一顆心,九次革命:阿爾伯特?愛因斯坦如何改變我們所知道的一切。
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1905年,一位26歲的專利員發(fā)表了四篇論文,每一篇都可以確保不朽。它們共同發(fā)起了一場物理學(xué)仍在追趕的革命。
阿爾伯特?愛因斯坦不僅僅是解決問題。他破除了這些假設(shè),從頭開始重建了基礎(chǔ)。
他對(duì)光電效應(yīng)的解釋打破了光的唯波圖像,建立了光子,奠定了量子理論的基石。具有諷刺意味的是,正是這項(xiàng)工作,而不是相對(duì)論,使他獲得了1921年的諾貝爾獎(jiǎng)。
狹義相對(duì)論宣稱,時(shí)間和空間不是宇宙的固定背景,而是彈性量,在運(yùn)動(dòng)中對(duì)每個(gè)觀察者的彎曲不同。宇宙沒有絕對(duì)的時(shí)鐘。從來沒有。
從這個(gè)框架中出現(xiàn)了人類歷史上最著名的方程式:E=mc2,揭示了質(zhì)量和能量是同一枚硬幣的兩面,僅以光速的平方分開。
十年后,廣義相對(duì)論將這場革命擴(kuò)展到引力本身。重力不再是作用在遠(yuǎn)處的力。這是由質(zhì)量和能量塑造的時(shí)空曲率。黑洞、引力透鏡和膨脹的宇宙都直接來自這一認(rèn)識(shí)。
1905年也是奇跡般的一年,他對(duì)布朗運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析,首次提供了原子存在的嚴(yán)格經(jīng)驗(yàn)證明。一場長達(dá)幾個(gè)世紀(jì)的哲學(xué)辯論是用數(shù)學(xué)解決的。
愛因斯坦與Satyendra Nath Bose的合作預(yù)測了第五種物質(zhì)狀態(tài),即玻色-愛因斯坦凝聚態(tài),在這種狀態(tài)下,在絕對(duì)零度附近冷卻的粒子合并成一個(gè)單一的量子恒等式。1995年,在他去世40年后,終于在實(shí)驗(yàn)室里觀察到了這一現(xiàn)象。
他將引力波理論化為災(zāi)難性宇宙事件在時(shí)空中產(chǎn)生的漣漪。LIGO在2016年證實(shí)了這一點(diǎn),比他的預(yù)測晚了一個(gè)世紀(jì)。
他的受激發(fā)射概念成為激光和微波激射器背后的理論引擎,這些技術(shù)現(xiàn)在嵌入了手術(shù)、通信、制造和空間科學(xué)中。
直到最后一口氣,愛因斯坦一直在追求統(tǒng)一場論,即將引力、電磁學(xué)和量子世界編織成一種連貫語言的夢想。他沒有完成這項(xiàng)研究。但他開始的研究將理論物理學(xué)推向了今天。
一個(gè)人,現(xiàn)實(shí)的九個(gè)轉(zhuǎn)變,為GPS衛(wèi)星、核反應(yīng)堆、量子計(jì)算機(jī)和所有制造的激光指示器提供動(dòng)力的遺產(chǎn)。
宇宙總是這么奇怪,愛因斯坦是第一個(gè)堅(jiān)持讓我們直接觀察它的人。
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