爱因斯坦对科学的贡献
量子论
1905年3月写的论文《关于光的产生和转化的一个推测性的观点》，把普朗克1900年提出的量子概念扩充到光在空间中的传播，提出光量子假说，认为：对于时间平均值（即统计的平均现象），光表现为波动；而对于瞬时值（即涨落现象），光则表现为粒子。这是历史上第一次揭示了微观客体的波动性和粒子性的统一，即波粒二象性。以后的物理学发展表明：波粒二象性是整个微观世界的最基本的特征。这篇论文还把L. 玻耳兹曼提出的“一个体系的熵是它的状态的几率的函数”命名为“玻耳兹曼原理”。在论文的结尾，他用光量子概念轻而易举地解释了光电现象，推导出光电子的最大能量同入射光的频率之间的关系。这一关系10年后才由R.A.密立根予以实验证实。“由于他的光电效应定律的发现”，爱因斯坦获得了1921年的诺贝尔物理学奖。
分子运动论
1905年4月、5月和12月他写了3篇关于液体中悬浮粒子运动的理论。这种运动系英国植物学家R.布朗于1827年首先发现，称为布朗运动。爱因斯坦当时的目的是要通过观测由分子运动的涨落现象所产生的悬浮粒子的无规运动，来测定分子的实际大小，以解决半个多世纪来科学界和哲学界争论不休的原子是否存在的问题。3年后,法国物理学家J.B.佩兰以精密的实验证实了爱因斯坦的理论预测。这使当时最坚决反对原子论的德国化学家、“唯能论”的创始者F.W.奥斯特瓦尔德于1908年主动宣布：“原子假说已成为一种基础巩固的科学理论。
创新纪元的狭义相对论
1905年6月爱因斯坦写了一篇开创物理学新纪元的长论文《论动体的电动力学》，完整地提出狭义相对性理论。这是他10年酝酿和探索的结果，它在很大程度上解决了19世纪末出现的古典物理学的危机，推动了整个物理学理论的革命。为了克服新实验事实同旧理论体系之间的矛盾，以洛伦兹为代表的老一辈物理学家采取修补漏洞的办法，提出名目众多的假设，结果使旧理论体系更是捉襟见肘。爱因斯坦则认为出路在于对整个理论基础进行根本性的变革。他从自然界的统一性的信念出发，考察了这样的问题：牛顿力学领域中普遍成立的相对性原理（力学定律对于任何惯性系是不变的），为什么在电动力学中却不成立？而根据M.法拉第的电磁感应实验，这种不统一性显然不是现象所固有的，问题一定在于古典物理理论基础。他吸取了经验论哲学家D.休谟对先验论的批判和E.马赫对I.牛顿的绝对空间与绝对时间概念的批判，从考察两个在空间上分隔开的事件的“同时性”问题入手，否定了没有经验根据的绝对同时性，进而否定了绝对时间、绝对空间，以及“以太”的存在，认为传统的空间和时间概念必须加以修改。他把伽利略发现的力学运动的相对性这一具有普遍意义的基本实验事实，提升为一切物理理论都必须遵循的基本原理；同时又把所有“以太漂移”实验所显示的光在真空中总是以一确定速度□传播这一基本事实为提升为原理。要使相对性原理和光速不变原理同时成立，不同惯性系的坐标之间的变换就不可能再是伽利略变换，而应该是另一种类似于洛伦兹于1904年发现的那种变换。事实上，爱因斯坦当时并不知道洛伦兹1904年的工作，而且两人最初所提出的变换形式只有在□/□的一次幂上才是一致的;现在所说的洛伦兹变换，实质上是指爱因斯坦的形式。对于洛伦兹变换，空间和时间长度不再是不变的，但包括麦克斯韦方程组在内的一切物理定律却是不变（即协变）的。原来对伽利略变换是协变的牛顿力学定律，必须加以改造才能满足洛伦兹变换下的协变性。这种改造实际上是一种推广，是把古典力学作为相
对论力学在低速运动时的一种极限情况。这样，力学和电磁学也就在运动学的基础上统一起来。
质能相当性
1905年9月，爱因斯坦写了一篇短文《物体的惯性同它所含的能量有关吗？》，作为相对论的一个推论,揭示了质量(□)和能量(□)的相当性:□=□□□，并由此解释了放射性元素（如镭）所以能释放出大量能量的原因。质能相当性是原子核物理学和粒子物理学的理论基础，也为40年代实现的核能的释放和利用开辟了道路。量子论的进一步发展爱因斯坦的光量子论的提出，遭到几乎所有老一辈物理学家的反对，甚至连最初提出量子概念并第一个热情支持狭义相对论的普朗克，直至1913年还郑重其事地认为这是爱因斯坦的一个“失误”。尽管如此，爱因斯坦还是孤军奋战，坚持不懈地发展量子理论。1906年他把量子概念扩展到物体内部的振动上，基本上说明了低温条件下固体的比热容同温度间的关系。1912年他把光量子概念用于光化学现象，建立了光化学定律。1916年他发表了一篇综合了量子论发展成就的论文《关于辐射的量子理论》，提出关于辐射的吸收和发射过程的统计理论,从N.玻尔1913年的量子跃迁概念,推导出普朗克的辐射公式。论文中提出的受激发射概念，为60年代蓬勃发展起来的激光技术提供了理论基础。在光量子论所揭示的波粒二象性概念的启发下，于1923年L.V.德布罗意提出物质波理论。这一理论首先得到爱因斯坦的热情支持。不仅如此，当1924年他收到印度青年物理学家S.玻色关于光量子统计理论的论文时，立即把它译成德文推荐发表，并且把这理论同物质波概念结合起来，提出单原子气体的量子统计理论。这就是关于整数自旋粒子所服从的玻色－爱因斯坦统计（见量子统计法）。受爱因斯坦这项工作的启迪，E.薛定谔把德布罗意波推广到束缚粒子，于1926年建立了波动力学(见表象理论、量子力学)。因此美国物理学家A.派斯认为,“爱因斯坦不仅是量子论的三元老(指普朗克、爱因斯坦和N.坡尔)之一,而且是波动力学唯一的教父。”M. 玻恩也认为，“在征服量子现象这片荒原的斗争中，他是先驱”，也是“我们的领袖和旗手”。
广义相对论的探索等效原理
狭义相对论建立后，爱因斯坦并不感到满足，力图把相对性原理的适用范围推广到非惯性系。他从伽利略发现的引力场中一切物体都具有同一加速度（即惯性质量同引力质量相等）这一古老实验事实找到了突破口，于1907年提出了等效原理：“引力场同参照系的相当的加强度在物理上完全等价。” 并且由此推论：在引力场中，钟要走得快，光波波长要变化，光线要弯曲。在这一年，他大学时的老师、著名几何学家H.闵可夫斯基提出狭义相对论的四维空间表示形式，为相对论进一步发展提供了有用的数学工具，可惜爱因斯坦当时并没有认识到它的价值而加以利用。
继续探索的曲折历程
等效原理的发现，爱因斯坦认为是他一生最愉快的思索，但以后的工作却十分艰苦，并且走了很大的弯路。1911年,他根据等效原理和惠更斯原理，推算出光线经过太阳附近的偏转值为□。1912 年初，他分析了刚性转动圆盘，意识到在引力场中欧几里得几何并不严格有效。同时他还发现：洛伦兹变换不是普适的，需要寻求更普遍的变换关系；为了保证能量-动量守恒,引力场方程必须是非线性的；等效原理只对无限小区域有效。他意识到大学时学过的高斯曲面理论对建立引力场方程该会有用，但由于不熟悉这套数学工具，一时无从下手。1912年10月他离开布拉格回到苏黎世母校工作。在他的同班同学、当时在母校任数学教授的M.格罗斯曼的帮助下,他学习了黎曼几何和G.里奇与T.勒维-契维塔
