Разное

Альберт эйнштейн изобретения и открытия: Биография и открытия Альберта Эйнштейна

03.03.1974

Содержание

Биография и открытия Альберта Эйнштейна

Альберт Эйнштейн подарил миру самые революционные научные идеи XX века, включая знаменитую теорию относительности. Эйнштейн — всемирно признанный гений науки.

Альберт Эйнштейн родился в городе Ульме на юге Германии 14 марта 1879 г. Через год после его рождения семья Эйнштейн переехала в Мюнхен. Отец Эйнштейна вместе со своим братом владел маленькой фирмой, торгующей электротехникой, но в 1894 г. братья решили перевести свою фирму в маленький итальянский городок Павия близ Милана, надеясь, что там дела пойдут лучше. Отец и мать Альберта перебрались в Италию, но сам он ещё некоторое время продолжал учиться в одной из мюнхенских гимназий, оставшись на попечении родственников.

Ничто в детстве Альберта Эйнштейна не предвещало, что он станет научным гением. Он не говорил до 3 лет, а во время учёбы ненавидел строгую школьную дисциплину. Удовольствие ему доставляла лишь игра на скрипке. В 1895 г. Альберт переехал в Италию к отцу с матерью.

Образование Эйнштейн завершал в швейцарском городе Цюрихе. В 1896 г. он поступил в Высшее техническое училище — самое престижное высшее учебное заведение Швейцарии. Альберт выработал свою собственную систему обучения и. вместо того чтобы посещать лекции, самостоятельно изучал труды великих физиков. Из-за этого его недолюбливали профессора. В 1900 году Эйнштейн получил диплом преподавателя физики и математики, но долго не мог найти постоянное место работы — хотя бы школьного учителя. Наконец, в 1902 г. он был принят в бернское Федеральное бюро патентования изобретений на должность эксперта третьего класса.

Чудесный год

Работа в бюро патентования не слишком увлекала Эйнштейна, однако она дала ему возможность поправить материальное положение и жениться на бывшей.

сокурснице Милеве Марич. Кроме того, у Альберта оставалось достаточно свободного времени, чтобы заниматься собственными научными разработками. Ничто, однако, не предвещало того, что случилось в 1905 г. Тогда Эйнштейн представил в ведущий немецкий научный журнал «Анналы физики» сразу несколько статей, каждая из которых стала поворотным моментом в истории науки. Одна из них была посвящена явлению, которое позднее получило название фотоэлектрического эффекта. В ней Эйнштейн излагал собственные представления о явлении, когда воздействие яркого света выбивает из атомов электроны, в результате чего вырабатывается небольшой электрический заряд. Тогда оставалось загадкой, почему этот эффект зависит только от цвета светового воздействия, а не от его интенсивности. Это казалось удивительным, так как предполагалось, что большие волны должны вызывать больший эффект.

Частицы света

Молодой Эйнштейн решил проблему, пойдя вопреки научным представлениям, выработанным за весь XIX век. Считалось, что свет распространяется в виде волн.

А Эйнштейн понял, что фотоэлектрический эффект можно легко объяснить, если рассматривать свет в виде частиц, так как частицы одного размера всегда вызывают одинаковый эффект. Частицы света позже были названы фотонами, и они действительно представляют собой крошечные частицы энергии. В 1900 г. немецкий физик Макс Планк обнаружил, что тепло излучается не равномерным потоком, а исходит порциями, которые он назвал квантами. Но именно Эйнштейн понял, что подобным образом распространяется всё электромагнитное излучение, и что порции энергии представляют собой частицы, как электроны и фотоны. Иными словами, порции энергии и крошечные частицы — это одно и то же.

Вторая статья, написанная Эйнштейном в 1905 г. была посвящена измерению размера молекул. Третья подробно объясняла броуновское движение — беспорядочное движение в воде крошечных частиц, например пылинок, которое можно увидеть под микроскопом.

Эйнштейн выдвинул предположение, что движение пылинок вызывается столкновениями с движущимися атомами, и представил математические расчёты, подтверждающие это. Это стало важным доказательством реальности атомов и молекул, что тогда всё ещё оспаривалось некоторыми учёными. Но главной работой Альберта Эйнштейна в 1905 г. оказалась специальная теория относительности.

Специальная теория относительности

В 1887 г. знаменитый эксперимент Альберта Майкельсона и Эдварда Морли показал, что свет всегда движется с одинаковой скоростью, независимо от способа измерения, Это разочаровало учёных, поскольку разрушало одну из теорий относительно световых волн.
Но у Эйнштейна на этот счёт было собственное мнение.

Обычно скорость измеряется по отношению к чему-то. Например, если тебе нужно определить скорость, с которой ты бежишь, то ты измеряешь её относительно земли под ногами, которая кажется неподвижной, однако вращается вместе с Землёй. Но свет движется с одинаковой скоростью вне зависимости от чего-то другого. И существует только одна его скорость.

Альберт Эйнштейн же рассуждал так. Скорость — это расстояние, проходимое за определённый отрезок времени. Если скорость света неизменна, то время и расстояние должны меняться. Это означало, что время и расстояние — понятия относительные и могут быть не постоянными. Это и называется специальной теорией относительности Эйнштейна.

Мир относительности

Значимость этого утверждения Эйнштейна трудно переоценить. Оно перевернуло все прежние представления о пространстве и времени, расстоянии и скорости и заставило учёных взглянуть на них абсолютно по-новому. Насколько это оказалось важным, особенно стало понятно, когда астрономия, на вооружение которой пришли радиотелескопы, ещё больше раздвинула представления учёных о пространстве.

Правда, к событиям повседневной жизни специальная теория относительности Эйнштейна практически неприменима, но с объектами, передвигающимися со скоростью света, должны происходить удивительные вещи.

Эйнштейн показал, исходя из законов движения Ньютона, что для объектов, перемещающихся со скоростью света или около того, время, похоже, расширяется — оно растягивается и идёт медленнее, а расстояния — сокращаются. А сами объекты становятся тяжелее. Этот факт Эйнштейн и назвал относительностью.

Чудесное уравнение

Выдвинув специальную теорию относительности. Эйнштейн продолжал размышлять над проблемой. Он уже показал, что, как только скорость движения объекта приближается к скорости света, масса этого объекта увеличивается. Чтобы «набрать» эту дополнительную массу не снижая скорости, потребовалась бы дополнительная энергия. Любое другое изменение означало бы изменение скорости света, чего, согласно представленным Эйнштейном доказательствам, произойти не может.

Таким образом. Эйнштейн понял, что масса и энергия взаимозаменяемы. И он вывел простое, но ставшее знаменитым уравнение, определяющее эти взаимоотношения: E = ms2. Оно показывает, что E (энергия) равна произведению массы (m) на скорость света (c) в квадрате. Это была выдающаяся идея, легко объясняющая, например, как действует радиация — простым путём превращения массы в энергию. Она доказывала возможность выработки большого количества энергии из малого количества радиоактивного материала. Увеличение массы с помощью скорости света подразумевало, что в массе самого крошечного атома заключена огромная потенциальная энергия. Эта теория использовалась 40 лет спустя, когда была создана первая атомная бомба.

Поначалу выдающиеся теории Эйнштейна не привлекли особого внимания научного мира, и он продолжал работу в Бюро патентования изобретений. Постепенно, однако, его известность росла, и в 1909 г. Эйнштейну была предложена должность доцента в Политехническом университете Цюриха. К тому времени он уже работал над общей теорией относительности.

Общая теория

При разработке общей теории относительности Эйнштейн образно представил луч света, пронизывающий падающий лифт. Луч доходит до дальней стенки лифта немного выше, по сравнению с передней, потому что лифт снижается по мере того, как луч пересекает его, и луч света немного изгибается вверх. Исходя из специальной теории относительности. Эйнштейн предположил, что на самом деле луч не изгибается, а это только кажется так, потому что пространство и время искажено силой, которая тянет лифт вниз.

Благодаря такому предположению, Эйнштейн построил великую научную теорию. Когда Ньютон вывел закон всемирного тяготения, он смог показать только математическую реальность — то, что объекты определённой массы ускоряются при определённой, предсказуемой скорости. Но он не показал, как это работает. Наглядно это удалось сделать Эйнштейну. Учёный показал, что сила тяжести — это всего лишь искажение в пространстве и времени. Масса создаёт эффект, известный как сила тяжести, путём искажения пространства и времени вокруг неё.

И чем больше масса, тем больше искажение. Это означает, что планеты вращаются вокруг Солнца не потому, что на них воздействует какая-то загадочная сила, а просто потому, что пространство и время вокруг Солнца искажены, и планеты вращаются вокруг него, как мяч внутри воронки.

Теории Эйнштейна доказывают, что путешествия в космосе невозможны на большей скорости, чем скорость света. Но писатели-фантасты предполагают, что космические корабли будущего смогут «побить» рекорд скорости света, путём растягивания времени и пространства с помощью воображаемых «гиперпространственных» двигателей.

Эйнштейн оказался прав

Когда в 1915 г. Эйнштейн опубликовал свою общую теорию относительности, многие не очень поняли его доказательства. Были и такие, кто счёл их абсурдной выдумкой. Был ли способ доказать утверждения Эйнштейна на практике? Сам он предложил для доказательства своей теории такой путь.

Астрономы должны были зафиксировать небольшой сдвиг в истинном положении отдалённой звезды при прохождении перед ней относительно наблюдателя нашего Солнца. Такой сдвиг показал бы, что лучи света от звезды оказались изогнутыми из-за искажения пространства и времени вблизи Солнца. Поэтому в мае 1919 г. специальные экспедиции отправились в Гвинею и Бразилию, чтобы наблюдать солнечное затмение — это единственное время, когда звёзды можно видеть вблизи Солнца. Возглавлявший эти экспедиции английский астрофизик Артур Эддингтон был убеждённым сторонником столь сложных для понимания теорий Эйнштейна. Однажды учёный Людвиг Сильверстайн сказал ему: «Вы, должно быть, один из тех трёх людей на Земле, кто понимает общую теорию относительности», имея в виду Эйнштейна, себя и Эддингтона. На что Эддингтон ответил ему: «Интересно, а кто же третий?»

Во время затмения астрономам действительно удалось сделать снимки звезды, на которых было показано, как она видимо сдвинулась относительно Солнца — почти так, как предсказал Эйнштейн. Результаты наблюдений были опубликованы во всём мире, и вскоре Эйнштейн оказался самым знаменитым из учёных. Знаменитым был теперь даже его внешний облик — непослушные взъерошенные волосы и опущенные книзу усы.

Сам Эйнштейн был очень удивлён таким вниманием к своей персоне, но оно не мешало ему продолжать работу.

Эйнштейну хотелось найти способ объединить природу электромагнетизма и силы тяжести в одну большую теорию, которая смогла бы объяснить, как работает абсолютно всё — от звёздных галактик до самых маленьких субатомных частиц. До конца своей жизни учёный продолжал трудиться над такой «унифицированной теорией».

По иронии судьбы Эйнштейн стоял у истоков начала квантовой теории, имевшей такое же научное значение, как и теория относительности. Она предполагает, что на субатомном уровне нужно оперировать понятиями порций или квантов энергии. Она доказывает также, что частицы и волны взаимозаменяемы: каждая частица может вести себя как волна, а каждая волна — как частица. Помимо всего квантовая теория показывает, что исследователи не могут точно определить, где находится частица, а только предсказать её возможное местоположение. Поэтому рано или поздно частица может оказаться в неожиданном месте.

Бог не играет в кости

И хотя именно благодаря идеям Эйнштейна относительно взаимоотношений света и атомов квантовая теория получила развитие, сам он её не принимал. Это было не только потому, что, как оказалось. Вселенная подчинялась не одному своду законов, а двум: один — для субатомного мира, а другой — для всего остального. Альберт Эйнштейн отвергал саму неустойчивую природу квантовой теории в целом.

Теории относительности Эйнштейна могли показаться экстраординарными, но они всегда исходили из предположения, что Вселенная ведёт себя определённым образом. Он просто не мог допустить мысль, что Вселенная управляется вероятностью. «Бог не играет в кости» — эту знаменитую фразу Эйнштейна часто цитируют. На самом деле он сказал так: «Кажется сложным заглянуть в карты Бога. Но в то, что он играет в кости и использует «телепатические» методы… я не поверю ни на минуту». Попытки Эйнштейна опровергнуть квантовую теорию всё больше казались учёным ошибочными, однако на деле они привели к главным доказательствам того, что… квантовые эффекты реальны.

В 1920-х гг. Эйнштейн стал проявлять всё больший интерес к политическим проблемам. В 1933 г. он переехал в США, где стал работать в Принстоне. Там он познакомился с выдающимися мыслителями, такими как австрийский психолог Зигмунд Фрейд и индийский писатель Рабиндранат Тагор. Эйнштейна приводило в ужас то, что его идеи были использованы при разработке ядерного оружия, и после Второй мировой войны он стал ярым сторонником идеи формирования мирового правительства, способного прекратить конфликты между государствами. Альберт Эйнштейн умер в апреле 1955 г. в возрасте 76 лет.

Альберт Эйнштейн. Биография и открытия Альберта Эйнштейна

Чтобы понять общую теорию относительности Эйнштейна, представь себе резиновую «простыню». Тяжёлый объект, такой как Солнце (A), делает в ней вмятину. Эта вмятина образно показывает, как сила тяжести искажает пространство и время. Затем сила тяжести действует следующим образом. Любое медленно движущееся тело, проходящее поблизости (например, Земля или другая планета) скатываются в углубление, созданное (A), и двигаются по пути (B) внутри него. Тела, двигающиеся быстрее, будут следовать по более открытой траектории вокруг A, тогда как луч света (C), проходящий на большом отдалении и движущийся намного быстрее, искривится довольно незначительно.

