想认识世界科学界泰斗级任务爱因斯坦吗?想了解有关他的科学成就吗?想知道他曾与中国发生过什么联系吗?看看《相对的永恒者·爱因斯坦画传》,以上要求都能使你一一得到满足。本书图文并茂,分四部分介绍了爱因斯坦不寻常的科学人生。
相对论和量子力学是20世纪最重要的科学发现,不仅为我们提供了从微观夸克到宏观宇宙的物质和运动的图像和规律,丰富了我们的物质观和宇宙观,而且为20世纪技术的发展提供了科学的基础,并推动着人类社会进入了一个全新的时代。
2005年是联合国确定的国际物理年,我国也举办了“物理年在中国”活动,以纪念特殊相对论(又称狭义相对论)发表100周年和伟大的物理学家爱因斯坦逝世50周年。19世纪末、20世纪初,在古典物理学出现危机的关键时刻,爱因斯坦与其他物理学家们以一系列创新性的科学发现与理论成就,共同拉开了相对论和量子理论为基础的现代物理学革命的帷幕。
相对论和量子力学是20世纪最重要的科学发现,不仅为我们提供了从微观夸克到宏观宇宙的物质和运动的图像和规律,丰富了我们的物质观和宇宙观,而且为20世纪技术的发展提供了科学的基础,并推动着人类社会进入了一个全新的时代。
我们举办世界物理年活动,不仅仅是为了纪念相对论和爱因斯坦,也不仅仅是为了回顾100年来的物理学发展与成就,我们更应看到物理学在推动人类科技、经济、思想文化和社会的进步中所起到的突出作用。从400多年前的第一次科学革命以来,物理学充分显示了作为先进生产力的开拓者、先进文化的创造者和社会进步的推动者的巨大作用。物理学是研究物质结构、性质、基本运动规律及其相互作用的学科。物理学的性质决定了它是整个自然科学的重要基础,是许多高新技术的重要基石,先进思想、先进文化的重要源泉。
科技创新决定着一个民族的命运。从某种角度来看,物理学的发展历史就是无数科学家不断创新的历史。爱因斯坦和其他众多物理学家的成长与科研经历,为中国科学界、教育界和全社会提供了极其宝贵的启示。中国要成为科学强国,必须改革我们的教育方法,创造良好的研究环境,培养和造就一代有理想、有道德,充满社会责任感,掌握、创造和应用最新科技成就,敢想敢干,敢于超越,全身心献身于振兴中华事业的创新型人才。
周光召
2005年4月21日
一 爱因斯坦生平
1.不寻常的出生
2.充满好奇心的童年
3.大学生塔尔穆德的引导
4.远离精神牢笼
5.阿劳中学的岁月
6.第一篇科学论文
7.进入大学
8.欣逢挚友
9.未来妻子米列娃
10.奥林匹亚科学院
11.就职专利局
12.思考的乐趣
13.奇迹之年
14.狭义相对论的传播
15.去大学任教
16.索尔维会议
17.广义相对论的建立
18.应邀去柏林
19.与艾尔莎结合
20.战争的威胁
21.日食观测
22.名扬世界
23.遭遇迫害
24.去美国募捐
25.巨星间的碰撞
26.田园生活
27.去美国访问
28.告别德国
29.与年轻人合作
30.和平使者
31.定居普林斯顿
32.巨星陨落
二 爱因斯坦的科学成就
1.狭义相对论
伽利略相对性原理
迈克尔逊一莫雷实验
洛仑兹坐标变换
彭加勒的卓见
狭义相对论
2.广义相对论
水星近日点的进动
光线在引力场会发生偏转
光谱线的红移
3.光量子论
普朗克的量子论
爱因斯坦的光量子论
爱因斯坦有关量子的预言
4.有关布朗运动的理论研究
5.统一场论
三 爱因斯坦与中国
1.两次路过中国
第一次路过中国
第二次路过中国
2.未能如愿在中国讲学
3.爱因斯坦与中国学者的交往
与杨振宁、李政道的交往
与蔡元培、夏元璨的交往
与周培源的交往
与魏嗣銮的交往
4.相对论在中国的早期传播
第一个把相对论介绍到中国的人
相对论的传播热潮
相对论专号
科学戏剧——《爱之光》
5.中国人民的朋友
四 爱因斯坦年表
参考文献
1.不寻常的出生
阿尔伯特·爱因斯坦1879年3月14日出生于德国南部的小城乌尔姆。爱因斯坦刚出生时后脑勺很大,还有棱角,连爱因斯坦的母亲都感到吃惊,几周以后,他的大脑袋才渐渐正常,但很宽的后脑勺依然存在,成为伴随他一生的显著特征。
位于多瑙河边的乌尔姆城气候宜人,民风淳朴。公元4世纪乌尔姆已是一个很繁荣的城市,大约15世纪时,乌尔姆已成为一个要塞。1870年德国在普鲁士的庇护下完成了统一,建立了德意志帝国,在宰相俾斯麦的领导下,凭借快速发展的工业,成为一个富裕国家,科学技术也走在世界的前列。
俾斯麦时代,德国犹太人获得了全面解放,爱因斯坦一出生,就拥有法律保障的权利。新解放的这些德国犹太人由于善于经商,很快就占据重要的经济地位,他们的社会地位也随之得到提高,这使他们逐渐认同德国的文化。