的绝对微分学(即张量分析)。经过一年奋力合作，他们于1913年发表了重要论文《广义相对论纲要和引力理论》，提出了引力的度规场理论。在这里，用来描述引力场的不是标量，而是度规张量，即要用10个引力势函数来确定引力场。这是首次把引力和度规结合起来，使黎曼几何获得实在的物理意义。可是他们当时得到的引力场方程只对线性变换是协变的，还不具有广义相对性原理所要求的任意坐标变换下的协变性。这是由于爱因斯坦当时不熟悉张量运算，错误地认为，只要坚持守恒定律，就必须限制坐标系的选择，为了维护因果性原理，不得不放弃普遍协变的要求。
科学成就的第二个高峰
在1915年到1917年的3年中是爱因斯坦科学成就的第二个高峰时期，类似于1905 年，他也在三个不同领域中分别取得了历史性成就。除了1915年最后建成了被公认为人类思想史中最伟大的成就之一的广义相对论以外，1916年在辐射量子论方面又作出了如前所述的重大突破，1917年又开创了现代科学的宇宙学。广义相对论的建成放弃普遍协变要求的失误，使爱因斯坦继续走了两年多的弯路,直到1915年7月以后对此失误才逐渐有所认识。回到普遍协变的要求后，1915 年10月到11月他集中精力探索新的引力场方程，于11月4日、11日、18日和25日一连向普鲁士科学院提交了4篇论文。在第一篇论文中他得到了满足守恒定律的普遍协变的引力场方程（见广义相对论），但加了一个不必要的限制,那就是只允许幺模变换。第三篇论文中,根据新的引力场方程，推算出光线经太阳表面所发生的偏折应当是□，比以前的值大一倍；同时还推算出水星近日点每100年的剩余进动值是43□，同观测结果完全一致，完满地解决了60多年来天文学一大难题，这给爱因斯坦以极大的鼓舞。1915年11月25日的论文《引力的场方程》中，他放弃了对变换群的不必要限制，建立了真正普遍协变的引力场方程，宣告“广义相对论作为一种逻辑结构终于完成了”。与此同时，德国数学家D.希耳伯特于1915年11月20日在格丁根也独立地得到了普遍协变的引力场方程。1916年春天，爱因斯坦写了一篇总结性的论文《广义相对论的基础》；同年底，又写了一本普及性小册子《狭义与广义相对论浅说》。
引力波
爱因斯坦于1916年3月完成广义相对论的总结以后，6月研究引力场方程的近似积分,发现一个力学体系变化时必然发射出以光速传播的引力波。他指出，原子中没有辐射的稳定轨道的存在，无论从电磁观点还是从引力观点来看,都是神秘的,因此，“量子论不仅要改造麦克斯韦电动力学，而且也要改造新的引力理论”。秋天，当他回到量子辐射问题时，他就本着这一意图提出自发跃迁和受激跃迁概念，并给出普朗克辐射公式的新推导。引力波的存在曾引起一些科学家的异议，爱因斯坦后来多次对它的存在和性质进行探讨。由于引力波强度太弱，难以检测，长期未引起人们注意。60年代开始，检测引力波的实验逐渐形成热潮，但都没有达到检测所要求的最低精度。通过对1974年发现的射电脉冲双星PSR1913+16的周期变化进行了4年的连续观测,1979年宣布间接证实了引力波的存在。
宇宙学的开创
1917年爱因斯坦用广义相对论的结果来研究整个宇宙的时空结构，发表了开创性论文《根据广义相对论对宇宙学所作的考查》。论文分析了“宇宙在空间上是无限的”这一传统观念，指出它同牛顿引力理论和广义相对论引力论都是不协调的；事实上人们无法为引力场方程在空间无限远处给出合理的边界条件。他认为，可能的出路是把宇宙看作是一个“具有有限空间（三维的）体积的自身闭合的连续区”。以科学论据推论宇宙在空间上是有限无界的，这在人类历史上是一个大胆的创举，使宇宙学摆脱了纯粹猜测性的思辨，进
入现代科学领域，是宇宙观的一次革命。根据当时天文观测到的星的速度都很小这一事实，爱因斯坦认为物质的分布是准静态的,为了保证这一条件,他在引力场中引进了一个未知的普适常数（宇宙学项）。在这期间，同爱因斯坦频繁通信的荷兰天文学家W.德西特提出平均物质密度为零的另一种宇宙模型。1922年苏联物理学家A. A.弗里德曼指出宇宙学项是没有必要的，由此，从爱因斯坦原来的结果就直接得出物质密度不为零的膨胀宇宙模型。当时爱因斯坦并不赞同，但一年后公开撤回自己错误的批评意见，承认弗里德曼的理论是正确的。由于1929年河外星系光谱线红移的发现，宇宙膨胀理论得到了有力的支持，1946年以后它又发展成为大爆炸宇宙学，是迄今最成功的宇宙学理论。
对统一场论的漫长艰难的探索
广义相对论建成后，爱因斯坦依然感到不满足，要把广义相对论再加以推广，使它不仅包括引力场，也包括电磁场，就是说要寻求一种统一场的理论。他认为这是相对论发展的第三个阶段，它不仅要把引力场和电磁场统一起来，而且要把相对论和量子论统一起来，为量子物理学提供合理的理论基础。他希望在试图建立的统一场论中能够得到没有奇点的解，可用来表示粒子，也就是企图用场的概念来解释物质结构和量子现象。最初的统一场论是数学家H.韦耳于1918 年把通常的四维黎曼几何加以推广而得到的。对此，爱因斯坦表示赞赏，但指出，这一理论所给出的线素不是不变量，而同它过去的历史有关，这同一切氢原子都有同样光谱的事实相抵触。接着，数学家T.F.E.卡鲁查于1919年试图用五维流形来达到统一场论，得到了爱因斯坦的高度赞扬。1922年爱因斯坦完成的第一篇统一场论的论文就是关于卡鲁查理论的。1925年以后，爱因斯坦全力以赴地去探索统一场论。开头几年他非常乐观，以为胜利在望；以后发现困难重重，感觉到现有数学工具不够用；1928年以后转入纯数学的探索。他尝试着用各种方法，有时用五维表示，有时用四维表示，但都没有取得具有真正物理意义的结果。
从1925～1955年这30年中，除了关于量子力学的完备性问题、引力波以及广义相对论的运动问题以外，爱因斯坦几乎把他全部的科学创造精力都用于统一场论的探索。1937年，在两个助手合作下，他从广义相对论的引力场方程推导出运动方程，进一步揭示了空间－时间、物质、运动之间的统一性，这是广义相对论的重大发展，也是爱因斯坦在科学创造活动中所取得的最后一个重大成果。可是在统一场论方面，他始终没有成功。他碰到过无数次失败，但从不气馁，每次都满怀信心地从头开始。由于他远离了当时物理学研究的主流，独自去进攻当时没有条件解决的难题，再加上他在量子力学的解释问题上同当时占主导地位的哥本哈根学派针锋相对，因此，同20年代的处境相反，他晚年在物理学界非常孤立。可是他依然无所畏惧，毫不动摇地走他自己所认定的道路去探索真理，一直到临终前一天，他还在病床上准备继续他的统一场论的数学计算。他在1948年就意识到，“我完成不了这项工作；它将被遗忘，但是将来会被重新发现。”历史的发展没有辜负他，由于70年代和80年代一系列实验有力地支持电弱统一理论，统一场论的思想以新的形式显示它的生命力，为物理学未来的发展提供了一个大有希望的前景。