Альберт Эйнштейн — биография и интересные факты об Эйнштейне

Наверное, все слышали об Альберте Эйнштейне, выдающемся ученом ХХ века, и знают, как он выглядел: растрепанные светлые волосы и колоритные «смотрящие» вниз усы. На открытиях этого человека базируется вся современная физика. Он построил модель пространства и времени, объяснил, как светят звезды и работают электродвигатели. При этом Эйнштейн опроверг научные представления, которые были распространены в ХIХ веке.

Кем же был этот великий человек и какие именно открытия ему принадлежат?

Кто такой Альберт Эйнштейн?

Альберт Эйнштейн родился в немецком городе Ульме в 1879 году в семье владельца компании, продающей электрооборудование. Многие знают, что в детстве Альберт развивался гораздо медленнее сверстников и только в семь лет начал нормально говорить. Вероятно, у него была одна из форм аутизма. Мать и вовсе считала его неполноценным из-за слишком большой головы.

При этом уже лет в пять лет Альберт впервые проявил интерес к науке. Отец показал ему компас, и ребенок поразился тому, что стрелка все время показывает в одном направлении, и задался вопросом, что за сила ею движет.

Школу мальчик недолюбливал. Хотя, говорят, то, что он был двоечником, — все-таки миф. Эйнштейн предпочитал урокам самообразование. Обожал точные науки (в 15 лет уже освоил дифференциальные исчисления), чтение и скрипку, которую возил с собой всю жизнь. Игра на скрипке всегда помогала ему как расслабляться, так и, наоборот, решать сложные задачи.

Вначале Альберт Эйнштейн учился в католической школе, а затем в гимназии, которую так и не окончил. Но родителям заявил, что и без этого поступит в Цюрихское Высшее техническое училище (политехникум). Однако Альберт отлично сдал лишь математику и физику, а остальные предметы «завалил». Потом ему все же удалось поступить в это учебное заведение, но он и тут постоянно прогуливал занятия. Но живо интересовался научными теориями вне учебы и много читал о них в журналах.

В политехникуме Эйнштейн познакомился с математиком Гроссманом, который потом помог ему устроиться в Федеральное Бернское Бюро патентования изобретений. Там Альберт Эйнштейн проработал семь лет. Параллельно он стал писать аннотации текстов по термодинамике (раздел физики, изучающий теплоту и ее превращение в другие виды энергии). Основная работа не слишком увлекала Эйнштейна, но оставляла время на научную деятельность.

Первую статью Эйнштейн опубликовал в 22 года. А самое известное его открытие — специальная теория относительности — было опубликовано четырьмя годами позже, в 1905-м. Поначалу работы не особенно привлекли научное сообщество. Известность пришла к Эйнштейну постепенно. Кто бы мог подумать тогда, что впереди у простого сотрудника бюро — около 300 научных трудов и примерно 150 книг и статей в самых разных областях!

Уже получив известность в научных кругах, Эйнштейн активно занялся преподаванием. В 1909 году его пригласили стать профессором университета в Цюрихе, через два года — заведующим кафедрой физики в пражском Немецком университете, а еще годом позже он начал преподавать в своем родном политехникуме. Затем ученый возглавил Берлинский физический исследовательский институт.

Альберт Эйнштейн не сомневался, что получит Нобелевскую премию за теорию относительности — даже договорился с первой женой при разводе, что отдаст деньги ей. Ученого впервые номинировали в 1910 году, а впоследствии это происходило почти каждый год. Но в итоге получил он премию только через 12 лет, да еще и не самолично — был в отъезде. Все дело в том, что Нобелевский комитет сомневался в смелой теории Эйнштейна. Обладателем премии он в конце концов стал за другую теорию — фотоэффекта.

Мало кто знает, что Эйнштейн изобрел свой холодильник и даже продал патент на изобретение крупной компании. Началось с того, что он прочитал в газете о гибели целой семьи из-за утечки вредного диоксида серы из сломавшегося холодильника. Альберт Эйнштейн с бывшим студентом решили создать холодильник с более безопасным механизмом действия. Увы, он так и не поступил в производство, потому что как раз в тот период распространение получила другая конструкция холодильных аппаратов — компрессорная. Более того, неизвестно, куда делся единственный «холодильник Эйнштейна» — сохранился он только на фотографиях.

Развитие кругозора детей 6-13 лет

Хотите узнать больше интересных фактов об Эйнштейне и других выдающихся ученых и их открытиях? Ждем вас и вашего ребенка на нашем онлайн-курсе «Культурный код» для детей 6-13 лет

узнать подробнее

Альберт Эйнштейн прожил 76 лет (до 1955 года), дважды был в браке, имел троих детей. Последние 15 лет жил и работал в США. После его смерти патологоанатом Томас Харвей извлек мозг ученого, сфотографировал под различными углами, разрезал на части и много лет посылал в разные лаборатории мира. По некоторым данным, Эйнштейн сам настаивал на том, чтобы его мозг изучили посмертно, однако по другим, разрешение дал его сын уже постфактум, при вскрытии же патологоанатом фактически просто украл мозг.

Этот орган стал предметом не одного научного исследования. Эксперты установили, что области мозга Эйнштейна, отвечающие за речь, уменьшены, а за обработку численной и пространственной информации — увеличены. Одно из исследований гласит, что этот мозг оказался на 170 граммов меньше, чем средний мозг мужчины 76 лет, другое — что мозг Эйнштейна на 15% шире среднего.

Важнейшие открытия Эйнштейна

1. Теория фотоэффекта (1905 г.)

До Эйнштейна считалось, что свет распространяется в виде волн. Он же впервые рассмотрел свет в виде крошечных частиц, или порций энергии. Позже теорию развил ученый Макс Планк.

2. Объяснение броуновского движения (1905 г.)

Броуновское движение — это беспорядочное движение крошечных частиц (к примеру, пылинок) в воде, которое можно разглядеть под микроскопом. Эйнштейн доказал, что пылинки беспорядочно двигаются из-за столкновения с движущимися атомами. Таким образом он доказал существование атомов (мельчайших химически неделимых частиц вещества) и молекул (мельчайших частиц вещества, которые имеют все его основные химические свойства; молекула может состоять из одного или нескольких атомов).

3. Специальная теория относительности (1905 г.)

Специальная теория  относительности описывает пространство и время уникальным для того времени образом. Говорят, что теория сложилась у Альберта Эйнштейна, когда он ехал на трамвае и глянул на столб с часами. Ученый отметил, что если представить, что трамвай разгонится до скорости света, часы для него приостановятся.

Эйнштейн выдвинул теорию о том, что время и расстояние могут быть не постоянными — это относительные понятия. Когда два объекта движутся с постоянной скоростью, нужно рассматривать их движение относительно друг друга. То есть, например, если бы вы и ваш друг летели на двух космических кораблях, для сравнения ваших наблюдений нужно было бы узнать вашу скорость движения относительно друг друга.

Ученый исходил из того, что скорость света — 299 792 458 метров в секунду — неизменна, и ее нельзя превзойти. Если бы скорость света можно было превзойти ускорением, можно было бы построить машину времени и перемещаться куда угодно. Как все мы знаем, скорость — это расстояние, которое преодолевается за тот или иной отрезок времени. Раз скорость света не меняется, должны меняться время и расстояние.

Эйнштейн продемонстрировал, что для объектов, которые движутся со скоростью света, время растягивается и течет медленнее, расстояния же сокращаются. Сами эти объекты тяжелеют.

Из последнего утверждения Эйнштейн потом вывел знаменитое уравнение: энергия равна массе объекта, умноженной на скорость света в квадрате. Вникать в смысл этого уравнения необязательно — достаточно понять, как рассуждал ученый. Раз масса объекта растет по мере приближения его скорости к скорости света, для того чтобы набрать эту массу и при этом не снизить скорость, нужна дополнительная энергия. То есть масса и энергия взаимозаменяемы. Эта теория объясняет действие радиации: масса превращается в энергию.

Специальную теорию относительности Эйнштейна потом использовали при создании атомной бомбы.

4. Общая теория относительности (1915–1916 гг.)

Если специальная теория относительности рассматривает лишь случай прямолинейного и равномерного движения, то общая объясняет движение тела, даже когда оно ускоряется или сворачивает.

Эта теория впервые объяснила, почему планеты вращаются вокруг Солнца. Оказалось, потому, что пространство и время вокруг него искажены.

Эйнштейн выяснил, что сила тяжести — это искажение в пространстве и времени. Чем выше масса объекта, тем больше искажение.

Ученый представил луч света, который пронизывает падающий лифт. До дальней стенки лифта луч дойдет немного выше, чем до передней, потому что лифт падает, и луч слегка изгибается вверх. На самом ли деле изгибается? Эйнштейн предположил, что это иллюзия, которая создается потому, что сила, тянущая лифт вниз, искажает время и пространство.

Объясняя общую теорию относительности, иногда еще приводят такой пример. Тяжелый предмет — допустим, гиря — делает вмятину в резиновом коврике. Так сила тяжести искажает пространство и время. Любой медленно проходящий поблизости объект скатывается во вмятину и двигается внутри нее. Тело, которое двигается быстрее, будет следовать по открытой траектории вокруг гири, а световой луч, движущийся быстрее и проходящий отдаленно, искривится слегка.

Многие ученые поставили теорию Эйнштейна под сомнение. Тогда он придумал, как доказать свою правоту. Он попросил астрономов зафиксировать сдвиг (относительно наблюдающего) в положении отдаленной звезды при ее прохождении вблизи Солнца. Этот сдвиг продемонстрировал бы, что лучи звездного света изогнулись, потому что исказились пространство и время вблизи Солнца. В 1919 году, дождавшись солнечного затмения, когда звезды можно наблюдать рядом с Солнцем, экспедиции отправились в Бразилию и Гвинею. Астрономы и правда зафиксировали на снимках, что звезда значительно сдвинулась относительно Солнца.

Как Эйнштейн стал знаменитым

Если вы мало что поняли в эйнштейновской теории, не отчаивайтесь — даже в простом изложении она и правда звучит довольно мудрено. Из современников Эйнштейна ее понимали единицы. По этому поводу есть пара забавных историй.

Астрофизик Артур Эддингтон, который возглавлял те самые экспедиции в Гвинею и Бразилию, защищал идеи Эйнштейна. Но однажды, когда ученый Людвиг Сильверстайн заметил, что на земле, пожалуй, только трое понимают общую теорию относительности (имелись в виду Эйнштейн, сам Сильверстайн и Эддингтон), астрофизик отозвался: «Интересно, а кто третий?»

Известен также анекдотичный случай переписки Эйнштейна с Чарли Чаплином. После выхода немой комедии «Золотая лихорадка» (1925) с комиком в главной роли ученый написал ему письмо, где восхищался его фильмом, который «понятен всему миру», и предсказывал, что Чаплин «станет великим человеком». Ответ комика был таков: «Я восхищаюсь вами еще больше! Ваша теория относительности непонятна никому в мире, и вы все-таки стали великим человеком».

Действительно, после публикации итогов наблюдения астрономов во всем мире Эйнштейн проснулся знаменитым. К своей славе он, довольно замкнутый человек, всегда относился сдержанно — никакой «звездной болезни» у него не было. Более того, он ухитрился использовать популярность в интересах нуждающихся: некоторое время брал по доллару с каждого желающего получить его автограф и жертвовал собранное на благотворительность. Правда, иногда и отмахивался от поклонников фразой: «Меня постоянно путают с Эйнштейном!»

Не зря говорят, что идеи витают в воздухе: известно, что почти одновременно с Эйнштейном над подобием теории относительности трудился немецкий математик Давид Гильберт. Ученые даже активно переписывались по этому поводу — и практически в одно время, хоть и разными способами, вывели окончательные уравнения. Долго считалось, что Гильберт пришел к тем же выводам на пять дней раньше Эйнштейна, но слегка опоздал с их публикацией. Но в 1997 году благодаря обнаруженным документам выяснилось, что в теории Гильберта было много пробелов, которые были устранены только после выхода публикации его коллеги Эйнштейна. Ученые, впрочем, никогда не спорили на эту тему.

Есть версия, что Эйнштейн добился мирового успеха, потому что был одним из немногих физиков своего времени, кто ставил эксперименты выше теории. В тот период было скорее принято считать эксперимент ошибочным, если он не подтверждает общепринятую теорию. Эйнштейну принадлежит забавное высказывание: «Теория — это когда все известно, но ничего не работает. Практика — когда все работает, но никто не знает почему. Мы же объединяем теорию и практику: ничего не работает, и никто не знает почему».

Эйнштейн мечтал создать единую теорию, в которой бы с помощью одного уравнения объяснялось, как действует все на свете — от мелких частиц до галактик, и трудился над этим до самой смерти. Но в итоге почему-то сам уничтожил свой труд. Его так никто и не увидел.

Как мы используем открытия Эйнштейна в повседневной жизни

Можно подумать, что теории Эйнштейна важны и интересны только ученым-теоретикам и никак не влияют на повседневную жизнь. Но это не совсем так. Например, мы пользуемся GPS-навигаторами в телефоне, определяя свое местоположение и прокладывая нужный маршрут. Такие навигаторы есть и в автомобилях. Однако, если бы их создатели игнорировали теорию относительности, показания датчиков были бы неточными.

Почему? Основа системы GPS — 24 спутника, которые двигаются над поверхностью Земли. Каждый спутник имеет часы, работающие с помощью атомной энергии и отсчитывающие время с высокой точностью. Поэтому простейший GPS-приемник и определяет, где мы находимся, за несколько секунд. Но спутники расположены на большом расстоянии от земли, где понятия пространства и времени не такие, как на планете. Кроме того, так как зонды (датчики) находятся в движении, нам с поверхности планеты кажется, что часы идут медленнее. Согласно обеим теориям относительности, часы на орбите должны опережать часы на земле на 38 микросекунд в день.

