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(转贴)爱因斯坦发现了什么?
[楼主] 作者:拉方  发表时间:2008/11/13 22:45
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爱因斯坦发现了什么?

点击查阅爱因斯坦的资料,有这样的描述:阿尔伯特·爱因斯坦 (Albert Einstein,1879年3月14日-1955年4月18日),举世闻名的德裔美国科学家,现代物理学的开创者和奠基人。 1999年12月26日,爱因斯坦被美国《时代》周刊评选为“世纪伟人”

  他的生平:爱因斯坦生于德国乌尔姆一个经营电器作坊的小业主家庭,父母都是犹太人,父亲赫尔曼·爱因斯坦是一名成功的商人,母亲波林·科克是一位钢琴家。爱因斯坦从小不很聪明,三岁还不会说话。五岁时对袖珍罗盘着迷,六岁开始练习拉小提琴。爱因斯坦出生后的第二年,1880年全家迁居慕尼黑。1894年,又全家迁至意大利米兰。1895年他转学到瑞士阿劳市的州立中学。爱因斯坦在就读小学和中学时,功课表现平常,不爱与人交往,老师和同学都不喜欢他。教授他希腊文和拉丁文的老师曾经公开责骂他:“你将一事无成。”他的父亲曾写信对朋友说:“爱因斯坦的功课成绩并不完全符合我的希望和期待。很久以来,我已经看惯了他的成绩单上总是有不太好的和很好的成绩”。

1896年,爱因斯坦进入苏黎世联邦工业大学师范系学习物理学,学校里的物理教授韦伯很讨厌爱因斯坦,曾对爱因斯坦说:“你很聪明,但有个缺点,你听不进别人的话”,爱因斯坦的女友米列娃时常与韦伯教授冲突,她指责他对爱因斯坦不公平,1899年6月,爱因斯坦在实验室引起一场爆炸,手部严重烧伤。1900年毕业,没能如愿留校担任助教,只能靠当“家教”维持生活。1901年取得瑞士国籍。1902年在大学同学格罗斯曼(M. Grossman)的父亲协助下,被伯尔尼瑞士专利局录用为技术员,从事发明专利申请的技术鉴定工作。他利用业余时间开展科学研究,于1905年在物理学三个不同领域中取得了历史性成就,特别是狭义相对论的建立和光量子论的提出,推动了物理学理论的革命。同年,以论文《分子大小的新测定法》,取得苏黎世联邦工业大学的博士学位。

奇迹年:爱因斯坦在1905年发表了四篇划时代的论文,分别为:《关于光的产生和转化的一个启发性观点》、《根据分子运动论研究静止液体中悬浮微粒的运动》、《论运动物体的电动力学》、《物体惯性与其所含能量有关吗?》。1905年3月发表了第一篇文章,他认为光是由分离的粒子所组成。爱因斯坦解释光也是由小的能量粒子(量子)组成的,并且量子可以像单个的粒子那样运动。“光量子”理论把1900年普朗克创立的量子论大大推进一步,对早已成为定论的光的波动理论提出有力挑战,揭示了微观世界的基本特征:波动—粒子二元性。

1905年4月:根据在咖啡馆里关于茶的讨论,爱因斯坦产生了灵感,写出了第二篇论文,论证可以根据糖在液体中的扩散速度来计算糖分子的大小。
1905年6月30日,在德国《物理学年鉴》(Annalen der Physik)发表《关于运动物体的电动力学》(On the Electrodynamics of Moving Bodies)一文。首次提出了狭义相对论基本原理,论文中提出了两个原理:“光速不变”,以及“相对性原理”。
1905年9月27日,德国《物理学报》刊出〈物体的惯性与其所含能量有关吗?〉(Does the Inertia of a Body Depend Upon Its Energy Content?),认为“物体的质量可以度量其能量”,随后导出了E = mc2的公式。
爱因斯坦1908年兼任伯尔尼大学的兼职讲师。1909年离开专利局任苏黎世大学理论物理学副教授。1911年任布拉格德国大学理论物理学教授,1912年任母校苏黎世联邦工业大学教授。1914年,应马克斯·普朗克和瓦尔特·能斯特的邀请,回德国任威廉皇家物理研究所所长兼柏林大学教授,1915年爱因斯坦发表了广义相对论。1917年爱因斯坦发表了《论辐射的量子性》的论文。爱因斯坦因在光电效应方面的研究,被授予1921年诺贝尔物理学奖。但是,在瑞典科学院的公告中并未提及相对论,原因是认为相对论还有争议[1]。

爱因斯坦在许多的中国人眼里,是二十世纪最伟大的科学家,是科学领域的大师、伟人。因此,他成了许多人崇拜的对像,他的理论被许多崇拜者迷信,他每一句话似乎都是正确的、是真理,正因为如此,几乎所有的学术探讨和理论研究,也都是以他的理论为标准,去判断和界定,造成了中国本土特有的现象——不会做出创,本文从爱因斯坦知识体系的出处,讨论他发现了什么?怎么出台的?以破除某些中国人对他的迷信,以促进中国本土上,能够有所创新,改变中国本土目前乃至二十世纪在科学创新领域的被动。
一、“光电效应”?
1921年,爱因斯坦曾因“光电效应”而获得了该年度的诺贝尔奖,然而,“光电效应”现象不是他发现的!1887年,赫芝(H.Hertz,1857—1894) 赫芝在用紫外线照耀锌质小球时,发现在两个小球之间就非常容易跳过电花,即金属片受到光照射后放出电子的现象,这个现象被称为“光电效应”,经过媒体报道后,1888年到1889年,莫斯科大学教授斯托列托夫(A.B.CroлeToB)认真研究了光电效应,发现产生光电效应的条件有如下几个特点:
    (1)、由光电效应产生的电流与光的强度成正比。
    (2)、对于一定的金属表面,有一个固定的频率v0,如果小于v0,不论光的强度多大,照射时间多长,都不能发生光电效应。
    (3)、光电效应产生的电子的动能以直线关系随光的频率增大而增加,而与光的强度毫无关系。