评爱因斯坦的科学观 提要：本文就爱因斯坦的科学观进行了简要的分析和评论。作者指出，爱因斯坦把科学视为认识过程和认识结果的统一体，他既反对纯粹经验主义的科学观，又反对唯理主义的科学观，而且认为科学的伟大目的在于从尽可能少的公理和事实出发，通过逻辑演绎，概括尽可能多的经验事实。爱因斯坦关于科学的主观性和客观性问题、科学的逻辑的统—问题的思想也是耐人寻味的。两种科学理论(构造性理论和原理理论)的划分、原理理论的结构以及科学体系的层次性的观点，也是爱因斯坦科学观的富有启发性的观点。另外，爱因斯坦关于科学危机与革命的思想，关于科学的物质作用和精神作用对人类事务和历史进程的巨大影响的思想，也是比较深刻的。 爱因斯坦是20世纪最伟大的科学革新家，他不仅以其卓著的科学贡献改变了人类的物质生活，而且也以其天才的思想丰富了人们的精神世界。爱因斯坦在从事科学研究的同时，也对科学本身进行了深刻的哲学反思，针对科学及其与之有关的问题发表了许多精辟的见解。本文仅就爱因斯坦的科学观作一简要的评论。 1）科学：它的目的和本性 什么是科学(这里主要是指自然科学)?长期以来，这一直是一个众说纷纭的问题。有人认为科学是人类认识活动的结果，是关于自然界的有条理的知识。有人则认为科学是人类认识活动的过程，科学是创造知识而不是知识本身，它意味着一个过程，而不是一堆静态的学说。也有人认为无需给科学下—个严格的定义，因为过于刻板的定义有使精
神实质被阉割的危险。 然而，在爱因斯坦看来，要人们对什么是科学得出一致的理解，实际上并不困难。他认为：“科学就是一种历史悠久的努力，力图用系统的思维，把这个世界中可感知的现象尽可能彻底地联系起来。说得大胆一点，它是这样一种企图：要通过构思过程，后验(posterior)地来重建存在。”他还认为：“科学并不就是一些定律的汇集，也不是许多各不相关的事实的目录。它是人类头脑用其自由发明出来的观念和概念所作的创造。”他甚至直截了当地把科学定义为“寻求我们感觉经验之间规律性关系的有条理的思想”([1]，p．253)。显而易见，爱因斯坦关于科学的概念是指认识过程和认识结果的统一体，而没有偏执于一端。而且，他既反对把科学视为对事实材料进行归纳、整理的纯粹经验主义之科学观，也反对把数学知识视为一切知识的原型，从而要想使理性成为关于世界，至少是关于世界中基本事物的知识的源泉之唯理主义的科学观。他在对立的两极保持了必要的张力，这种看法显然是合理的。 爱因斯坦进而谈到科学的目的或企图。他说：“科学的目的，一方面是尽可能完备地理解全部感觉经验之间的关系，另一方面是通过最少个数的原始概念和原始关系的使用来达到这个目的。(在世界图像中尽可能地寻求逻辑的统一，即逻辑元素最少。)”([2]，p．344)（请读者注意：这里的“原始概念和原始关系”是指“基本概念和基本关系”）他还说过：“科学是这样一种企图，它要把我们杂乱无章的感觉经验同一种逻辑上贯彻一致的思想体系对应起来。在这种体系中，单个经验
The World As I See It - Albert Einstein - How strange is the lot of us mortals! Each of us is here for a brief sojourn; for what purpose be knows not, though he sometimes thinks he senses it. But without deeper reflection one knows from daily life that one exists for other people-first of all for those upon whose smiles and well-being our own happiness is wholly dependent, and then for the many, unknown to us, to whose destinies we are bound by the ties of sympathy. A hundred times every day I remind myself that my inner and outer life are based on the labors of other men,living and dead, and that I must exert myself in order to give in the same measure as I have received and am still receiving. I am strongly drawn to a frugal life and am often oppressively aware that I am engrossing an undue amount of the labor of my fellow-men. I regard class distinctions as unjustified and, in the last resort, based on force. I also believe that a simple and unassuming life is good for everybody, physically and mentally. I do not at all believe in human freedom in the philosophical sense. Everybody acts not only under external compulsion but also in accordance with inner necessity. Schopenhauer‘s saying, "A man can do what he wants,but not want what he wants," has been a very real inspiration to me since my youth; it has been a continual consolation in the face of life‘s hardships, my own and others‘, and an unfailing well-spring of tolerance. This realization mercifully mitigates the easily paralyzing sense of responsibility and prevents us from taking ourselves and other people all too seriously; it is conducive to a view of life which, in particular, gives humor its due. To inquire after the meaning or object of one‘s own existence or that of all creatures has always seemed to me absurd from an objective point of view. And yet everybody has certain ideals which determine the direction of his endeavors and his judgments. In this sense I have