Казалось бы, мелочь, но если бы ее не учли, показания датчиков бы менялись со скоростью 10 километров в день. И о какой точности GPS могла бы идти речь?

Интересные факты об Альберте Эйнштейне

  1. Большую часть времени ученый был спокойным и жизнерадостным. Он верил в то, что неприятности «рассасываются» от шуток, обладал прекрасным чувством юмора и не принимал невзгоды близко к сердцу. Даже в ожидании собственной смерти был спокоен и благодушен и отказался от операции, не видя смысла «искусственно продлевать себе жизнь».
  2. Из спорта Эйнштейн любил только плавание, которое, по его мнению, требовало наименьшей энергии. Как нетрудно заметить, работе мышц он предпочитал умственную.
  3. Великий физик терпеть не мог фантастику и рекомендовал ее не читать, чтобы не воспитывать в себе ложного научного понимания. Говорил, что не думает о будущем — все равно оно скоро настанет.
  4. Всем известное фото, на котором Эйнштейн показывает язык, было сделано в канун его 72-летия. Ученый скорчил эту забавную гримасу, когда его попросили улыбнуться, а он уже устал от камер. Потом, подписывая кому-то один из тех снимков, Эйнштейн пошутил, что этот его жест «адресован всему человечеству».
  5. Почему-то Альберт Эйнштейн не носил носки. Даже на особо торжественные мероприятия.
  6. Выдающийся ученый был крайне рассеянным. Однажды, встретив на улице знакомого, он пригласил его на чай, предупредив, что у него в гостях будет профессор Стимсон. Собеседник с изумлением напомнил, что он и есть Стимсон. «Тем более — приходите», — был ответ. А однажды Эйнштейн получил из одного фонда чек на крупную сумму и использовал в качестве закладки для книги. А книгу… потерял.
  7. Альберт Эйнштейн любил книги Льва Толстого и Федора Достоевского.
  8. Лицо Йоды из «Звездных войн» списали с изображений Эйнштейна и использовали его мимику при создании персонажа.
  9. Жена Эйнштейна говорила: «Мой муж гений — он умеет делать все, кроме денег».

Несколько известных цитат ученого:

  • «Думаете, все так просто? Да, все просто. Но совсем не так»
  • «Есть только две бесконечные вещи: Вселенная и глупость. Хотя насчет Вселенной я не уверен»
  • «Только дурак нуждается в порядке — гений господствует над хаосом»
  • «При помощи совпадений Бог сохраняет анонимность»
  • «Единственное, что мешает мне учиться, — это полученное мной образование».

Курсы по физике для детей 7-14 лет

Обучаем физике и естественным наукам в увлекательном игровом формате.
Короткие курсы адаптированы для восприятия и удовольствия детей

узнать подробнее

Эйнштейн изобретения, техника | Рентабельность инновации, изобретения: VIKENT.RU

Альберт Эйнштейн публикует статью об изобретательстве

В первом номере советского журнала «Изобретатель» была опубликована статья А. Эйнштейна, написанная по просьбе редакции.

«Массы, вместо единиц

Изобретателем я считаю человека, нашедшего новую комбинацию уже известных оборудований для наиболее экономного удовлетворения человеческих потребностей. Способность к свободной конструктивной и комбинационной мысли, так же как увлечение и страсть в этому делу, я считаю прирожденной. Без знания нельзя изобретать, как нельзя слагать стихи, не зная языка. Так как знания в большинство случаев зависят от благоприятно сложившихся жизненных обстоятельств, не только от образования, но и знакомства с промышленностью и её проблемами, — то природные способности являются хотя в необходимым, но далеко не единственным условием для создания новых, полезных для общества изобретений.

Изобретателю необходимы — и врожденное стремление, и увлечение, и терпение, и знания, и знакомство с экономическими проблемами. Изобретатель зависит не от того «круга», из которого он вышел, а от своего научного опыта и духовного склада.

По-моему, совершенно не важно, к какой категории, к какому общественному слою принадлежит изобретатель. Важно только выделить настоящего изобретателя из толпы  фанатиков-иллюзионистов и дать возможность реализовать именно те идеи, которые этого стоят.

Образовывать коллектив изобретателей я бы не советовал, в виду трудности определения настоящего изобретателя. Я думаю, что из этого может получиться только общество укрывающихся от работы бездельников.  Гораздо целесообразнее образование небольшой комиссии по испытанию и поощрению изобретений. Я думаю, что в стране, где народ сам управляет своим хозяйством, это вполне возможно.

Изобрести — это значит увеличить числитель в следующее дроби:

произведённые товары
———————
затраченный труд

Монопольное право на эксплоатацию необходимо в свободном хозяйстве, так как оно является стимулом для изобретательской деятельности и вознаграждением за затраченные средства и труд. С другой стороны, зачастую весьма пагубно отражается запрещение производить вновь изобретённые технические усовершенствования ограничивающее работу других предприятий или лиц. Весьма нежелательным является патентование в массовом масштабе продукции крупных и богатых предприятий, тормозящее деятельность мелких и финансово-слабых изобретателей и предприятий. Зачастую изобретатель не может заниматься своей деятельностью, отдаться своему призванию из-за того, что ему приходится затрачивать все силы, время и средства на отстаивание своего монопольного права. Монопольное право изобретателя — неизбежное зло в свободном хозяйстве. В плановом хозяйстве оно должно заменяться систематическими поощрениями и стимулированием. В государстве с плановым хозяйством монопольное право на изобретение имеет только общегосударственное значение по отношению к другим странам. В этом случае минусы монопольного права отпадают. Задача поощрения и помощи изобретателям переходит к государству, но при этом возникает возможность целого ряда других минусов и препятствий (застой, благодаря отсутствию необходимости борьбы, бюрократизм, интриги, зависть и т. д.).

Наилучшей формой вознаграждения в свободном хозяйстве является участие изобретателя в  доходах и предоставление ему руководящего положения, в котором он мог бы проявить свои способности. В плановом хозяйстве — то же самое, но вместо участия в прибылях должно быть введено освобождение от всех других обязанностей и работ. Улучшение организации и специализация работ обусловливают перелом — постепенную замену отдельных выдающихся гениальных способностей нивелированными массовыми силами».

Статья проф. Альберта Эйнштейна, журнал «Изобретатель», 1929 г., N 1.

 

Закон увеличения степени идеальности системы.

Библиотека — Величайшие ученые в истории

Наше понимание окружающего мира в расцвет технологической эры — всё это, и многое другое, является результатом работы многочисленных ученых. Мы живем в прогрессивном мире, который развивается огромными темпами. Этот рост и прогрессия — продукт науки, многочисленных исследований и экспериментов. Все, чем мы пользуемся, включая автомобили, электричество, здравоохранение и науку — результат изобретений и открытий этих интеллектуалов. Если бы не величайшие умы человечества, мы все еще жили бы в Средневековье. Люди воспринимают все как должное, но стоит все же отдать дань тем, благодаря кому мы имеем то, что имеем. В этом списке представлены десять величайших ученых в истории, изобретения которых изменили нашу жизнь.

 

Исаак Ньютон (1642-1727)

 

Сэр Исаак Ньютон — английский физик и математик, широко расценивается, как один из самых величайших ученых всех времен. Вклад Ньютона в науку широк и неповторим, а выведенные законы все еще преподаются в школах, как основа научного понимания. Его гений всегда упоминается вместе со смешной историей — якобы, Ньютон открыл силу тяжести благодаря яблоку, упавшему с дерева ему на голову. Правдива история про яблоко, или нет, но Ньютон также утвердил гелиоцентрическую модель космоса, построил первый телескоп, сформулировал эмпирический закон охлаждения и изучил скорость звука. Как математик, Ньютон также сделал уйму открытий, повлиявших на дальнейшее развитие

человечества.

Альберт Эйнштейн (1879-1955)

 

Альберт Эйнштейн — физик немецкого происхождения. В 1921 ему присудили Нобелевскую премию за открытие закона фотоэлектрического эффекта. Но самое важное достижение величайшего ученого в истории — теория относительности, которая наряду с квантовой механикой формирует базис современной физики. Он также сформулировал отношение эквивалентности массовой энергии E=m, который назван как самое известное уравнение в мире. Он также сотрудничал с другими учеными на работах, таких как Статистика Бозе-Эйнштейна. Письмо Эйнштейна президенту Рузвельту в 1939, приводя в готовность его возможного ядерного оружия, как предполагается, является ключевым стимулом в разработке атомной бомбы США. Эйнштейн полагает, что это самая большая ошибка его жизни.

Джеймс Максвелл (1831-1879)

 

Максвелл — шотландский математик и физик, ввел понятие электромагнитного поля. Он доказал, что свет и электромагнитное поле перемещаются с одинаковой скоростью. В 1861 Максвелл сделал первую цветную фотографию после исследований в поле оптики и цветов. Работа Максвелла над термодинамикой и кинетической теорией также помогла другим ученым сделать целый ряд важных открытий. Распределение Максвела-Больцмана — еще один важнейший вклад в развитие теории относительности и квантовой механики.

Луи Пастер (1822-1895)

 

Луи Пастер, французский химик и микробиолог, главным изобретением которого стал процесс пастеризации. Пастер сделал ряд открытий в области вакцинации, создав вакцины от бешенства и сибирской язвы. Он также изучил причины и выработал методы профилактики болезней, чем спас множество жизней. Все это сделало Пастера “отцом микробиологии”. Этот величайший ученый основал институт Пастера, чтобы продолжить научные исследования во многих областях.

Чарльз Дарвин (1809-1882)

 

Чарльз Дарвин является одной из наиболее влиятельных фигур в истории человечества. Дарвин, английский натуралист и зоолог, выдвинул эволюционную теорию и эволюционизм. Он обеспечил основание для понимания происхождения человеческой жизни. Дарвин объяснил, что вся жизнь появилась от общих предков и что развитие происходило посредством естественного отбора. Это одно из доминирующих научных объяснений разнообразия жизни.

Мария Кюри (1867-1934)

 

Марии Кюри присудили Нобелевскую премию в Физике (1903) и Химии (1911). Она стала не только первой женщиной, которая получила премию, но также и единственной женщиной, сделавшей это в двух полях и единственным человеком, который достиг этого в разных науках. Ее основным полем исследования была радиоактивность — методы изоляции радиоактивных изотопов и открытие элементов полония и радия. Во время Первой мировой войны Кюри открыла первый центр рентгенологии во Франции, а также разработала мобильный  полевой рентген, которые помог спасти жизни многих солдат. К сожалению, длительное воздействие радиации привело к апластической анемии, от которой Кюри и умерла в 1934 году.

Никола Тесла (1856-1943)

 

Никола Тесла, сербский американец, наиболее известный своей работой в области современной системы электроснабжения и исследований переменного тока. Тесла на начальном этапе работал у Томаса Эдисона — разрабатывал двигатели и генераторы, но позже уволился. В 1887 он построил асинхронный двигатель. Эксперименты Теслы дали начало изобретению радиосвязи, а особый характер Теслы дал ему прозвище «сумасшедшего ученого». В честь этого величайшего ученого, в 1960 году единицу измерения индукции магнитного поля назвали ‘теслой’.

Нильс Бор (1885-1962)

 

Датскому физику Нильсу Бору присудили Нобелевскую премию в 1922, за его работу над квантовой теорией и строением атома. Бор известен открытием модели атома. В честь этого величайшего ученого даже назвали элемент ‘Бориум’, ранее известный, как ‘гафний’. Бор также сыграл важную роль в основании CERN — Европейской организации по ядерным исследованиям.

Галилео Галилей (1564-1642)

 

Галилео Галилей наиболее известен своими достижениями в астрономии. Итальянский физик, астроном, математик и философ, он улучшил телескоп и сделал важные астрономические наблюдения, среди которых подтверждение фаз Венеры и открытие спутников Юпитера. Неистовая поддержка гелиоцентризма стала причиной преследований ученого, Галилея даже подвергли домашнему аресту. В это время он написал ‘Две Новые Науки’, благодаря которым был назван “Отцом современной Физики”.

Аристотель (384-322 до н.э.)

 

Аристотель — греческим философом, который является первым настоящим ученым в истории. Его взгляды и идеи влияли на ученых и в более поздние года. Он был учеником Платона и учителем Александра Великого. Его работа охватывает широкое разнообразие предметов — физика, метафизика, этика, биология, зоология. Его взгляды на естественные науки и физику были инновационными и стали базой для дальнейшего развития человечества.

Дмитрий Иванович Менделеев (1834 — 1907)

 

Дмитрия Ивановича Менделеева можно смело назвать одним из самых величайших ученых в истории человечества. Он открыл один из фундаментальных законов мироздания — периодический закон химических элементов, которому подчинено все мироздание. История этого удивительного человека заслуживает многих томов, а его открытия стали двигателем развития современного мира.

Мир без Альберта Эйнштейна: изобретения, которые никогда бы не увидели свет | Кьюбит Шоу

Физик и математик по профессии Альберт Эйнштейн имел забавный эпизод своей истории, в которой он не смог даже сдать вступительный экзамен в колледж. Кому-то это может дать шанс считать себя не таким безнадежным, однако, несмотря на неудачи, его ум был предназначен для великих свершений, настолько великих, что они влияют на наш мир и по сей день.

Альберт Родился 14 марта 1879 года в Ульме, Германия, он был движим стремлением к определенности. Он твердо верил в идею внешнего мира за пределами нашего восприятия, и его целью было обнаружить определенность в математике и науке, чтобы достичь объективной морали. Альберт Эйнштейн известен своими работами, которые способствовали важным достижениям в науке, как исследование космоса, использование силы света, а также атомной энергии.

Его теории привели ученых к новому видению того, что подразумевалось под словами: энергия, гравитация, материя, пространство и время. Но что изобрел Альберт Эйнштейн? Но прежде чем ответить на этот вопрос, следует знать, что Эйнштейн известен своими теориями о современной науке, а не своими изобретениями.