根据这个经验,爱因斯坦在1905年发表的光子说时,讨论到光是粒子性的,每一个光子都具有一定的能量,用hv表示,而各种金属的原子核,它对电子的束缚有一个最小的能量,用E0表示,当光子照射金属时,光子的能量必须大于这种金属原子对电子的束缚能量E0,电子才能摆脱原子核的束缚而获得动能(1/2mv2),根据能量守恒原理,可以得到这样一个关系式,即:hv = E0 +1/2mv2,这样就解释了发生“光电效应”时的三个基本特点。(注:在此之前,光的电磁波学说一直占有统治地位,牛顿的微粒一度被击败了许多年),从这个研究成果看,发现“光电效应”的不是他,他是在逆境中推出光子说,这是它的重要贡献之一。

二“质能当量”?
1899年,俄国科学家列别捷夫(ЛeóeдeB)发现了“光压”的存在,光压是指如果在光线射出的道路上拦上一块微小的轻金属片,这块金属片就会朝光线射出的方向运动,随后他对“光压”的数值进行了精确的测定,从中可以知道:光流的能量E应该等于光流的质量与其光速平方的乘积,即:E = mc2。根据这个经验,爱因斯坦在《物体的惯性与其所含能量有关吗?》,认为“物体的质量可以度量其能量”,出台了“质能当量”的观点。在物理学上,质量指的是物体含物质的多少,而能量是物体做功的本领大小,两个属于不同的物理概念,物理量的地位也是不同的,如果说质量与能量有一定的等量关系,这个完全是错误的!

这个不同于“热功当量”,因为,热量属于热能,而功属于机械能,都是能量,只是描述它们所用的度量单位不同(过去描述热量的单位的卡,如今热能也用焦耳了,不存在热功当量之间的换算了),它们之间有一种等量的数量关系,而质量和能量怎么可以说有一定的等量关系呢?就相“一米对于几公斤”一样,这怎么能够称为是一种科学发现呢?纯粹是科学上的笑话!

然而,人们在随后的放射性现象的研究中,发现了原子核裂变时,存在有质量的亏损的现象,正因为有爱因斯坦的那个错误的认识,才成了人们度量原子核发生裂变时,释放出能量大小的一个度量标准,可以说是科学上的“歪打正着”!这个“质能联系定律”的基础应该归功于光压现象的发现和研究,这个关系能称为是科学发现吗?

三、“质速关系”?
爱因斯坦在《关于运动物体的电动力学》一文中提出了“光速不变”、“相对性原理” 以及“质速关系”,其中质速关系是相对论的核心,意思是说:物体的质量在接近于光速时,其质量将趋近于无穷大!其数学表达式是:m = m0 / (1_v2/c2) 1/2,这个“质速关系”是在一定的历史条件下,由于人为认识方面的原因,而产生的一个错误的感觉!(敬请参阅《牛顿力学向高速领域的扩展》)该项也不能够称为是科学发现!!

四、“运动长棒收缩”?
“运动长棒收缩”是在“质速关系”基础上的一个大胆的推理(相对论中的一个推理结果),意思是说长棒在运动速度接近于光速时,其长度沿运动方向而收缩,如果是一个铁球,它会变成“椭球”,甚至是“面球”,中国的科学家经过仔细研究,这完全是不可能的!因为不敢冒犯相对论,只好解释说,它是在“坐标系”中收缩!应该说:这是运动长棒在爱因斯坦大脑里的收缩,是很荒唐的结论!!显然,这个关系也不能够称为是科学发现!!

五、“运动时钟变慢”?
“运动时钟变慢”是相对论中的“精彩推理”,中国本土上有些人如获至宝,大力的吹捧时间的“变慢效应”,我们不知道这些人是脑子进水了,还是吃了“次松药”了!“运动时钟变慢”,本质上是从质速关系那里推理出来的一个错误的结果,是不能称为科学发现!
六、“时空弯曲”?
“时空弯曲”是爱因斯坦的又一个“怪论”。他说:“由于质量的存在,导致空间结构的弯曲”,意思是说,光线在真空中传播应该是曲线的,因为空间结构是弯曲的,这个怪论似乎一度被什么人验证了,或者说是证明了,不知道验证者是否考虑到“光线在穿越太阳大气时,会产生折射而改变了前进的方向”?此外,爱因斯坦举例说:一个物体假如做直线运动,如果观测者坐在加速上升的电梯中,看到的直线就是歪曲的,这就是时空的“弯曲”。

至于时的弯曲,中国高层学者在解释时空弯曲时,是说在引力场中,时间会变慢,这就是时间的弯曲!实际上,时空弯曲是爱因斯坦根据“质速关系”演绎出来的想概念,目的是为了解释当时一些解释不了的问题,然而,这这完全是错误的!(敬请参阅《不同坐标系中物理量的不等价性》)!目前,科学上尚没有搞清楚引力产生的原因是什么?就假设在引力场中,各种测定时间的仪器都会以相同的因子系数而变慢,这完全是错误的!!!

总之,爱因斯坦的科学成就,主要特点表示在于发现了什么东西,而是在于创新!他有两句名言:“真理是能够经过经验的检验的!”,“在科学发展中,想象力是重要的因素!”,这些可以说是他成功的“秘诀”!他能够根据自己的经验或者是他人的经验(包括他人的成果),充分发挥自己的想象力去创新,这是他的最大的特点!
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