never looked upon ease and happiness as ends in themselves-this ethical basis I call the ideal of a pigsty. The ideals which have lighted my way, and time after time have given me new courage to face life cheerfully, have been Kindness, Beauty, and Truth. Without the sense of kinship with men of like mind, without the occupation with the objective world,the eternally unattainable in the field of art and scientific endeavors, life would have seemed
《爱因斯坦的故事》 爱因斯坦的故事（1）： 诙谐相对论 一次，一群青年学生包围了从德国移居美国的爱因斯坦的住宅，要他用最简单的话解释清楚他的相对论。 当时，据说全世界只有几个科学家看得懂他关于相对论的著作。 爱因斯坦走出住宅，对这些青年说：比方这么说你同一个美丽的姑娘坐在火炉边，一个钟头过去了，你觉得好像只过了5分钟！反过来，你一个人孤单地坐在热气逼人的火炉边，只过了5分钟，但你却像坐了一个小时。喏，这就是相对论！ 爱因斯坦的故事（2）： 迷路 一天，斯顿高级研究所主任办公室的电话骤然响了起来，女秘书拿起话筒，听到电话里的声音：你能否告诉我，爱因斯坦博士住在哪儿?秘书回答，她不能奉告，因为要尊重爱因斯坦博士的意愿，他不愿自我的住处受到打扰。这时电话里的声音降低到近乎耳语般地说请你不要告诉任何人，我就是爱因斯坦，我正要回家，但是找不到家了。原先，爱因斯坦参加科学讨论会回来，路上一心思考着讨论的问题，不知不觉地迷了路（刚到普林斯顿）。 爱因斯坦的故事（3）： 职业模特儿 一头乱蓬蓬的白发，一张布满皱纹的脸。一撮横七竖八翘起的胡子，一双浅棕色陷入深思的眼睛这是艺术家为我们留下的爱因斯坦的形象。 爱因斯坦性情温和，心地善良，从来不忍心拒绝摄影师、画家、雕塑家的请求。然而，要应付络绎不绝的艺术家，摆出他们所需要的各种姿态实在花费了他的很多时光。 有一次，一位萍水相逢的客人问及他的职业时，他毫不思考地回答道：职业模特儿! 爱因斯坦的故事（4）： 国籍的归属
20世纪30年代，爱因斯坦有一次在巴黎大学演讲说：如果我的相对论证实了，德国会宣布我是个德国人，法国会称我是世界公民。但是，如果我的理论被证明是错的，那么，法国会强调我是个德国人，而德国会说我是个犹太人。（韩国人说：别争了，爱因斯坦祖籍韩国） 爱因斯坦的故事（5）： 谈笑对批判 1930年，德国出版了一本批判相对论的书，书名叫做《一百位教授出面证明爱因斯坦错了》。 爱因斯坦闻讯后，耸耸肩道：100位？干吗要这么多人？只要能证明我真的错了，哪怕是一个人出面也就足够了。 爱因斯坦的故事（6）： 记忆也过人 爱因斯坦在美国演讲，有人问：你可记得声音的速度是多少？你如何记下许多东西？ 爱因斯坦简单答道：声音的速度是多少，我务必查辞典才能回答。因为我从来不记在辞典上已经印着的东西，我的记忆力是用来记忆书本上没有的东西。 爱因斯坦的故事（7）： 宴会的故事 爱因斯坦出席了一次为他举办的正式宴会，男宾都打领带，女宾都穿裸肩的礼服。 他的太太因感冒未曾参加，见爱因斯坦回家，就急忙询问宴会的情形。 于是，爱因斯坦告诉她，今晚有哪些著名的科学家出席。 太太打断他的话，问：不要管那些，你告诉我太太们穿的什么衣服？ 我可真的不明白，爱因斯坦认真地回答，从桌子以上的部分看，她们没有穿什么东西。而在桌子以下的那部分，我可不敢偷看。 爱因斯坦的故事（8）：
南京航空航天大学 课程名称：自然辩证法 论文题目：爱因斯坦的相对论及其哲学思想 学生姓名：陆想想 班级学号：SX1203225 学科名称：生物医学工程 2012年12月22日
爱因斯坦的相对论及其哲学思想 陆想想 （南京航空航天大学生物医学工程系，江苏省南京市 210016） 摘要：在物理学的发展史上，曾经出现电磁场理论与牛顿力学经典理论相矛盾的情况，众多物理学家坚持牛顿力学是权威，不可能有错，爱因斯坦则选择修改牛顿力学，最终导致相对论的产生。本文介绍了爱因斯坦创立狭义相对论的历史背景，阐述了相对论的历史意义，以及相对论所展现的哲学思想。 关键词：爱因斯坦；相对论；哲学； 0引言 19世纪下半期，麦克斯韦的电磁场理论(包括光波是电磁波的理论)在实验上得到了确认。当时，在物理学家的思想方法中，力学观点占有统治地位。因而一般认为电磁波(或光波)只有在介质中才能传播，并给传播电磁波（或光波）的介质取名为“以太”。但是以太的引入却使电磁场理论和相对性原 理之间出现了不可弥补的裂缝：力学相对性原理指出,所有的惯性系都是平权的；但是对引进了以太以后的电磁场理论来讲以太惯性系却是一个优越的 惯性系。如何解决相对性原理和电磁场理论之间存在的矛盾，物理学家们进行了积极的探索。 1相对论的创立 1.1物理学发展出现矛盾 1687年，牛顿的绝对时空与运动理论发表，牛顿力学以及伽利略变换统治了物理学两个多世纪。1864年，麦克斯韦建立了统一的电磁场理论——麦克斯韦方程组，由电磁场理论预言了电磁波的存在，并认为光波也是电磁波，提出了光的电磁学说，统一了电磁学和光学。1887年赫兹用实验证实了电磁波的存在，麦克斯韦电磁场理论取得了巨大成功。然而，电磁场的一些规律与牛顿力学理论相矛盾。此时，统治了两个多世纪的牛顿力学与伽利略变换遇到了困难。科学家们纷纷寻求解决困难的方法。 1.2拯救“以太”之路失败 大部分科学家认为，存在一种适用于力学但不适用于电动力学的相对性原理，在电动力学里存在着一个优越的惯性系，即“以太参考系”。相对于以太静止的参照系就是一种较之其它参照系具有 特殊优越性的“绝对参照系”，它对应着牛顿所讲的“绝对空间”。因此，为了拯救“以太”，科学家们进行了一系列探索研究。对双星现象、光行差现象的观察、分析以及斐索实验、迈克尔逊—莫雷实验，得到的结果是否定的，即以太参考系并不存在。 1.3爱因斯坦另辟蹊径 爱因斯坦则要通过修改牛顿力学，以一个既满足力学又满足电动力学的相对性原理来解决矛盾，这样一套理论就是狭义相对论。爱因斯坦在这个理论中，抛弃了以太，抛弃了绝对空间和绝对时间，从根本上改造了经典物理学，建立了一个新的物理学体系。爱因斯坦选择的是一条令其他物理学家望而生畏的道路。在19世纪末，几乎所有物理学家都认为，牛顿力学经受了几百年的考验，已成为全部物理学甚至是整个自然科学的基础，其正确是不容怀疑的。但是爱因斯坦恰恰就敢于把与旧时空观不相容的两个基本假设（相对性原理和光速不变原理）作为新理论的出发点，这充分表明爱因斯坦在科学探索中不迷信权威、敢于创新的精神。也可以说，爱因斯坦选择的是一条反传统的道路。 1.4狭义相对论的创立 1905年9月，爱因斯坦发表了《论动体的电动 力学》论文，标志着爱因斯坦创立了狭义相对论，使电磁场理论和经典力学得到了统一，开创了物理学的新纪元。 对牛顿力学成立的伽利略变换，在电磁学理论中不成立的原因，爱因斯坦认为是牛顿的绝对时间、绝对空间有问题。而且，爱因斯坦认为解决问题的关键是更改时间和同时性的定义。爱因斯坦明确地确定了时间和同时性的定义[1]。 爱因斯坦指出：“借助于某些（假想的）物理经验，对于静止在不同地方的各只钟，规定了什么叫做它们是同步的，从而显然也就获得了‘同时’和‘时间’的定义。一个事件的‘时间’，就是在这事件发生地点静止的一只钟同该事件同时的一