Изобретения и теории Альберта Эйнштейна

Здесь мы рассмотрим, что именно сделало Альберта Эйнштейна, одним из самых знаковых ученых в истории.

Альберт Эйнштейн и НАСА: исследовательская программа «за пределами Эйнштейна»

В 1905 году теории Альберта Эйнштейна о свете, гравитации, движении, массе и энергии начали новую эру науки. Это привело к теории большого взрыва, которая фокусируется на том, как родилась Вселенная, а также приводит к таким понятиям, как черные дыры и темная энергия. Многие из текущих проектов в области космической науки основаны на знаменитой работе Эйнштейна и исследовательской программе НАСА «за пределами Эйнштейна».

Броуновское движение

Это, безусловно, может быть самым большим из открытий Альберта Эйнштейна, где его наблюдение зигзагообразного движения частиц в суспензии помогло доказать существование атомов, а также молекул. Теория Эйнштейна помогла в значительных статистических предсказаниях о движении частиц, которые случайным образом распределены в жидкости. И мы все знаем, насколько фундаментальным было это открытие почти для каждой отрасли науки сегодня.

Небо голубое

Альберт Эйнштейн наконец решил загадку о том :» почему небо голубое?»в 1911 году после расчета подробной формулы для рассеяния света на молекулах; и доказал это экспериментально.

Теория относительности и

E=mc^2

Эта теория Эйнштейна помогла объяснить, что пространство-время относительно наблюдателя, поскольку скорость света постоянна, а законы природы одинаковы во всей Вселенной.2.

Манхэттенский проект

Альберт Эйнштейн участвовал в Манхэттенском проекте, который являлся исследованием, поддержанным правительством США, которое в 1945 году привело к созданию атомной бомбы. Однако, узнав об последствиях, которые были вызваны взрывом атомной бомбы в Японии во время Второй Мировой войны, он начал кампанию за запрет ядерного оружия.

Квантовая теория света

Квантовая теория света Эйнштейна подчеркнула, что свет-это состав небольших порций энергии, которые называются фотонами и обладают волнообразными свойствами. В этой теории Альберт Эйнштейн также объяснил процесс эмиссии электронов с поверхности металлов. Это называется фотоэффектом, а дальнейшее развитие теории позднее привело к изобретению современного телевидения.

Квантовая теория света стала важным открытием для нескольких отраслей науки и Эйнштейн был награжден Нобелевской премией по физике в 1921 году именно за эту теорию.

Полезная наука. Какие нобелевские открытия мы используем в реальной жизни

Фото: I Moen et al/BMC Cancer

Пол Берг. Нобелевская премия по химии 1980 года (1/2 премии).

«Нобелевская» формулировка: за фундаментальные исследования в области биохимии нуклеиновых кислот, особенно за создание рекомбинантной ДНК.

По сути: премия за создание ГМО.

Берг создал первую в мире рекомбинантную ДНК, став отцом генной инженерии. Большинство современных лекарств испытываются на ГМ-мышах, мы едим ГМ-растения. Они гораздо предсказуемее и безопаснее сортов, которые выводятся «обычной» селекцией, то есть отбором под воздействием химикатов и радиации. Очередь за ГМ-человеком, который, наконец, будет избавлен от наследственных заболеваний.

9 место

Фото: CHAIYA/shutterstock

Альберт Эйнштейн. Нобелевская премия по физике 1921 года.

«Нобелевская» формулировка: за заслуги перед теоретической физикой, и особенно за открытие закона фотоэлектрического эффекта.

По сути: за солнечные батареи и турникеты в метро (и отчасти за GPS).

Главному гению XX века никак не получалось присудить премию. В завещании Нобель четко указал, что открытие должно приносить практическую пользу. А какая польза могла быть от теории относительности? Поэтому Эйнштейну дали награду за фотоэффект, который с годами дал человечеству фотоэлементы и солнечные батареи, фотоэлектронные умножители слабых сигналов, приборы ночного видения и многое другое. Кстати, обе созданные Эйнштейном теории относительности, общая и специальная, тоже нашли свое применение на практике: без поправок на их эффекты навигаторы нагло врали бы и использовать их было бы невозможно .

8 место

Фото: l i g h t p o e t/shutterstock

Уиллард Бойл и Джордж Смит. Нобелевская премия по физике 2008 года (по 1/4 премии).

«Нобелевская» формулировка: за изобретение полупроводниковой схемы для регистрации изображений — ПЗС-сенсора.

По сути: за цифровую фотографию.

Каждый раз, когда мы фотографируем свой завтрак и выкладываем его в сеть, или когда Очень Большой Телескоп в Чили получает очередное потрясающее изображение Туманности Андромеды, или телескоп Кеплера открывает новую экзопланету, все они пользуют изобретение Бойла и Смита, которое похоронило пленочную фотографию. Функцию передачи информации в фотографии полностью взяла на себя ПЗС-матрица. А пленка осталась мастерам художественной фотографии и любителям старины.

7 место

Фото: Denniro/shutterstock

Петер Грюнберг, Альберт Ферт. Нобелевская премия по физике 2007 года.

«Нобелевская» формулировка: за открытие эффекта гигантского магнетосопротивления.

По сути: за жесткие диски.

Жесткие диски постепенно уступают дорогу флеш-памяти, но все же пока их еще много. И в большинстве реализован тот самый «эффект гигантского магнетосопротивления». Более того, во флеш-памяти тоже часто используют открытие Грюнберга и Ферта.

6 место

Фото: Tyler Olson/shutterstock

Пол Лотенбур, Питер Мэнсфилд. Нобелевская премия по физиологии и медицине 2003 года.

«Нобелевская» формулировка: за изобретение метода магнитно-резонансной томографии.

По сути: за возможность увидеть человека изнутри, не используя вредное излучение.

Сериалы про медицину были бы ужасно скучными, не будь в них МРТ. Но это изобретение имеет колоссальную пользу и вне кинематографа: оно позволяет увидеть, что внутри у человека, не вскрывая его и не подвергая жесткому облучению. Практически любой недуг, от опухоли головного мозга до грыжи межпозвоночных дисков, диагностируется при помощи МРТ. Аппарат создает магнитное поле в 20 000 раз сильнее магнитного поля всей планеты Земля, но человек, по счастью, безразличен к нему.

5 место

Фото: dotshock/shutterstock

Александр Флеминг, Эрнст Чейн, Хоуард Флори. Нобелевская премия по физиологии и медицине 1945 года.

«Нобелевская» формулировка: за открытие пенициллина и его целебного воздействия при различных инфекционных болезнях.

По сути: за антибиотики.

Новый класс препаратов, сотни тысяч спасенных жизней — все благодаря тому, что Александр Флеминг не любил мыть за собой чашки Петри. В оставленную на столе чашку залетел грибок, разросся на вкусном агаре и — поубивал живших там бактерий. Сам Флеминг так и не сумел выделить пенициллин и наладить его производство — пришлось звать на помощь Чейна и Флори. Правда, в последнее время люди злоупотребляют антибиотиками, бактерии становятся устойчивыми к ним и скоро человечеству понадобится новый Флеминг.

4 место

Фото: DK.samco/shutterstock

Исаму Акасаки, Хироси Амано, Сюдзи Накамура. Нобелевская премия по физике 2014 года.

«Нобелевская» формулировка: за изобретение эффективных синих светодиодов, которые привели к появлению ярких и энергосберегающих источников белого света.

По сути: за убийство лампочки накаливания.

Сами светодиоды создал молодой советский физик Олег Лосев еще в 1920-е годы. Почему же премию дали японцам и конкретно за синие светодиоды? Нам всем интересен белый свет: он окружает человека в природе с утра до вечера, так что для комфортного искусственного освещения нужен свет, максимально близкий к естественному. Но белый не «самостоятелен» и получается комбинацией красного, зеленого и синего. Первые два типа светодиодов сделали давно, а вот с синими ничего не получалось: слишком маленькая длина волны. Японцы смогли решить эту проблему и заодно окончательно похоронить лампы накаливания — светодиодные ярче и дольше служат, а энергии потребляют гораздо меньше.

3 место

Фото: Benedikt.Seidl_wikimedia

Уильям Шокли, Джон Бардин, Уолтер Браттейн. Нобелевская премия по физике 1956 года.

«Нобелевская» формулировка: за исследования полупроводников и открытие транзисторного эффекта.

По сути: за всю электронику и компьютерную технику.

Транзисторы — основа любой электроники, от радиоприемника до процессора. Все без исключения электронные приборы основаны на изобретении нобелевских лауреатов. Правда, злые языки утверждают что Шокли «присоседился» к работе Бардина и Браттейна, но наверняка это неизвестно. Зато Джон Бардин удостоился сразу двух премий по физике: он единственный в мире, кто добился такого признания.

2 место

Фото: Syda Productions/shutterstockr

Вильям Конрад Рентген. Нобелевская премия по физике 1901 года.

«Нобелевская» формулировка: в знак признания исключительных услуг, которые он оказал науке открытием замечательных лучей, названных впоследствии в его честь.

По сути: за создание универсального детектора.

Рентгеновские лучи используют везде: от диагностики переломов и компьютерной томографии до изучения черных дыр: падающее на них вещество «светит» именно в рентгеновском диапазоне. Так что первая нобелевская премия по физике была вручена максимально достойному ученому.

1 место

Фото: yuyangc/shutterstock

Александр Прохоров, Николай Басов, Чарльз Таунс. Нобелевская премия по физике 1964 года.

«Нобелевская» формулировка: за фундаментальные работы в области квантовой электроники, которые привели к созданию генераторов и усилителей на лазерно-мазерном принципе.

По сути: за универсальную технологию, используемую абсолютно везде.

В свое время лазеры называли «решением, которое ищет себе задачу». Сегодня они везде: сварка — лазер, резка — лазер, скальпель — лазер, даже камни в мочевом пузыре раздробить — лазер; поиграть с кошкой — лазер в указке, поиграть на новом инструменте — Жан-Мишель Жарр и лазерная арфа. Не говоря уже о DVD.

Кстати, ни один из трех лауреатов не построил первый лазер. Его сделал Теодор Мейман, но Нобелевская премия на четверых не делится.

 Алексей Паевский

10 крупнейших открытий в области физики за 2016 год

  • Пол Ринкон
  • Отдел науки, Би-би-си

Автор фото, Science Photo Library

Подпись к фото,

Парадокс Шрёдингера известен давно, но продемонстировать его на физическом уровне до сих пор не удавалось

Обнаружение гравитационных волн в пространстве-времени, а также первая практическая демонстрация знаменитого парадокса Шрёдингера включены в список крупнейших достижений физики за 2016 год, по версии журнала Physics World.

В нем также присутствует и открытие первой экзопланеты в ближайшей к нам звездной системе.

Обнаружение гравитационных волн, признанное крупнейшим открытием года, было достигнуто научным сообществом LIGO, в котором участвует более 80 научных институтов всего мира.

Сообщество использует несколько лабораторий, пытающихся обнаружить отклонения в структуре пространства-времени, возникающие при прохождении мощного лазерного импульса в вакуумном тоннеле.

Первый сигнал, зафиксированный ими, был порождением столкновения двух черных дыр на расстоянии более миллиарда световых лет от Земли.

По словам Хамиша Джонстона, редактора журнала Physics World, где опубликован список достижений, эти наблюдения стали первым прямым свидетельством существования черных дыр.

Автор фото, LIGO/T. Pyle/SCIENCE PHOTO LIBRARY

Подпись к фото,

Альберт Эйнштейн первым предположил возможность существования гравитационных волн

Среди других крупнейших физических открытий года:

Кот Шрёдингера: ученые в течение многих лет ломают голову над загадкой кота Шрёдингера. Это мысленный эксперимент австрийского ученого Эрвина Шредингера. Кот находится в ящике. В ящике имеется механизм, содержащий радиоактивное атомное ядро и ёмкость с ядовитым газом. Парадокс заключается в том, что животное может быть живым или мертвым в одно и то же время. Узнать это точно можно, только открыв ящик. Это означает, что открытие ящика выделяет одно из множества состояний кота. Но до того, как ящик будет открыт, животное нельзя считать живым или мертвым — кот может находиться в двух состояниях одновременно.

Однако американские и французские физики впервые смогли отследить состояние кота на примере внутреннего устройства молекулы, проявляющегося в одновременном нахождении системы в двух квантовых состояниях.

Для этого специалисты привели молекулы в возбужденное состояние с помощью рентгеновского лазера (разера). Из полученных дифракционных картин высокого пространственного и временного разрешений физики смонтировали видео.

Компактный «гравиметр»: ученые из университета Глазго построили гравиметр, которые способен очень точно измерять силу тяжести на Земле. Это компактное, точное и недорогое устройство. Прибор может быть использован при поиске полезных ископаемых, в строительстве и исследовании вулканов.

Ближайшая к нам экзопланета: астрономы обнаружили признаки присутствия в системе Проксима Центавра планеты, находящейся в обитаемой зоне. Эта планета, получившая название Proxima b, по массе всего в 1,3 больше Земли и может иметь жидкую воду на своей поверхности.

Автор фото, ESO/M.Kornmesser

Подпись к фото,

Так может выглядить поверхность планеты Proxima b

Квантовое запутывание: группе физиков из США удалось впервые продемонстрировать эффект квантовомеханического запутывания на примере макроскопической механической системы.

Развитие экспериментальных методов изучения квантовых систем и отработка методик по запутыванию разного рода объектов должна, по прогнозам физиков, привести к появлению принципиально новых компьютеров.

Чудо-материал: ученым удалось впервые измерить свойство материала графена — так называемую негативную рефракцию. Это явление может быть использовано при создании новых типов оптических устройств, например, крайне чувствительных линз и объективов.

Атомные часы: немецкие физики обнаружили трансмутацию изотопа тория-229, которая может стать основой конструкции нового типа атомных часов. Такие часы будут гораздо более устойчивыми, чем существующие приборы этого типа.

