉的一页。