爱因斯坦对科学的贡献 量子论 1905年3月写的论文《关于光的产生和转化的一个推测性的观点》，把普朗克1900年提出的量子概念扩充到光在空间中的传播，提出光量子假说，认为：对于时间平均值（即统计的平均现象），光表现为波动；而对于瞬时值（即涨落现象），光则表现为粒子。这是历史上第一次揭示了微观客体的波动性和粒子性的统一，即波粒二象性。以后的物理学发展表明：波粒二象性是整个微观世界的最基本的特征。这篇论文还把L. 玻耳兹曼提出的“一个体系的熵是它的状态的几率的函数”命名为“玻耳兹曼原理”。在论文的结尾，他用光量子概念轻而易举地解释了光电现象，推导出光电子的最大能量同入射光的频率之间的关系。这一关系10年后才由R.A.密立根予以实验证实。“由于他的光电效应定律的发现”，爱因斯坦获得了1921年的诺贝尔物理学奖。 分子运动论 1905年4月、5月和12月他写了3篇关于液体中悬浮粒子运动的理论。这种运动系英国植物学家R.布朗于1827年首先发现，称为布朗运动。爱因斯坦当时的目的是要通过观测由分子运动的涨落现象所产生的悬浮粒子的无规运动，来测定分子的实际大小，以解决半个多世纪来科学界和哲学界争论不休的原子是否存在的问题。3年后,法国物理学家J.B.佩兰以精密的实验证实了爱因斯坦的理论预测。这使当时最坚决反对原子论的德国化学家、“唯能论”的创始者F.W.奥斯特瓦尔德于1908年主动宣布：“原子假说已成为一种基础巩固的科学理论。 创新纪元的狭义相对论 1905年6月爱因斯坦写了一篇开创物理学新纪元的长论文《论动体的电动力学》，完整地提出狭义相对性理论。这是他10年酝酿和探索的结果，它在很大程度上解决了19世纪末出现的古典物理学的危机，推动了整个物理学理论的革命。为了克服新实验事实同旧理论体系之间的矛盾，以洛伦兹为代表的老一辈物理学家采取修补漏洞的办法，提出名目众多的假设，结果使旧理论体系更是捉襟见肘。爱因斯坦则认为出路在于对整个理论基础进行根本性的变革。他从自然界的统一性的信念出发，考察了这样的问题：牛顿力学领域中普遍成立的相对性原理（力学定律对于任何惯性系是不变的），为什么在电动力学中却不成立？而根据M.法拉第的电磁感应实验，这种不统一性显然不是现象所固有的，问题一定在于古典物理理论基础。他吸取了经验论哲学家D.休谟对先验论的批判和E.马赫对I.牛顿的绝对空间与绝对时间概念的批判，从考察两个在空间上分隔开的事件的“同时性”问题入手，否定了没有经验根据的绝对同时性，进而否定了绝对时间、绝对空间，以及“以太”的存在，认为传统的空间和时间概念必须加以修改。他把伽利略发现的力学运动的相对性这一具有普遍意义的基本实验事实，提升为一切物理理论都必须遵循的基本原理；同时又把所有“以太漂移”实验所显示的光在真空中总是以一确定速度□传播这一基本事实为提升为原理。要使相对性原理和光速不变原理同时成立，不同惯性系的坐标之间的变换就不可能再是伽利略变换，而应该是另一种类似于洛伦兹于1904年发现的那种变换。事实上，爱因斯坦当时并不知道洛伦兹1904年的工作，而且两人最初所提出的变换形式只有在□/□的一次幂上才是一致的;现在所说的洛伦兹变换，实质上是指爱因斯坦的形式。对于洛伦兹变换，空间和时间长度不再是不变的，但包括麦克斯韦方程组在内的一切物理定律却是不变（即协变）的。原来对伽利略变换是协变的牛顿力学定律，必须加以改造才能满足洛伦兹变换下的协变性。这种改造实际上是一种推广，是把古典力学作为相
我的世界观 "How strange is the lot of us mortals! Each of us is here for a brief sojourn; for what purpose he knows not, though hesometimes thinks he senses it. But without deeper reflection one knows from daily life that one exists for other people -- first of all for those upon whose smiles and well-being our own happiness is wholly dependent, and then for the many, unknown to us, to whose destinies we are bound by the ties of sympathy. A hundred times every day I remind myself that my inner and outer life are based on the labors of other men, living and dead, and that I must exert myself in order to give in the same measure as I have received and am still receiving... "I have never looked upon ease and happiness as ends in themselves -- this critical basis I call the ideal of a pigsty. The ideals that have lighted my way, and time after time have given me new courage to face life cheerfully, have been Kindness, Beauty, and Truth. Without the sense of kinship with men of like mind, without the occupation with the objective world, the eternally unattainable in the field of art and scientific endeavors, life would have seemed empty to me. The trite objects of human efforts -- possessions, outward success, luxury -- have always seemed to me contemptible.