Оптика для микроскопов: шотландские ученые из Университета Стратклайда создали новый тип линзы для микроскопов, получившей название Mesolens. Новые линзы имеют большое поле зрения и высокое разрешение.

Автор фото, Mesolens

Подпись к фото,

Эти структуры в мозгу крыс были зафиксированы новым микроскопом на основе линз Mesolens

Сверхбыстрый компьютер: австрийские ученые достигли крупного успеха в разработке квантовых компьютеров. Они создали модель фундаментальных взаимодействий элементарных частиц, которая может применяться прототипами квантовых компьютеров.

Атомный двигатель: ученые из университета Майнца в Германии разработали прототип теплового двигателя, который состоит из одного атома. Он конвертирует разницу в температуре в механическую работу, помещая единственный ион кальция в ловушку в форме воронки.

Изобретения Альберта Эйнштейна — Важные изобретения Эйнштейна —

Альберт Эйнштейн считается гением, и его считают одним из величайших мыслителей мира. Хотя он не известен своими изобретениями, как Томас Эдисон или Никола Тесла, теории и идеи Эйнштейна, связанные с физикой, продолжают оказывать влияние и сегодня.

Он провел большую часть своей жизни, исследуя теории относительности, исследуя пространство, время, материю и энергию. Итак, каковы были самые важные теории Альберта Эйнштейна? Оглядываясь назад на этого новаторского мыслителя, мы перечисляем некоторые из наиболее значительных достижений Альберта Эйнштейна.

1. Квантовая теория света

Эйнштейн предложил свою теорию света, утверждая, что весь свет состоит из крошечных пакетов энергии, называемых фотонами. Он предположил, что эти фотоны были частицами, но также обладали волнообразными свойствами, что было совершенно новой идеей в то время.

Он также провел некоторое время, описывая излучение электронов из металлов, когда они поражались большими электрическими импульсами, такими как молния. Он расширил эту концепцию фотоэлектрического эффекта, которую мы обсудим позже в этой статье.

2. Специальная теория относительности Альберт Эйнштейн около 1905 года, когда были опубликованы его «статьи Annus Mirabilis». Источник: Люсьен Чаван / Викимедиа

В исследованиях Эйнштейна он начал замечать несоответствия ньютоновской механики в их отношении к пониманию электромагнетизма, особенно к уравнениям Максвелла. В статье, опубликованной в сентябре 1905 года, он предложил новый взгляд на механику объектов, приближающихся к скорости света.

Эта концепция стала известна как Специальная теория относительности Эйнштейна. Это изменило понимание физики в то время.

Открытие Эйнштейна заключалось в том, что наблюдатели в относительном движении воспринимают время по-разному. Он понял, что два события могут происходить одновременно с точки зрения одного наблюдателя, но происходить в разное время с точки зрения другого. И оба наблюдателя будут правы.

Понимание специальной теории относительности может быть немного трудным, но мы сведем ее к простой ситуации.

Он начал с идеи, что свет всегда движется со скоростью 300 000 км / с, и спросил, что случилось бы с нашими представлениями о пространстве и времени, если бы это было так?

А теперь представьте, что у вас снова есть наблюдатель, стоящий на железнодорожной насыпи, когда поезд проезжает мимо, и что каждый конец поезда поражен молнией, когда середина поезда проходит мимо наблюдателя. Поскольку удары молнии находятся на одинаковом расстоянии от наблюдателя, их свет достигает его глаза в один и тот же момент.Таким образом, наблюдатель сказал бы, что два удара произошли одновременно.

Однако есть еще один наблюдатель, это в поезде, сидящий точно в его середине. Поскольку поезд движется, свет, исходящий от задней молнии, должен пройти дальше, чтобы догнать его, поэтому он достигает этого наблюдателя позже, чем свет, исходящий спереди. Этот наблюдатель заключает, что первым действительно произошло то, что было впереди. И оба наблюдателя будут правы.

СВЯЗАННЫЕ С: 7 МИФОВ ОБ АЛЬБЕРТЕ ЭЙНШТЕЙНЕ, ВАМ НЕОБХОДИМО ПРЕКРАТИТЬ ВЕРИТЬ

Эйнштейн определил, что движение в пространстве также можно рассматривать как движение во времени.По сути, пространство и время влияют друг на друга, поскольку оба являются относительными понятиями по отношению к скорости света.

3. Номер Авогадро

Для любого, кто прошел уроки химии в средней школе, номер Авогадро может быть звонком.

В то время как Эйнштейн работал над своей математической моделью для объяснения броуновского движения, беспорядочного движения частиц в жидкости, он также доказал существование атомов и заложил основу для вычисления числа Авогадро, числа атомов в одном моль жидкости. молекула или элемент.

Работа Эйнштейна о броуновском движении предполагала существование крошечных неразличимых частиц. Эта теория была позже доказана Жаном Перреном, который проводил эксперименты с использованием высокоточного микроскопа для проверки математической работы Эйнштейна. Это позволило Перрину вычислить число Авогадро и доказать существование атомов — за что он получил Нобелевскую премию в 1926 году.

4. Конденсат Бозе-Эйнштейна

В 1924 году Эйнштейну прислали доклад физика Сатьендры Нат Бозе.В этой статье подробно описан способ представления фотонов света как газа. Эйнштейн обобщил теорию Бозе на идеальный газ из идентичных атомов или молекул, для которого сохраняется число частиц.

Эйнштейн работал с Бозе над распространением этой идеи на атомы, что привело к предсказанию нового состояния материи: конденсата Бозе-Эйнштейна. Первый экземпляр этого государства был произведен в 1995 году.

Satyendra Nath Bose. Источник: Викимедиа

Он также предсказал, что при достаточно низких температурах частицы будут заблокированы вместе в самом низком квантовом состоянии системы.Это явление называется конденсацией Бозе-Эйнштейна.

Конденсат Бозе-Эйнштейна — это, по сути, группа атомов, которые охлаждаются очень близко к абсолютному нулю. Когда они достигают этой температуры, они почти не двигаются относительно друг друга. Они начинают слипаться и переходят в одно и то же энергетическое состояние. Это означает, что с физической точки зрения группа атомов ведет себя так, как если бы они были одним атомом.

Теперь мы знаем, что это происходит только с «бозонами» — частицами с полным спином, кратным h — постоянной Планка, деленной на 2 пи.

5. Общая теория относительности

В 1916 году Эйнштейн опубликовал свою общую теорию относительности G . Эта статья обобщает концепции специальной теории относительности и закона всемирного тяготения Ньютона, описывая гравитацию как свойство пространства и времени. Эта теория помогла нам понять, как устроена крупномасштабная структура Вселенной.

Теорию общей теории относительности можно объяснить следующим образом:

Ньютон помог количественно оценить гравитацию между двумя объектами как притяжение двух тел, независимо от того, насколько массивно каждое из них или насколько далеко друг от друга они находятся.

Эйнштейн определил, что законы физики остаются неизменными для всех не ускоряющихся наблюдателей, что скорость света постоянна независимо от того, как быстро движется наблюдатель. Он обнаружил, что пространство и время переплетены и что события, происходящие в одно время для одного наблюдателя, могут происходить в другое время для следующего.

Это привело к его теории, согласно которой массивные объекты в космосе могут искажать пространство-время.

Предсказания Эйнштейна помогли современным физикам изучать и понимать черные дыры и гравитационное линзирование.

6. Фотоэлектрический эффект

Теория фотоэлектрического эффекта Эйнштейна обсуждает эмиссию электронов из металла, когда на него светит свет, как мы упоминали ранее. Ученые наблюдали это явление, но не смогли согласовать открытие с волновой теорией света Максвелла.

Источник: Wolfmankurd / Wikimedia

Его теория фотонов помогла понять это явление. Он предположил, что при попадании света на объект происходит испускание электронов, которые он считал фотоэлектронами.

Эта модель легла в основу того, как работают солнечные элементы — свет заставляет атомы высвобождать электроны, которые генерируют ток, тем самым создавая электричество.

7. Дуальность волна-частица

Работа Альберта Эйнштейна по развитию квантовой теории была одной из самых значительных из того, что он когда-либо делал. В начале своей карьеры Эйнштейн настойчиво утверждал, что свет следует рассматривать как волну и как частицу. Другими словами, фотоны могут вести себя как частицы и как волны одновременно.Это стало известно как дуальность волна-частица.

Цитируется его высказывание по этому поводу: «Мы сталкиваемся с трудностями нового типа. У нас есть две противоречивые картины реальности; по отдельности ни одна из них полностью не объясняет явления света, но вместе они делают».

Когда мы думаем обо всех работах Эйнштейна, мы также должны учитывать, как они повлияли на тех, кто пришел после него. Работа Эйнштейна повлияла на передовую современную квантовую механику, модель физического времени, понимание света, солнечных батарей и даже на современную химию.Он безжалостно задавал вопросы окружающему миру. Это то, что сделало его великим, его бесконечное любопытство к миру.

Главное — не переставать расспрашивать. «У любопытства есть своя причина для существования», — заметил Эйнштейн. Достижения Альберта Эйнштейна однозначно повлияли на наше понимание физики в том виде, в каком мы ее знаем сегодня.

7+ великих изобретений Альберта Эйнштейна + вклад, который изменил мир

Изобретения и вклад Альберта Эйнштейна в науку были феноменальными, поэтому сегодня он известен как величайший ученый мира.Но каковы его изобретения и вклад в современную науку?

Чем занимался Эйнштейн и почему его имя сегодня во всем мире является синонимом гения?

Что сделал Альберт Эйнштейн?

Альберт Эйнштейн был физиком и математиком по профессии и одним из величайших мыслителей последнего времени, который дал нам видение. Хорошо, это все хорошо, но что изобрел Альберт Эйнштейн , спросите вы?

Чтобы ответить на этот вопрос, лучше всего понять, что Альберт Эйнштейн известен не своими изобретениями, а своими великими теориями, на которых сегодня стоит современная наука.

Чем прославился Альберт Эйнштейн?

Альберт Эйнштейн известен своими работами, которые способствовали важным достижениям в науке, таким как исследование космоса, применение света и атомной энергии. Его теории привели ученых к пониманию новых способов взглянуть на энергию, материю, гравитацию, пространство и время.

Достижения Альберта Эйнштейна

Изобретения, исследовательская работа или открытия, которые привели к изобретениям, все эти открытия относятся к достижениям Альберта Эйнштейна, и его вклад помог ученым, которые последовали за этим, расширить знания и продвинуться вперед.

Ниже приводится список изобретений, теорий и открытий Альберта Эйнштейна, которые выделяют некоторые из его ключевых достижений:

1. Квантовая теория света

Квантовая теория света Эйнштейна предполагала, что свет состоит из небольших пакетов энергии, называемых фотонов , которые имеют волновые свойства. В этой теории он также объяснил испускание электронов из некоторых металлов, в которые попадает молния — это называлось фотоэффектом .

Эта теория позже привела к изобретению Television , который дал технологам видение создания современных экранных устройств (смартфоны, компьютеры, ноутбуки) .

2. E = mc2

Он продемонстрировал связь между массой и энергией , которая сегодня привела к ядерной энергии .

3.Броуновское движение

На сегодняшний день это может быть лучшим открытием Альберта Эйнштейна, где его наблюдение за зигзагообразным движением частиц во взвешенном состоянии помогло доказать существование атомов и молекул . И все мы знаем, насколько фундаментально это открытие сегодня практически для каждой отрасли науки.

4. Специальная теория относительности

Эта теория Эйнштейна помогла объяснить, что время и движение относятся к их наблюдателям, пока скорость света остается постоянной, а законы природы одинаковы во всей Вселенной.

5. Общая теория относительности

Эйнштейн предположил, что гравитация — это искривленное поле в пространственно-временном континууме, созданное наличием массы.

6. Проект Манхэттен

Альберт Эйнштейн создал Манхэттенский проект, исследование, проведенное при поддержке U.С., что привело к разработке атомной бомбы в 1945 году.

Однако, узнав о разрушениях, которые атомная бомба нанесла в Японии во время Второй мировой войны, Эйнштейн, как известно, проводил кампанию за запрет ядерного оружия.

7. Холодильник Эйнштейна

Это может быть одно из наименее известных изобретений, которыми сегодня известен Эйнштейн. Эйнштейн разработал конструкцию холодильника, в которой использовались аммиак, вода и бутан, и для работы почти не требовалось энергии.

Принимая во внимание мировые потребности в энергии, компании могут осознавать важность охлаждения и охлаждения без использования энергии и развивать эту концепцию в ближайшем будущем.

8. Небо голубое

Хотя это кажется простым объяснением, тем не менее, Эйнштейн помог развеять этот аргумент.

Итак, если кто-то спросит вас «Что изобрел Эйнштейн?» в следующий раз, просветите их тем, что вы узнали сегодня.

Альберт Эйнштейн — Изобретения и открытия

Альберт Эйнштейн был ученым в начале 1900-х годов, и некоторые люди в научном сообществе считают его одним из самых умных людей, которые когда-либо жили.

Он выступил с одними из самых влиятельных открытий и теорий 20 -х годов века.

Прочтите, чтобы узнать о некоторых из его самых важных изобретений и открытий.

Теория относительности

В своей, пожалуй, самой известной теории Эйнштейн утверждал, что скорость объекта зависит от скорости наблюдателя.Здесь и вступило в игру известное уравнение E = MC 2 .

Например, если два человека играют в пинг-понг в поезде, то мяч, по которому они бьют вперед и назад, всегда будет двигаться с одинаковой скоростью.

Однако казалось, что мяч меняет скорость, если кто-то наблюдает за ним сбоку от гусениц. Это потому, что этот человек неподвижен, а не движется вместе с мячом.

Эта теория также утверждает, что если энергия объекта изменится, его масса также изменится.Это оказало влияние на развитие ядерной энергетики и атомной бомбы.