早在16世纪,爱因斯坦的祖先便在德国这片土地上定居。爱因斯坦的父母都是犹太人,但都不是热忱的犹太教徒。爱因斯坦的父亲赫尔曼·爱因斯坦和母亲波琳·科赫于1876年8月8日结婚。爱因斯坦的父母都来自大家族,爱因斯坦的这些亲戚帮助爱因斯坦一家克服了许多困难。
赫尔曼·爱因斯坦是一位商人的儿子,性情温和,思想自由,喜欢吟诵席勒和海涅的作品,有一定的数学天赋,由于家里经济状况不允许他上大学,因此高中毕业后决定从商。赫尔曼·爱因斯坦身上并没有体现出犹太人善于经商赚钱的特长,后来在生意上遇到不少麻烦。
波琳·科赫是一位富商的女儿,天性幽默,爱好音乐,会弹一手好钢琴。丰厚的嫁妆和丈夫的事业足以使这个小家庭衣食无忧。
赫尔曼在乌尔姆经营羽绒床垫,1880年在弟弟雅各布·爱因斯坦的劝说下放弃原来的生意举家搬到慕尼黑,加入雅各布办的公司。
2.充满好奇心的童年
雅各布是一名工程师,是爱因斯坦父亲这辈五个孩子中唯一受过高等教育的人,1876年来到慕尼黑,开了一家从事水和煤气设备安装的公司。赫尔曼来到公司后负责商业上的问题,雅各布负责技术上的问题,后来雅各布又将这个公司的生意扩展到一个相当新的领域——电气工程。
雅各布是一位发明家,拥有不少专利,1882年兄弟俩参加了米勒在慕尼黑举行的国际电子技术展览会,展出了电动机、弧光灯、灯泡和全套的电话系统。
公司的事业蒸蒸日上,这一时期爱因斯坦家里弥漫着祥和的气氛,爱因斯坦的童年是在无忧无虑中度过的。
慕尼黑是德国的第三大城市,巴伐利亚州的首府,有许多在17世纪时兴建的仿文艺复兴时期的建筑,还有伊萨尔河从市内流过。爱因斯坦家位于慕尼黑的郊区,附近有一个古树参天的花园,爱因斯坦的父亲经常带全家到慕尼黑附近游玩。爱因斯坦沉浸在大自然的怀抱中。幼年的爱因斯坦非常可爱,父母和亲戚都喜欢他。爱因斯坦的语言反应发育很迟,到3岁多才会说话,他父亲为此非常担心。随着年龄的增长,爱因斯坦逐渐显露出孤独沉静的性格,他很少与其他孩子玩,宁可一个人解谜语,或用卡片搭楼房。当遇到不顺心的事,爱因斯坦会大发脾气。5岁时,父母为他请来一位家庭女教师,一次,由于不喜欢上课,他抓起一把椅子向女教师打去。比他小2岁的妹妹玛雅有时也会遭殃。不过7岁以后,他就很少发脾气了。
爱因斯坦小时候有很强的好奇心。在爱因斯坦四五岁时,一天,他父亲给他看一个罗盘,不论怎样拨动,指南的针始终指向南方,爱因斯坦大为惊奇,猜想一定有什么东西深深地隐藏在事物的后面。
爱因斯坦上小学时候是个好学生,他父母规定完成作业后才可以玩,爱因斯坦严格遵守这条规定。
爱因斯坦功课很好,二年级期末,他的成绩又是全班第一。爱因斯坦喜欢智力游戏,或操纵小汽轮机,乐此不疲。这期间,叔叔雅各布给了爱因斯坦数学启蒙,他将一本代数书介绍给爱因斯坦,这超出了当时的课程。还有一次雅备布将毕达哥拉斯定理介绍给爱因斯坦,爱因斯坦经过三周的思考,将此定理证明出来。“将未知数作为已知数处理,解题,最后求出x值”,这种“懒惰计算艺术”激起爱因斯坦对数学自勺兴趣,成功的喜悦使爱因斯坦对数学的兴趣越来敲浓厚。
3.大学生塔尔穆德的引导
进入中学后还有一个人对爱因斯坦影响很大,这就是医学院学生塔尔穆德。塔尔穆德是一位犹太穷学生,1889年开始,每周四来爱因斯坦家吃一次午饭。在安息日请贫穷的犹太学生来吃午饭是犹太家庭的一种风俗。塔尔穆德虽然是学医的,但对其他自然科学知识和哲学都有兴趣。他比爱因斯坦大11岁,就像一位叔叔,他培养了爱因斯坦对科学和哲学的兴趣。塔尔穆德给爱因斯坦带来了一些自然科学和哲学的书籍,如布赫纳的《力和物质》、伯恩斯坦的《自然科学通俗读本》、康德的《纯粹理性批判》等,其中《自然科学通俗读本》使爱因斯坦获益匪浅,使爱因斯坦了解了整个自然科学领域里的主要成果和方法。
在爱因斯坦12岁时,塔尔穆德送给爱因斯坦一本关于欧几里得平面几何的书,若是在学校,2年后才开始学习,内容也要简单得多。爱因斯坦开始自学这本书,平面几何中许多断言,比如三角形的三条高交于一点;虽然不是显而易见,但可以很可靠地加以证明,这给爱因斯坦造成一种难以形容的印象。至于不用证明就得承认的公理,并没有使爱因斯坦不安。每周四,爱因斯坦都给塔尔穆德看他一周来解决的问题。在短短几个月的时间里,爱因斯坦就学完了这本书,然后开始钻研高等数学。爱因斯坦提高得很快,不久塔尔穆德就不是他的数学对手了,他们的谈话转向了哲学。
当后来爱因斯坦进入苏黎世大学时,他已经自学过初等几何、解析几何、微分和积分,以及一些理论物理学。
通过自学,爱因斯坦的数学和物理水平远远超出学校的要求。可能是因为爱因斯坦有时提的问题老师也回答不上来,造成难堪的局面,有位老师竟对爱因斯坦说:“你的出席破坏了全班对我的尊敬。”
……