爱因斯坦 爱因斯坦（AlbertEinstein,1879～1955）20世纪最伟大的物理学家，科学革命的旗手。1879年3月14日生于德国乌尔姆一个犹太人家庭。父亲和叔父开的电气小工厂和家庭的自由派思想，使他童年就受到科学和哲学的启蒙加上音乐熏陶。他从小脑中就充满许多奇思还想，例如4岁时就奇怪为什么罗盘针总是转向南方？它周围有什么东西推动它？小学时排犹浪潮、军国主义教育方式和宗教礼仪等使他厌恶权威，他说：“我这个教徒在12岁时突然终结了，通过阅读科普书籍，我很快领悟到圣经里的许多故事不是真的。我认为青年被政府用谎言故意地欺骗了”。12岁时他一口气读完《几何学原》本，并练习用自己的方法证明定理。他特别喜欢读《自然科学通俗丛书》中如《力与物质》等书。13岁时读了康德的《纯粹理性批判》，使他的思考转向宇宙、哲学和自然现象中的逻辑。他的数学物理很出色，但其余学业成绩不佳。15岁时，即他中学毕业前一年本已准备“因神经系统状况不佳”休学，学校却以其自由主义思想令其退学。他在辗转意大利和瑞士的高校人学考试中曾因无中学文会和外语、生物课成绩不佳而落榜。1895年在阿。劳人大学预科班，过
了一年愉快的学习生活。他随时将思考记人身边的小本，例如“追光问题”：观察者随光前进时，会不会看见电磁波形成停止的驻波？1896年，他进人瑞士苏黎世工科大学师范系（实即数理系）。他喜欢在物理实验室观察实际现象。读科学原著和思考现代物理学中的重大问题。1900年毕业后失业两年才到瑞士专利局任三级鉴定员，这里的七年是他辉煌的科学创造时期。1902～1905年，他和两个青年朋友每晚阅读和讨论哲学与自然科学著作，戏称为“奥林比亚科学院”。1908年兼任伯尔尼大学编外讲师。1909年离开专利局任苏黎世大学理论物理学副教授。1911年任布拉格德国大学理论物理学教授。1912年任母校苏黎世联邦工业大学教授。1914年任柏林大学教授和威廉皇帝物理研究所所长。法西斯政权建立后。爱因斯坦受到迫害，被迫离开德国。1933年移居美国任普林斯顿高级研究院教授，直至1945年退休。在美期间，1940年取得美国国籍。 爱因斯坦是人类历史中最具创造性才智的人物之一。他一生中开创了物理学的四个领域：狭义相对论、广义相对论、宇宙学和统一场论。他是量子理论的主要创建者之一。
爱因斯坦与诺贝尔奖 首先我们了解一下诺贝尔奖的由来:诺贝尔奖是以瑞典著名的化学家、硝化甘油炸药的发明人阿尔弗雷德.贝恩哈德.诺贝尔的部分遗产（3100万瑞典克朗）作为基金创立的。诺贝尔奖分设物理、化学、生理或医学、文学、和平五个奖项，以基金每年的利息或投资收益授予前一年世界上在这些领域对人类作出重大贡献的人，1901年首次颁发。诺贝尔奖包括金质奖章、证书和奖金。1968年，在瑞典国家银行成立三百周年之际，该银行捐出大额资金给诺贝尔基金，增设“瑞典国家银行纪念诺贝尔经济科学奖”，1969年首次颁发，人们习惯上称这个额外的奖项为诺贝尔经济学。 诺贝尔奖奖章 那么在了解一下爱因斯坦：爱因斯坦1900年毕业于苏黎世联邦理工学院，入瑞士国籍。1905年获苏黎世大学哲学博士学位。曾在伯尔尼专利局任职，在苏黎世工业大学、布拉格德意志担任大学教授。1913年返德国，任柏林威廉皇帝物理研究所所长和柏林洪堡大学教授，并当选为普鲁士科学院院士。1933年因受纳粹政权迫害，迁居美国，任普林斯顿高级研究所教授，从事理论物理研究，1940年入美国国籍。有一句熟悉的格言是：“任何事都是相对的。”但爱因斯坦的理论不是这一哲学式陈词滥调的重复，而更是一种精确的用数学表述的方法。此方法中，科学的度量是相对的。显而易见，对于时间和空间的主观感受依赖于观测者本身。 那么爱因斯坦与诺贝尔奖有什么关系呢？ 在20世纪700人（次）的诺贝尔奖颁奖历史当中，恐怕爱因斯坦获奖时引起的麻烦最多，而获奖原因更是奇怪得独此一家。很早就不断有人提名他为侯选人，但由于种种几乎无法置信的理由却一直没有成功。1922年，他才终于获得了补发的1921年度的诺贝尔物理学奖。1909年10月，德国著名化学家奥斯特瓦尔德首先提名爱因斯坦为1910年诺贝尔物理学奖候选人，推荐理由是爱因斯坦狭义相对论的伟大贡献。以后他又于1912年、1913年再度提名爱因斯坦。那时反对相对论的势力很强，评奖委员会没有把奖给爱因斯坦情有可原。1912年，德国物理学家普林斯海姆推荐爱因斯坦（推荐理由还是他在相对论方面的成就）为获奖候选人时，写了一句很有分量的话：“我相信诺贝尔奖委员会很少有机会为一件具有类似意义的工作而颁奖。” 从后来物理学的发展来看，普林斯海姆的话非常准确。但令人遗憾和惊讶的是，诺贝尔奖委员会却千真万确地没有因20世纪最伟大的理论之一——相对论而颁奖给爱因斯坦。恐怕无论怎么说，这也是诺贝尔奖颁奖史上的极大缺憾。 1919年11月，英国皇家学会会长J. J.汤姆逊（1906年获诺贝尔物理学奖）就郑重宣称：“（爱因斯坦的引力理论）是牛顿时代以来最重要的进展，是人类思想上最高的成就之一。”
第5课20世纪的科学伟人爱因斯坦 [目标导航] 1.了解爱因斯坦早年的成长历程，分析其在科学方面能够取得科技成就的原因。 2.了解爱因斯坦相对论的基本内容，分析相对论与牛顿经典力学之间的关系。 3.概括爱因斯坦为争取和平而进行的重要活动，认识其在维护世界和平方面做出的重要贡献。 一、提出狭义相对论 1．成长历程 (1)出身：1879年，出生于德国南部小城乌尔姆的一个犹太血统家庭。 (2)童年：善于思考，对自然界的现象总爱寻根问底。 (3)中学：被赶出校门，坚持自学。 (4)大学：进入瑞士苏黎世联邦工业大学师范系，主修数学和物理。迷上了物理学，为以后从事理论物理学研究打下了基础。 2．提出狭义相对论 (1)提出：1905年6月，发表了《论物体的电动力学》，标志着狭义相对论的提出。 (2)内容：相对性原理和光速不变原理。 (3)意义：改变了牛顿力学的时空观念，揭露了物质和能量的相当性，为原子能的利用奠定了理论基础，是近代物理学领域的一次伟大革命。 二、推动量子力学的发展 1．广义相对论 (1)标志：1916年发表论文《广义相对论的基础》。 (2)内容 ①等效原理，即在一个加速运动的系统里，物体会自动改变运动状态，而改变这种运动状态的力，就是惯性力。 ②广义相对性，即在加速运动系统里的惯性力，可以运用到时空中的各种物体运动上。 (3)意义：改变了人们对宇宙的认识，在广义相对论的指引下，天体和宇宙演化的观测研究及理论探讨前所未有地蓬勃开展起来。 2．推动量子力学发展 (1)1905年提出光量子假说，解决经典物理学无法解释的光电效应问题。 (2)1921年因光电效应研究而获得诺贝尔物理学奖，他的研究推动了量子力学的发展。3．其他成就