Фотоны

В 1905 году Эйнштейн придумал идею о существовании частиц, из которых состоит свет, которые называются фотонами.

Как и в случае с большинством открытий и теорий, большинство ученых того времени не соглашались с ним.

Однако позже его теория была подтверждена в ходе множества различных испытаний и экспериментов.

Это было очень важное открытие для многих различных областей науки, не только для физики.

За эту удивительную работу Эйнштейн получил Нобелевскую премию по физике в 1921 году.

Конденсат Бозе-Эйнштейна

Все знают о трех состояниях материи: твердых телах, жидкостях и газах.

Эйнштейн вместе с другим ученым по имени Сатьендра Бозе открыл четвертое состояние материи.

Это новое состояние материи состоит из неотличимых частиц. Эти частицы называются бозонами.

Этот новый тип вещества использовался для производства передовых технологий, таких как сверхпроводники.

Броуновское движение

Наряду с его теорией относительности это одно из самых известных открытий Альберта Эйнштейна.

Наблюдая зигзагообразное движение частиц во взвешенном состоянии, Эйнштейн смог доказать существование чрезвычайно крошечных частиц.

Эти частицы, в состав которых входят атомы и молекулы, ранее были неизвестны человечеству.

На пути к этому открытию Эйнштейн объединил идеи и теории кинетической теории и классической гидродинамики.

Квантовая теория света

В этой теории Эйнштейн предположил, что свет состоит из различных пакетов энергии. Он назвал эти пакеты квантами или фотонами.

Он заявил, что некоторые обладают свойствами частиц, а некоторые — свойствами волн. Он также использовал эту теорию фотонов для объяснения фотоэлектрического эффекта.

Это место, где электроны испускаются твердым телом при попадании на них света. Телевидение, сотовые телефоны и планшеты — все это практические приложения этой теории света.

Атомная бомба

Хотя Альберт Эйнштейн не работал непосредственно над атомной бомбой, его имя всегда будет связано с ней.

Это потому, что его научная работа и открытия были неотъемлемой частью создания бомбы.

Это включает его теорию относительности, теорию света и его работу по открытию атомов и молекул.

Применяя теории, выдвинутые Альбертом Эйнштейном, ученые, работавшие над Манхэттенским проектом, смогли создать первую атомную бомбу.

Холодильник Эйнштейна

Хотя у Эйнштейна есть много известных открытий и изобретений, которые помогли сделать его имя нарицательным, у него также было несколько не очень известных.

Одним из таких примеров является Холодильник Эйнштейна. В этом грубом дизайне Эйнштейн создал холодильник, который не требовал каких-либо источников энергии для охлаждения продуктов.

Вместо этого использовались бутан, аммиак и вода. Однако эта идея так и не прижилась, и поэтому о нем почти забыли.

Как открытия Эйнштейна сформировали наш мир

Помимо телевидения и атомной бомбы, существует множество повседневных примеров того, как теории Эйнштейна претворяются в жизнь.

В этом разделе вы узнаете о некоторых из наиболее важных изобретений, основанных на работах Эйнштейна.

Карты Google

Благодаря Эйнштейну заблудиться в наши дни практически невозможно.Без теории относительности Эйнштейна мы не смогли бы использовать GPS на наших смартфонах.

Без этой теории мы не смогли бы принять во внимание эффекты теории относительности, когда мы синхронизируем нашу позицию со спутниками, вращающимися вокруг Земли.

Без этого понимания расчеты этих спутников были бы заполнены ошибками, что сделало бы их бесполезными.

Часы для смартфона

В другом случае, когда теория относительности Эйнштейна применяется к GPS, часы вашего телефона не смогут работать с этой теорией.

Это связано с тем, что интернет-провайдер на вашем телефоне использует GPS для установки времени, что помогает сделать их очень точными.

Без теории относительности вы бы, скорее всего, на все опоздали!

Лазеры

Почему автоматические двери открываются при приближении? Или почему домашние системы безопасности предупреждают вас о присутствии злоумышленника? Конечно же, лазеры!

Лазеры имеют решающее значение для всех этих и многих других изобретений. Лазеры и их приложения стали возможными благодаря Альберту Эйнштейну.

В 1916 году Эйнштейн открыл, что лазеры возможны. Другие изобретатели взяли эту идею и реализовали ее, создавая множество различных применений, и все это благодаря Альберту Эйнштейну.

Еще разделы «Наука».

Альберт Эйнштейн | TheSchoolRun

Альберт Эйнштейн был невероятно умным человеком с очень пытливым умом. Большинство людей согласятся, что он остается самым известным и талантливым ученым из когда-либо существовавших. Все открытия, которые он сделал много лет назад, до сих пор помогают нам понять нашу Вселенную и события, которые происходят в ней сегодня.

Эйнштейн с раннего возраста подавал большие надежды, хотя, по-видимому, он не любил школу! Всего в 5 лет он был заинтригован компасом, купленным ему отцом, пытаясь понять, почему стрелка всегда указывала на север.

Эйнштейн получил работу по проверке чужих изобретений, потому что он не мог найти работу учителем, но в то же время он работал над своими собственными научными идеями. Он придумал около удивительных теорий о свете, материи, гравитации, пространстве и времени.

Группа статей, которые он написал во время работы в Патентном ведомстве в Берне, показала, каким великим научным мыслителем был Эйнштейн. Он открыл новые способы определения размера молекул , объяснил, как движутся частиц , и сделал новые открытия о световых .

Эйнштейн, вероятно, остается самым известным благодаря своей «теории относительности » и, возможно, самому известному математическому уравнению, когда-либо написанному, E = mc², что означает, что энергия (e) равна массе (m), умноженной на скорость света, в квадрате (c² ).Его теорию трудно понять даже взрослым! Но уравнение показывает, что массу (количество вещества в чем-то!) Можно превратить в энергию и наоборот. Поскольку скорость света в квадрате — это огромное число, это означает, что даже небольшое количество массы может быть превращено в огромное количество энергии!

В 1921 году Эйнштейн был удостоен Нобелевской премии по физике.

Альберт Эйнштейн умер 18 апреля 1955 года в возрасте 76 лет от сердечной недостаточности. Перед смертью он надеялся объединить все свои идеи в одну большую теорию, но не достиг этой цели.

После его смерти мозг Эйнштейна был удален и сохранен, и было проведено исследование, чтобы выяснить, есть ли причина для его гения!

В 1999 году журнал Time назвал его « Человеком века ».

Карьерный ученый | AMNH

Путь в Принстон

Самостоятельный с юных лет Эйнштейн сделал выдающуюся карьеру благодаря своей неизменной преданности науке.В детстве он боролся против структурированной системы образования, которая не позволяла процветать его воображению. Эйнштейн рано осознал, что у него есть талант к математике и абстрактному мышлению, и ему импонировала интеллектуальная свобода теоретической физики.

Еще будучи физиком, Эйнштейн был вынужден переезжать везде, где имелась работа. Ему были хорошо известны академические учреждения в Берлине, Цюрихе, Берне, Праге и других городах Европы. Эйнштейн вскоре приобрел репутацию блестящего профессора и был приглашенным исследователем в исследовательских институтах по всему миру.Во время повторного визита в Калифорнийский технологический институт коллега предложил Эйнштейну должность в недавно основанном Институте перспективных исследований в Принстоне, штат Нью-Джерси. В 1933 году Эйнштейн сделал последний шаг: переехал в Принстон, где прожил последние десятилетия в качестве физика-теоретика в Институте.

Резиденция Эйнштейна в Берне
Фото любезно предоставлено AIP Эмилио Сегре Visual Archives

Патентный клерк профессора

Первая работа Эйнштейна после окончания колледжа была работой патентного клерка в Швейцарском федеральном ведомстве интеллектуальной собственности в Берне.Позже Эйнштейн с любовью вспоминал патентное бюро как место, где он «вынашивал свои самые прекрасные идеи».

Проработав семь лет в патентном бюро и один год в качестве приглашенного лектора в Бернском университете, Эйнштейн перевез свою семью из их резиденции в Берне, когда он стал профессором теоретической физики в Цюрихском университете.

Институт повышения квалификации

Спрятанный в тихом кампусе вдали от шумных улиц центра Принстона, Институт перспективных исследований был для Эйнштейна раем для «вольнодумца», где он мог сосредоточиться исключительно на теоретической физике.Его кабинет в Фулд-холле был скудно обставлен, за исключением классной доски, стульев, стола и полок, заваленных бумагами. Там Эйнштейн и его помощники безуспешно пытались сформулировать «Теорию Великого Объединения», которой все еще занимаются физики.

Эйнштейн и Нильс Бор в Фульд-холле, IAS
Фото: любезно предоставлено AIP, Эмилио Сегр & egrave; Архивы

Чудеса Эйнштейна 1905 года

Одного великого достижения может хватить на несколько жизней, но не для Альберта Эйнштейна.1905 год, известный теперь как « annus mirabilis, », или «чудесный год», стал поворотным моментом в карьере молодого физика. Эйнштейн получил докторскую степень. из Цюрихского университета, и он написал четыре новаторских статьи, которые были опубликованы в престижном журнале Annalen der Physik :

Об эвристической точке зрения на производство и преобразование света, Annalen der Physik , 1905

О движении малых частиц, взвешенных в неподвижных жидкостях, требуемом молекулярно-кинетической теорией тепла, Annalen der Physik , 1905

О электродинамике движущихся тел, Annalen der Physik , 1905

Есть ли инерция Тело зависит от содержания энергии ?, Annalen der Physik , 1905

26-летний ученый знал, что его работа важна, но даже он не мог предсказать, как отреагирует физический мир.В 1901 году он написал Милеве Мари: «Сейчас я очень увлеченно работаю над электродинамикой движущихся тел, которая обещает стать капитальной бумагой». Эта «заглавная статья» и три других, более известная как Специальная теория относительности, вызвали бурную дискуссию в научном сообществе; недавно выпускник Ph.D. теперь считался выдающимся физиком. Некоторые историки отмечают, что, если бы Эйнштейн никогда ничего не публиковал после 1905 года, он все равно был бы известен как один из величайших мыслителей нашего времени.

Нобелевская премия Эйнштейна

Путь в Швецию для получения Нобелевской премии часто бывает долгим и трудным. Фактически, Эйнштейн так и не доехал до Стокгольма, чтобы принять свою медаль. Известный благодаря затмению 1919 года, которое подтвердило его Общую теорию относительности, Эйнштейн был в разгаре мирового лекционного турне, когда Нобелевский комитет присудил ему премию 1921 года. Он выиграл за свою выдающуюся карьеру в физике, в первую очередь за свою теорию света и электронов 1905 года, названную фотоэлектрическим эффектом, а не за свою более спорную теорию относительности.

Эйнштейн и его жена Эльза направлялись в Японию, когда телеграмма Нобеля прибыла в их берлинскую резиденцию в 1922 году. Посол Германии в Швеции присутствовал на декабрьской церемонии награждения от имени Эйнштейна, заметив, что ученый отказался от своего немецкого гражданства в 1896 году. Из-за большой путаницы по поводу того, был ли Эйнштейн гражданином Германии или Швейцарии, шведский посол вручил медаль Эйнштейну в Берлине в 1923 году. Позже в том же году Эйнштейн посетил Швецию, чтобы прочитать свою «Нобелевскую лекцию» по теории относительности.

Медаль Нобелевской премии Эйнштейна
1922

Альфред Нобель (1833–1896), шведский изобретатель динамита и других взрывных технологий, попросил, чтобы после его смерти его поместье было использовано для создания основы доброй воли. Учрежденный в 1900 году Нобелевский фонд предоставляет денежные премии лауреатам Нобелевской премии, назначаемым отдельными комитетами. Шведская королевская академия наук выбирает лауреатов Нобелевской премии по физике.

Центральное изображение на нобелевской медали Эйнштейна изображает гения науки, открывающего природу, в форме богини Исиды.Она появляется из облаков в руках с сосудом изобилия. Изображение окружено словами: «Изобретения улучшают жизнь, украшенную искусством». На оборотной стороне — изображение Альфреда Нобеля.

Сертификат Нобелевской премии по физике

В 1922 году Шведская королевская академия наук задним числом присудила Альберту Эйнштейну Нобелевскую премию 1921 года по физике за его новаторскую теорию фотоэлектрического эффекта. Члены комитета по присуждению премии номинировали Эйнштейна почти каждый год в период с 1910 по 1922 год, но было много споров относительно того, какую новаторскую теорию им следует процитировать.Некоторые говорили об общей теории относительности, но простого затмения не было достаточным доказательством для всех членов комитета, чтобы поставить свою репутацию на новую теорию Эйнштейна. Вместе с медалью была получена сумма в 121592 кроны (примерно 32000 долларов), которую Эйнштейн передал своей бывшей жене Милевой в рамках их соглашения о разводе.

Альберт Эйнштейн | Всемирно известный физик-теоретик

Альберт Эйнштейн, возможно, самый влиятельный ученый 20-го века. Его общая теория относительности изменила наше понимание пространства и времени, став одним из двух столпов современной физики — другой — квантовой механикой.

Самое известное уравнение немецкого физика, E = mc 2 , утверждает, что все, что имеет массу, имеет эквивалентное количество энергии, и наоборот.

Она возникла из его специальной теории относительности, которая предполагала, что в космическом вакууме скорость света всегда одинакова, независимо от движения человека, наблюдающего за ней. Это привело к новому взгляду на Вселенную: предположению, что пространство и время не могут быть отделены друг от друга, а, скорее, связаны в единый континуум.Он также предположил, что измерения расстояния и времени изменяются по мере приближения к скорости света: часы идут медленнее, а длина кажется короче.

В том же году, в возрасте всего 26 лет, он разработал три другие новаторские теории — о броуновском движении, эквивалентности массы и энергии и законе фотоэлектрического эффекта, за которые он получил Нобелевскую премию в 1921 году.