爱因斯坦科学名言 导读：本文是关于爱因斯坦科学名言，如果觉得很不错，欢迎点评和分享！ 1、不要努力成为一个成功者，要努力成为一个有价值的人。 2、真正有价值的东西不是出自雄心壮志或单纯的责任感；而是出自对人和对客观事物的热爱和专心。 3、凡在小事上对真理持轻率态度的人，在大事上也是不足信的。 4、别担心你的数学，我跟你保证，我在数学上的困难比你还多。 5、要是没有能独立思考和独立判断的有创造个人，社会的向上发展就不可想象。 6、只有献身社会，才能找到那实际上是短暂而有风险的生命的意义。 7、每个人都有一定的理想，这种理想决定着他的努力和判断的方向。 8、人所具备的智力仅够使自己清楚地认识到，在大自然面前自己的智力是何等的欠缺。如果这种谦卑精神能为世人所共有，那么人类活动的世界就会更加具有吸引力。 9、一个人对社会的价值首先取决于他的感情、思想和行动对增进人类利益有多大作用。 10、科学家必须在庞杂的经验事实中抓住某些可用精密公式来表示的普遍特征，由此探求自然界的普遍原理。
11、对于一个为了发现一丁点儿真理而奋斗终生的人来说，如果他能亲眼看到别人真正理解并喜欢他的工作，那他就得到了最美好的报偿。 12、科学决不是也永远不会是一本写完了的书。每一项重大成就都会带来新的问题。任何一个发展随着时间的推移都会出现新的严重的困难。 13、公式对我来说比较重要，因为**是暂时的，公式是永恒的。 14、人只能有献身社会，才能找出那实际上是短暂而有风险的生命的意义。 15、决不要把你们的学习看成是任务，而是一个令人羡慕的机会。为了你们自己的欢乐和今后工作所属社会的利益，去学习。 16、对一个人来说，所斯望的不是别的，而仅仅是他能全力以赴和献身于一种美好事业。 17、最重要的是不要停止问问题。好奇心的存在，自有其道理。 18、科学研究能破除迷信，因为它鼓励人们根据因果关系来思考和观察事物。 19、一个人的真正价值，首先决定于他在什么程度上和在什么意义上从自我解放出来。 20、真正的快乐是对生活的乐观，对工作的愉快，对事业的兴奋。 21、我不知道第三次世界大战用什么武器，第四次世界大战肯定用棍子和石头。
牛顿、爱因斯坦与玻尔间的对话 刘源俊 (东吴大学理学院物理学系,台湾台北 11102) (收稿日期:2008-06-06) 摘 要 本文尝试模仿伽里略对话录的形式,让牛顿、爱因斯坦与玻尔三位物理史上的巨人超越时空进行对话,藉以澄清物理的基础哲学.对话的主要内容环绕相对论、以太说、量子论等. 关键词 理;时空;绝对与相对;以太;二象性;哥本哈根诠释;物理实在 对话人 牛顿(Isaac Newton,英1642 1727) 爱因斯坦(A lbert Einstein,德1879 美1955) 玻尔(Niels Bo hr,丹麦1885 1962) 时间:2005年12月1日 地点:地球 开场白 玻:今年欣逢纪念爱因斯坦发表5篇重要物理论文100周年,国际物理学界定为 世界物理年 (Wor ld Year of Phy sics2005),获得热烈反应.特邀两位物理史上的巨人,一同公开讨论物理的基础(fo undations o f physics). 爱:至感荣幸! 牛:1987年那年适逢本人发表 自然哲学的数学原理 300周年,英国特出邮票纪念,剑桥大学由H aw king教授主办一纪念研讨会. 玻:诗人Pope有言: 天生牛顿,于是长夜得明. ( God said,Let New ton be!A nd all w as lig ht. )请牛顿先开始.因听众学力尚有不足,说理、用语请尽量浅显. 说 理 牛:天道宁简不浮赘(Natur e is pleased w ith simplicity,and affects not the pom p of superfluo us causes.);同果宜归于同因( to the same natural effects w e must,as far as possible, assig n the same causes.);经验推得普适德(T he qualities of bodies, w hich are fo und to belong to all bodies w ithin the reach of our ex periments, ar e to be esteem ed the univ ersal qualities of all bo dies w hatso ev er.);知归纳则近道矣(In ex perimental philoso phy w e are to loo k upo n pro positions inferred by g eneral induction fr om phenom ena as accurately or very nearly true, ) .以上简述本人的物理哲学. 时间是绝对的(A bsolute,tr ue,and mathematical time,of itself,and fr om its ow n natur e,flow s equably w ithout r elation to anything ex ternal.),空间也是绝对的(Absolute space,in its o wn nature,without relation to anything ex ternal,remains alw ays similar and im mov able.),运动则有绝对运动(absolute motion)与相对运动(relative m otio n)之别. 爱:你说绝对时间与绝对空间,是假说么? 牛:我不做假说的(I frame no hypotheses, and hypotheses,w hether metaphysical or physical,w hether of occult qualities or mechanical have no place in ex perimental philosophy.).我的陈述都由经验得来,这就是所谓归纳法.至于时间与空间的性质,其实不必多费唇舌,大家都很明白(I do no t define tim e,space, place and mo tion,as being w ell know n to all.). 作者简介 刘源俊,教授,东吴大学理学院物理学系,E-mail:ytliu@tmu https://www.doczj.com/doc/2a15424543.html,.tw.