Расширяя свою специальную теорию, общая теория относительности Эйнштейна утверждает, что то, что мы воспринимаем как силу тяжести между двумя массами, на самом деле возникает из их искривления пространства и времени.Например, хотя кажется, что гравитация солнца притягивает Землю к себе, на самом деле такой силы не существует; вместо этого геометрия пространства-времени вокруг Солнца определяет, как движется Земля.

Согласно теории, время движется медленнее, когда гравитация сильнее: часы идут медленнее на уровне моря, чем на вершине горы, где сила притяжения Земли слабее.

Вопреки преобладающим в то время представлениям, теория также предсказывала расширение Вселенной, что подтвердил астроном Эдвин Хаббл в 1929 году.

Общая теория относительности Эйнштейна объяснила движение планет и отклонение света от далеких звезд и галактик, а также предсказала существование черных дыр и гравитационных волн. Эти волны — рябь в пространстве-времени — были впервые обнаружены непосредственно в 2016 году, через столетие после того, как он впервые их теоретизировал. Донна Лу

Файлы дела: Альберт Эйнштейн | Институт Франклина

Введение

Хотя он называл себя «математическим невеждой», мышление Альберта Эйнштейна было настолько сложным, что опытные члены научного сообщества все еще изо всех сил пытаются понять смысл и значение его теорий.Рожденный в Германии в 1879 году, физик с кудрявыми волосами провел некоторые из своих самых важных исследований в Принстоне, штат Нью-Джерси, где он провел последние годы своей жизни. Возможно, наиболее известный своей теорией относительности и уравнением E = mc2, работа Эйнштейна произвела революцию в области теоретической физики и сделала его знаменитостью во всем мире.

Когда он представлял Эйнштейна на упражнениях Дня медали, доктор Фредерик Палмер-младший из Комитета по науке и искусству Института Франклина сказал: «Романтика его достижения была такова, что математическая физика стала популярной среди публики.»

Кем был Альберт Эйнштейн? Какими были его достижения в области физики?

Природа гения

До того, как он стал известен как гений, работа которого коренным образом изменила мировоззрение о физике, Альберт Эйнштейн считал себя «просто любопытным». В юности любопытство привело его к изучению области естествознания через частное чтение вне уроков средней школы и применение своих знаний к собственным мыслям и вопросам о природе космоса.

Эйнштейн был философом и правозащитником, а также ученым. За свою жизнь он стал свидетелем двух мировых войн и предсказал изобретение атомной бомбы в теперь известном письме президенту Франклину Делано Рузвельту. Эйнштейн красноречиво записал свои мысли о религии, науке и правах человека, а страницы его работ проникнуты сложными эмоциями и размышлениями человека, который стал свидетелем глубоких изменений в мире вокруг него и чье прямое участие в крупных научных открытиях вдохновило его. подумать о том, в какой степени достижения науки влияют на общество в целом.

Несмотря на известность, принесенную ему его теориями и исследованиями, чувство смирения Эйнштейна осталось неизменным. Хотя отдельные эпизоды из его юности демонстрируют некоторые признаки высокомерия и разочарования по поводу его славы, его взрослая жизнь отмечена зрелой благодарностью за свои способности и безропотным принятием своего статуса знаменитости. Размышляя о своем успехе в последние годы своей жизни, Эйнштейн писал: «По большей части я делаю то, к чему меня побуждает моя собственная природа. Стыдно зарабатывать на этом столько уважения и любви.«

Отправляется в путь «Одинокий путешественник»

Альберт начал учебу в Германии, где учителя наказывали его, а одноклассники относились к юному Эйнштейну неуважительно. Его классы начальной школы делали упор на запоминание и заучивание наизусть. Учителя немецкой начальной школы упрекали Альберта в том, что он слишком много думал о значении своих вопросов и не отвечал так быстро, как его сверстники. Дома Альберт послушно выполнил домашнее задание, прежде чем участвовать в одиночных играх.В детстве он любил строить карточные домики, которые иногда доходили до четырех этажей. Даже в детстве Эйнштейн ценил одиночество, и в 1930 году он размышлял: «Я действительно« одинокий путешественник »и никогда не принадлежал своей стране, моему дому, моим друзьям и даже моим ближайшим родственникам всем сердцем; Перед лицом всех этих связей я никогда не терял чувство дистанции и потребность в одиночестве — чувства, которые усиливаются с годами »(qtd в Cassidy 64).

Работая впереди

Осенью 1888 года, когда Эйнштейну было девять лет, он поступил в среднюю школу в Мюнхене, Германия, под названием Luitpold-Gymnasium.Эта школа делала упор на ненаучные предметы, такие как латынь и древнегреческий язык. Хотя на уроках он получал хорошие оценки, они не вызвали у него интереса. Именно в эти дни в средней школе Альберт начал отклоняться от предписанной ему учебной программы, занимаясь своим собственным частным чтением. В возрасте тринадцати лет он попросил своих родителей купить учебник математики, которым он будет пользоваться в следующем году, и приступил к проработке всей математической программы в гимназии Лутипольда за несколько месяцев.Он потакал своей страсти к физике и физическим явлениям, читая учебники, которые в то время были ключевыми трудами по естественным наукам.

Нуждается в гуманитарном образовании

Когда его мысли переключились на колледж и более продвинутые исследования, Альберт решил подать заявление в Федеральный технологический институт (FIT) в Цюрихе, Швейцария. Он не любил гимназию Лутипольда и не закончил там учебу. Вместо этого он посвятил себя периоду самообучения, во время которого он приобрел знания теоретической физики.Он сдал конкурсный вступительный экзамен FIT в шестнадцать лет, то есть более чем на год младше, чем другие студенты, сдавшие экзамен в то же время. Результаты его экзамена показали, что он хорошо сдал математико-физическую часть теста, в то время как он провалил общую часть экзамена, которая проверяла его знания литературной и политической истории и иностранного языка. Таким образом, Альберту пришлось учиться в средней школе в соседнем швейцарском городе Аарау, прежде чем он был принят в FIT.

Эйнштейн начал свое обучение в Федеральном технологическом институте (FIT) в октябре 1896 года. Будучи студентом колледжа, он часто пропускал лекции и готовился к экзаменам, заимствуя записи у своих одноклассников, а позже называл себя посредственным студентом университета. Хотя Альберт не был заядлым участником своих занятий, неподдельный интерес к теоретической физике побудил его посвятить ее изучению большие периоды времени. Он участвовал в ряде физических экспериментов, будучи студентом, и последовательно стремился объединить абстрактные концепции теоретической физики с практическими вопросами.Его докторская диссертация сделала шаг к такому объединению, объединив теоретическое утверждение о существовании молекул с описанием физического закона, регулирующего поведение молекул. Эйнштейн использовал экспериментальные данные для дальнейшего описания этого закона и дальнейшего развития взаимосвязи между теоретическим и практическим.

Принстон Дней

После того, как он получил степень в FIT, Эйнштейн нашел работу доцентом, а затем и профессором теоретической физики.Он предпочел исследования преподаванию, и в 1914 году он принял оплачиваемую должность исследователя в Берлине, Германия, которая в то время считалась «столицей» физики. В 1933 году усиление нацистской власти в Германии побудило Эйнштейна уйти в отставку со своего поста в Берлине и бежать в Соединенные Штаты, где он поселился по адресу Мерсер-стрит, 112 в Принстоне, штат Нью-Джерси, и занял должность на факультете Принстонского института исследований. Углубленное исследование.

Освальд Веблен, первый профессор Института перспективных исследований, помог выбрать и переместить Эйнштейна и других иностранных математиков после прихода Гитлера к власти в Европе.Веблен был ведущим геометром и был президентом Американского математического общества и Международного конгресса математиков, проходившего в Гарварде. Хотя Веблен пользовался большим уважением как ученый, он ценил свои отношения со своими учениками и помогал проектировать общие пространства в зданиях Принстона, чтобы способствовать формированию отношений между студентами и преподавателями.

Проверка и публикация теории относительности Эйнштейна в 1919 году сразу же принесла ему статус знаменитости.

Под следствием

В августе 1939 года Эйнштейн отправил письмо в Белый дом, информируя президента Франклина Делано Рузвельта о потенциальной угрозе, которую представляет открытие и последующие эксперименты с ядерным расщеплением в Берлине, Германия. Его зловещее предсказание гласило:

.

«Это новое явление также приведет к созданию бомб, и вполне возможно — хотя и менее уверенно — что таким образом могут быть созданы чрезвычайно мощные бомбы нового типа.Одиночная бомба этого типа, доставленная на лодке и взорвавшаяся в порту, вполне может уничтожить весь порт вместе с некоторыми прилегающими территориями ».

История показывает, что Эйнштейн послал президенту Рузвельту четыре письма, в каждом из которых выражалась повышенная необходимость действовать. В декабре 1941 года Рузвельт прислушался к предупреждению Эйнштейна и организовал американское расследование ядерного деления и разработки такой бомбы, известной как Манхэттенский проект. Этот совершенно секретный проект реализовывался в лаборатории в Лос-Аламосе, штат Нью-Мексико.Четыре года спустя, в 1945 году, Соединенные Штаты сбросили недавно разработанную атомную бомбу, опустошив японские города Хиросиму и Нагасаки.

Несмотря на свою роль в предупреждении президента о возможности ядерного оружия, Эйнштейн не участвовал в Манхэттенском проекте. Хотя в 1940 году ему было предоставлено американское гражданство, его участие в либеральных организациях, чьи миссии призывали к миру во всем мире, сделало Эйнштейна «радикалом» в глазах Федерального бюро расследований.В ответ на предполагаемую угрозу, исходящую от Эйнштейна, ФБР составило обширный секретный файл на ученого, отслеживая и записывая его передвижения. Его статус угрозы безопасности помешал Эйнштейну получить допуск, необходимый для входа в секретную лабораторию в Нью-Мексико. Очень вероятно, что это не стало источником разочарования для Эйнштейна, который публично заявил о своей приверженности пацифизму. Он был очень огорчен, когда общественное мнение связывало его с падением атомных бомб в 1945 году и последующими жертвами среди гражданского населения.

Хотите узнать больше об Альберте Эйнштейне? Узнайте больше о его премии имени Бенджамина Франклина

Личные обязательства

Эйнштейн посвятил себя семье, за свою жизнь он дважды женился и имел троих детей. Все трое детей были продуктом его отношений с Милевой Марич, с которой он познакомился, когда был студентом университета. Милева была одноклассницей и коллегой-учёным, и данные свидетельствуют о том, что она способствовала развитию некоторых теорий своего мужа.Детей Эйнштейна звали Лизерль, Ганс Альберт и Эдуард, которого звали Тете. Эйнштейн в конце концов развелся с Милевой, женившись на своей кузине Эльзе Левенталь четыре месяца спустя.

Эйнштейн также был глубоко привержен своей еврейской вере. Его религиозные убеждения вдохновили его на борьбу с философскими мыслями и отстаивание дела сионистов и их поисков еврейского домашнего государства в Палестине. В 1952 году ему предложили пост президента Израиля, но он отказался от этой чести. Он умер три года спустя от аневризмы брюшной аорты, передав большую часть своих работ и фотографий Еврейскому университету в Иерусалиме.

Вечная загадка

Хотя в современном обществе его считают гением, образ мышления Эйнштейна резко отличался от мышления большинства других ученых, когда он первоначально написал некоторые из своих самых известных теорий. В первые годы 20 века к теоретикам не относились с большим уважением, но Эйнштейн рассматривал теоретическую работу как высокое призвание. Размышляя о теоретической физике, Эйнштейн писал: «Вскоре я научился улавливать то, что могло привести к основам, и отворачиваться от всего остального, от множества вещей, которые загромождают ум и отвлекают его от существенного…. Вон там этот огромный мир, который существует независимо от нас, человеческих существ, и который стоит перед нами как великая вечная загадка. «

Электромагнитные волны

Некоторые ученые в конце 1800-х и начале 1900-х верили в сущность, известную как «эфир», и описывали ее. Считалось, что эфир является фоном в состоянии абсолютного покоя, на котором происходит движение элементов космоса. Эйнштейн не согласился с существованием эфира, что станет очевидным при обсуждении его специальной теории относительности.Однако понимание эфира важно для понимания теории электромагнитных явлений, предшествовавшей теории относительности Эйнштейна.

В 19 веке ученые Майкл Фаради, Джеймс Клерк Максвелл и Генрих Герц сформулировали теорию, описывающую электромагнитные явления. Эта теория показала, что электрические и магнитные силы возникли в результате действия электрических и магнитных полей, существующих в пространстве между электрическими зарядами. Эти электрические заряды были произведены эфиром, который, как считалось, мог воздействовать электрическими силами на обычную материю.Герц показал, что движущиеся электромагнитные поля могут оторваться от обычной материи и распространяться через эфир как независимые электромагнитные волны, несущие энергию. Эти электромагнитные волны бывают как видимыми, так и невидимыми. Герц показал, что видимый свет — это одна из видимых форм электромагнитной волны. К невидимым электромагнитным волнам относятся радиоволны, рентгеновские лучи и микроволны. Представление о таких волнах, движущихся в эфире, можно сравнить с волнами, которые распространяются по пруду после того, как камень брошен в воду.Рябь в пруду можно рассматривать как эквивалент электромагнитных волн, а неподвижную воду — как эквивалент эфира. В пруду сила удара камня в воду вызывает рябь. Одна из вещей, озадачивающих ученых времен Эйнштейна, заключалась в том, что именно вызвало образование электромагнитных полей, независимое движение которых привело к возникновению электромагнитных волн, которые они считали движущимися в пространстве.

Электрон

В 1897 году был открыт источник электромагнитных полей: электрон.На момент открытия электрон обладал наименьшей известной массой. Он также нес наименьший из известных электрических зарядов. Из-за своего заряда он оказался источником электромагнитных полей. Однако электрон создал проблему для ученых, занимающихся теорией электромагнитного поля. Как обсуждалось выше, электромагнитная теория имела дело с полями и волнами, объектами, которые считались непрерывными и не имеющими массы. Электроны не являются ни непрерывными, ни безмассовыми: это отдельные заряженные частицы, обладающие массой.Таким образом, электроны не «вписывались» в электромагнитную теорию, как ее понимали в конце 19 века. Они составили еще одну загадку для Эйнштейна и его современников.

Квантовый скачок

В 1905 году Эйнштейн бросил вызов концепции, согласно которой видимый свет, одна из форм электромагнитной волны, всегда ведет себя как непрерывная волна. Эйнштейн утверждал, что в некоторых случаях свет ведет себя как отдельные частицы. Он назвал эти частицы «квантами света» и сказал, что каждый «квант света» несет в себе «квант», то есть фиксированное количество энергии.Таким образом, луч света состоит из множества «квантов света», которые наблюдаются как одна непрерывная волна. По словам Эйнштейна, полная энергия светового луча — это сумма отдельных энергий отдельных «квантов света». Сегодня эти «кванты света» называют «фотонами». Теории, которые рассматривают полную энергию как «квантованную» (что означает, что полная энергия вычисляется путем сложения фиксированных энергий отдельных «квантов», из которых состоит общая энергия), известны как квантовые теории.

Это (фото) электрическое!

Гипотеза кванта света Эйнштейна помогла объяснить определенное поведение видимого света, которое нельзя было бы объяснить, если бы видимый свет понимался как существующий в форме волны, а не в форме крошечных отдельных частиц.Одно из этих явлений было известно как фотоэлектрический эффект. Ученые заметили, что когда свет попадает в металл, электроны выбрасываются с поверхности металла. Кванты света Эйнштейна могли выбрасывать электроны с поверхности металла, изменяя энергетические состояния электронов, с которыми они сталкиваются. Кванты света — это маленькие сгустки энергии, и, согласно электронной теории, электроны поглощают энергию. Акт поглощения энергии переводит электрон в более высокое энергетическое состояние, заставляя его подпрыгивать. Когда он возвращается в состояние покоя, он излучает поглощенную энергию в виде света.Это приводит к наблюдаемому выбросу электронов с поверхности металла, известному как фотоэлектрический эффект.

Галилей и теория относительности

Хотя Эйнштейн — ученый, который чаще всего ассоциируется с теорией относительности, есть несколько мыслителей, ответственных за ее формулировку. Первым известным теоретиком относительности был Галилей, сформулировавший первый «принцип относительности» в семнадцатом веке. Создавая свой принцип относительности, Галилей удалил различие между неподвижными и движущимися наблюдателями, утверждая, что люди на Земле не могут сказать, действительно ли они находятся в состоянии покоя или движутся вместе с вращением Земли каждый день.Чтобы продемонстрировать это, Галилей использовал пример пушечного ядра, падающего с вершины мачты корабля. Он отметил, что пушечное ядро ​​приземлится у основания мачты независимо от того, движется ли корабль устойчиво через океан или неподвижно в доке. Даже если они наблюдают за падающим шаром, люди на корабле не могут сказать, действительно ли они находятся в состоянии покоя или движутся вместе с кораблем. Они не могут отличить свое состояние покоя от состояния корабля, наблюдая за движением, которое происходит в «системе отсчета» корабля.Другими словами, человек, покоящийся на палубе корабля, не может определить, находится ли корабль в состоянии покоя или движется с постоянной скоростью через океан, наблюдая за действиями, которые происходят на самом корабле. Этот человек должен наблюдать за кораблем относительно окружающей его среды, чтобы сделать такое определение.

Принципиальные вопросы

В 1905 году Эйнштейн написал статью «Об электродинамике движущихся тел». Эта статья послужила основой его теории относительности.Он также включал многие теории и результаты ученых, чьи работы предшествовали Эйнштейну, настолько, что многим из его современников было трудно отличить «специальную теорию относительности» Эйнштейна от других общепринятых теорий того времени. Основное различие между теориями Эйнштейна и другими распространенными научными теориями 1900-х годов заключается в том, как Эйнштейн выводил свои теории. В то время как многие из его современников рисовали «конструктивные теории», Эйнштейн рисовал «принципиальные теории».«

Теории Эйнштейна не были гипотезами, построенными на данных, полученных в результате экспериментов. Скорее, они были универсальными принципами, предназначенными для воздействия на всю физику. На протяжении всей своей жизни Эйнштейн руководствовался желанием выделить единую теорию, которая объединила бы гравитацию и электромагнитные поля. Хотя эта единственная теория еще не была найдена, работа Эйнштейна вдохновила сегодняшних физиков на продолжение поисков единой теории.

Специальная теория относительности

Специальная теория относительности Эйнштейна — это, по сути, теория измерения.Он квалифицировал эту теорию как «особую», потому что она относится только к однородным скоростям (то есть к объектам, находящимся в состоянии покоя или движущихся с постоянной скоростью). Формулируя свою теорию, Эйнштейн отверг концепцию «эфира», а вместе с ней и «идею абсолютного покоя». До создания специальной теории относительности Эйнштейна физики понимали, что движение происходит на фоне абсолютного покоя («эфира»), причем этот фон служит точкой отсчета для всего движения. Отвергая концепцию этого фона, Эйнштейн призвал пересмотреть все движения.Согласно его теории, все движения относительны, и каждую концепцию, включающую пространство и время, следует рассматривать в относительных терминах. Это означает, что не существует постоянной точки отсчета, по которой можно было бы измерять движение. Измерение движения никогда не бывает абсолютным, но относительно заданной позиции в пространстве и времени. Возвращаясь к пушечному ядру Галилея, Эйнштейн подумал над этим: пушечное ядро, падающее с мачты корабля, будет казаться наблюдателю, стоящему на палубе этого корабля, как будто оно упало прямо вниз; однако наблюдателю, стоящему на берегу, может показаться, что пушечное ядро ​​движется по кривой траектории к основанию мачты.По какой траектории на самом деле двигался мяч? Согласно специальной теории относительности Эйнштейна, ответ — и то, и другое — и ни то ни другое. Наблюдение каждого наблюдателя достоверно в его собственной системе отсчета, но каждое из них является не более чем артефактом измерения или наблюдения, предпринятого наблюдателем.

Следствия теории относительности

Специальная теория относительности Эйнштейна имеет множество сложных следствий, которые сбивают с толку даже современных ученых. Одно из самых известных следствий этой теории — формула E = mc 2 .Эта теория связывает энергию с массой, умноженной на квадрат скорости света. Скорость света, которую часто считают «ограничением скорости» Вселенной, эквивалентна примерно 186 000 миль в секунду.

Четырехмерное пространство

В 1904 году математику Герману Миновскому удалось математически представить специальную теорию относительности Эйнштейна. Он сделал это, представив концепцию четырех измерений: трех пространственных и одного временного. Используя свое математическое представление, он смог описать положения и движения объектов, таких как ускоряющиеся электроны, когда они перемещались в пространстве.Четырехмерное пространство-время Миновского помогло Эйнштейну разработать общую теорию относительности, которую он стал считать своим величайшим достижением.

Принцип эквивалентности

Специальная теория относительности применима только к случаям, когда объекты движутся с постоянной скоростью. Однако общая теория относительности применима ко всем формам ускоренного движения. Эта общая теория относительности возникла из принципа эквивалентности Эйнштейна. Эйнштейн сформулировал этот принцип, исследуя данную массу в двух разных состояниях.Первое состояние возникает, когда на рассматриваемую массу действует сила тяжести, а второе — когда масса находится в состоянии инерции (когда она сопротивляется силам и ускорениям). Согласно принципу эквивалентности Эйнштейна, данная масса эквивалентна в обоих состояниях. Возьмем, к примеру, волчок. Согласно принципу эквивалентности, волчок имеет одинаковую массу независимо от того, падает ли он со стола (под действием силы тяжести) или вращается на столе (в состоянии инерции). Этот принцип может показаться очевидным, и на самом деле люди со времен Ньютона просто считали его истинным.Однако значение принципа эквивалентности далеко не очевидно, и Эйнштейн был первым, кто осознал эти последствия.

Общая теория относительности

Общая теория относительности Эйнштейна объединяет его специальную теорию относительности с концепцией гравитации, придуманной сэром Исааком Ньютоном. Ключевой вывод Эйнштейна заключался в том, что гравитация не является результатом действия силы. Это скорее проявление искривленного пространства и времени. Общую теорию относительности Эйнштейна можно понять, рассмотрев следующий сценарий.Астронавт, сидящий в космической капсуле в ожидании запуска на мысе Канаверал, чувствует свой нормальный вес. Находясь в космосе, свободном от гравитационного поля, космонавт чувствует себя невесомым. Однако, если бы космическая капсула разгонялась вверх в космосе точно с ускорением силы тяжести на Земле, астронавт был бы вдавлен в свое кресло с силой, точно равной его собственному весу. Астронавт не сможет различить ощущение сидения в космической капсуле перед запуском на мысе Канаверал и ощущение сидения в космической капсуле, когда она движется вверх в космосе точно с ускорением свободного падения.Он мог различить их, только глядя в окно.

Изогнутое пространство

Общая теория относительности Эйнштейна описывает пространство как искривленное, причем «искривленное пространство» представляет собой четырехмерное пространство-время, задуманное Миновским. Искривление пространства приводит к действию силы тяжести. Это представление об искривленном пространстве становится более осязаемым, если снова подумать об астронавте и космической капсуле, но на этот раз введя в капсулу луч света. Если луч света направлен от вершины одной стенки капсулы к противоположной стене, в то время как капсула ускоряется вверх в пространстве, свет будет казаться изогнутым.Это связано с тем, что за время, необходимое для того, чтобы луч света переместился через кабину к противоположной стене, кабина будет ускоряться вверх, и луч, как представляется, изгибается через кабину и падает ниже точки, прямо напротив того места, где он начинался. . Свет также будет изгибаться в верхней части космической капсулы, если капсула находится в покое на мысе Канаверал. Другими словами, световой луч действует так, как будто его тянет вниз сила тяжести. Пространство-время, в котором он движется, можно понять как искривленное из-за наличия массивного тела: в данном случае Земли.В космосе кривизна самого пространства заставляет все объекты, такие как свет, планеты или космические корабли, следовать кривизне. В обоих случаях гравитационный эффект возникает из-за искривления пространства.

Благодарность

Альберт Эйнштейн был награжден в 1935 году медалью Франклина Институтом Франклина «В знак признания его вклада в теоретическую физику, особенно за его работу по теории относительности и фотоэлектрическому эффекту».

Кроме того, Эйнштейн получил почетные степени доктора наук, медицины и философии во многих европейских и американских университетах.Ему были присуждены стипендии или членство во всех ведущих научных академиях мира.

Некоторые из известных премий Альберта Эйнштейна включают Нобелевскую премию 1921 года по физике, медаль Копли Королевского общества 1925 года и медаль Макса Планка 1929 года.

Почта поклонника

Многие любознательные школьники отправляли письма Альберту Эйнштейну, задавая известному физику вопросы о науке и о его личной жизни. Письма Эйнштейна детям и от них собраны вместе в книге под названием Дорогой профессор Эйнштейн , и сокращенный текст одного из этих обменов воспроизводится ниже.Вы можете последовать примеру детей, которые прислали свои вопросы доктору Эйнштейну, написав своим любимым ученым. Поговорите со своим учителем о том, какие вопросы вы могли бы задать, и как вам следует связываться с учеными, чьи работы вас интересуют.

Кейптаун, Южная Африка
10 июля 1946 г.

Уважаемый господин,

Я ужасно интересуюсь наукой, поэтому в моей школе довольно много людей. Мои лучшие друзья — близнецы Уилсон.Каждую ночь после того, как в школе гаснет свет, мы с Пэт Уилсон высовываемся из окон наших кабинок, которые находятся рядом друг с другом, и обсуждаем астрономию, которую мы оба предпочитаем всему, что касается работы. У Пэта есть телескоп, и мы изучаем те звезды, которые видим. Обычно нам приходится проползать мимо комнаты старосты в другие части здания, чтобы продолжить наши наблюдения. Но нас уже несколько раз ловили, так что это довольно сложно.

Больше всего меня беспокоит: «Как космос может продолжаться вечно?» Я прочитал много книг на эту тему, но все они говорят, что не могут объяснить, что ни один обычный читатель не поймет.Если вы не против, чтобы я так сказал, я действительно не понимаю, как это могло быть спиралью. Но тогда, конечно, вы, конечно, знаете, о чем говорите, и я не мог возразить!

Надеюсь, у вас все хорошо, и вы продолжите делать еще много великих научных открытий.

Остаюсь,
С уважением,
Тифэнни

———-

25 августа 1946

Дорогой Тайфэнни,

Благодарю за письмо от 10 июля.

Не беспокойтесь о «искривленном пространстве».«Позже вы поймете, что для него этот статус является самым легким из возможных. В правильном смысле слово« изогнутый »имеет не совсем то же значение, что и в повседневном языке.

Я надеюсь, что ваши и будущие астрономические исследования вашего друга больше не будут открыты глазами и ушами вашего школьного правительства. Это отношение большинства хороших граждан к своему правительству, и я считаю, что это правильно.

С уважением,
Альберт Эйнштейн

Просмотреть библиографию дела Эйнштейна

Презентация Альберта Эйнштейна стала возможной благодаря поддержке Фонда Барра и Unisys.
Особая благодарность Архиву Института перспективных исследований, Принстон, Нью-Джерси, США.
Особая благодарность университетским архивам, отделу редких книг и специальных коллекций библиотеки Принстонского университета. [Портфолио]
Спасибо Роберте Феддер за перевод письма Альберта Эйнштейна с немецкого на английский.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.