读爱因斯坦《我的世界观》有感 在周末的夜晚仰望星空是一种享受。 耳机中循环播放的轻音乐,秋冬交会的季节里亚热带所特有的微寒的季风,还有眼前的让人无法看透的夜幕,让我忘记了我本应该烦恼的烦恼。如此渺小的我,仰望难觅边际的银河宇宙,陶醉于星云尘粒在亿万年前散发出的光辉,时间和空间落差让我有了这样的疑惑:我的存在对于这个由四条维度编织而成的世界有怎样的意义?如果我变得不复存在,这个精彩的世界将是分崩离析,抑或是对此毫无察觉? 爱因斯坦在《我的世界观》中写道:“人是为别人而生存的——首先是为那样一些人,他们的喜悦和健康关系着我们自己的全部幸福;然后是为许多我们所不认识的人,他们的命运通过同情的纽带同我们密切结合在一起。”我站在这位科学巨人的肩膀上,假以他智慧俯瞰世界。爱因斯坦先生看透了物质世界的分子、原子、离子的坚硬外表,看到了人与人、人与物、物与物的内在关联。爱因斯坦认为,每一个人的存在都与整个世界有重要而且必然的关联,“人都是为别人而生存的。”人做的每一件事都对整个世界有着直接或间接的重大影响,即如“蝴蝶效应”,而这样的“影响”便人存在的形式,如果人的存在与这个世界毫无纠葛,那么他的存在便是无意义的。物质世界是一台无限巨大而又极其精密的机器,而我认为驱动这台神奇的机器的动力就是人、物之间的内在的永恒的内在关联。也正因此,爱因斯坦也认为每一个人都应该尽其一生来达到对世界的索取与给予的平衡以维护世界的一种物质和精神上的平衡,反对过多的索取以及暴力的阶级划分。他崇尚简单纯朴的生活方式,追求物质上的平衡和精神上的平和,这不仅是基于爱因斯坦极高的道德水平,更是一种关于世界的本质的智慧。 正是在这样的世界观之下,爱因斯坦认为人类不会有哲学意义上的自由。人的思维是自由的,但人由思维引导的行为却被物质世界制约着。而这样的一种观念也在他遭遇失意或磨难时给予安慰和豁达的心态——谋事在人,成事在天。但与此同时,爱因斯坦又提出了另一个观点——完全反对上述观点的另一个极端。他认为人
科学家有趣的小故事 爱因斯坦小时候并不活泼，三岁多还不会讲话，父母很担心他是哑巴，带他去给医生检查。还好小爱因斯坦不是哑巴可是直到九岁时讲话还不很通畅，所讲的每一句话都必须经过吃力但认真的思考。小爱因斯坦是一个诚实的孩子，从不做违心的或骗人的事。为此，他受到同学们的讥笑，给他起了一个绰号叫“诚实的约翰”。普通孩子喜欢玩带有竞争性的游戏，可是他却不喜欢参加。孩子喜欢打仗的游戏，喜欢看士兵操练，但是他却从小到大不喜欢任何和军事有关的东西。他是一个不想看到人类互相残杀的和平主义者。 爱因斯坦家的住房周围有花园，他经常一个人长时间地蹲在花园角落的灌木丛里，用手抚摩着小叶片或者凝视着匆匆跑动的蚂蚁。他很小就喜欢冥想，想了解大自然的奥秘。一次，在依萨尔河岸野餐时，一位亲戚说，小爱因斯坦很严肃，当其他的孩子都在互相玩耍、逗乐时，他却独自坐着看湖的对岸。母亲玻琳深情的为自己的孩子辩护：“他是沉静的，因为他在思索。等着吧，总有一天他会成为一个教授！”那位亲戚感到可笑，但也理解母亲的心情。教授！在人们的心目中，只有那些聪敏的人才有可能得到这个荣誉的称号，这个连话都说不好的笨孩子能成为一个教授吗？ 在四、五岁时，爱因斯坦有一次卧病在床，父亲送给他一个罗盘。当他发现指南针不断地指着固定的方向时，感到非常惊奇，觉得一定有什么东西深深地隐藏在这现象后面。他一连几天很高兴的玩这罗盘，还纠缠着父亲和雅各布叔叔问了一连串问题。尽管他连“磁”这个词都说不好，但他却顽固地想要知道指南针为什么能指南。这种深刻和持久的印象，爱因斯坦直到六十七岁还能鲜明的回忆出来。 爱因斯坦在念小学和中学时，一般功课属平常，唯有数学成绩远在全班同学之上。由于他举止缓慢，不爱同人交往，老师和同学都不喜欢他。教他希腊文和拉丁文的老师对他是那么厌恶，曾经公开骂他：“爱因斯坦，你长大后肯定不会成器。”而且因为怕他在课堂上会影响其他学生，竟想把他赶出校门。 爱因斯坦的叔叔雅各布在电器工厂里专门负责技术方面的事务，而爱因斯坦的父亲则负责商业的往来。雅各布是一个工程师，自己就非常喜爱数学，当小爱因斯坦来找他问问题时，他总是用很浅显通俗的语言把数学知识介绍给他。 有一天爱因斯坦跑来问叔叔：“什么是代数”？叔叔就这样解释：“在算术中有很多问题不容易解决，要算又很难。而代数是一门'快乐'的数学，能很容易的帮人们解答困难的计算。我们把我们不知道的数叫着X，然后来捕捉它。你把它当作已知道的东西，建立一些关系，最后你就可以容易地得到它了。”然后叔叔给了他一本有代数问题的小册子，爱因斯坦很快就学会了解决里面的问题。 有一次雅各布叔叔给他讲了几何中一个很美丽的定理——毕达哥拉斯定理：任何直角三角形的长边平方一定等于两短边平方的和。叔叔没有告诉他这个定理的证明，但是爱因斯坦在画了许多直角三角形后发现这关系一直成立，感到非常的惊奇。 父亲的生意做得并不好，但却是一个乐观和心地善良的人，家里每星期都有一个晚上要邀请
爱因斯坦的科学精神与思想方法 姓名：姜福义 学号：1402120837
爱因斯坦的科学精神与思想方法 爱因斯坦在青年时代所以能够在科学上做出划时代的贡献，是与他的科学思想、科学方法分不开的。他一生都非常关注对科学发现中的认识论和方法论的讨论，他晚年在“自述”中写道：“像我这种类型的人，一生中主要的东西，正在于他想的是什么和他怎么想的，而不在于他所做的或者所经受的是什么。”这说明科学思想和科学方法对于他取得的科学成就的巨大作用。 爱因斯坦的科学思想与科学方法有以下特点。 第一，他坚持了自然科学的唯物主义传统。表现在他的认识论和自然观上，他相信在我们之外有一个独立于我们的客观世界。据他在在“自述”中回忆说，12岁时读了一部通俗的自然科学读物后，就相信“在我们之外有一个巨大的世界，它离开我们而独立存在，它在我们面前就像一个伟大而永恒的谜，然而至少部分地是我们的观察和思维所能及的。对这个世界的凝视和深思，就像是得到解放一样吸引着我们。。。。。。在向我们提供的一切可能范围里，从思想上掌握这个在个人以外的世界，总是作为一个最高目标而有意无意地浮现在我的心目中。”爱因斯坦在他整个的科学探索过程中，始终坚持着这一信念，这是他的科学探索方法的一个前提。 他在科学研究中坚持以实验事实为出发点，反对以先验的概念为出发点。他在“自述”中谈到，他在大学时代的大部分时光是在实验室渡过的，“迷恋于同经验直接接触。”他反对以先验的概念为出发点，提倡“唯有经验能够判定真理”。当迈克耳孙实验的零结果使物理学
家大为震惊、失望，纷纷起来修补经典理论基础这个旧船的漏洞的时候，爱因斯坦大声疾呼：“让我们仅仅把它当作一个既成的实验事实接受下来，并由此着手去做出他应得到的结论。”他在1921年谈到它的相对论时说：“这理论并不是起源于思辨；它的创建完全由于想要使物理理论尽可能适应于观察到的事实。” 爱伊斯坦不仅把实验事实作为认识的出发点，而且也把它作为定义基本物理量的方法。他指出牛顿的绝对时间概念之所以错误，就在于它不是以实验事实来定义，不能被观察到。他借助于量尺、时钟和假想的物理实验，得到了“同时”或“同步”以及时间的操作定义。爱因斯坦这一思想方法对后来量子力学的建立产生了很大的影响。 第二，爱因斯坦的科学思想体现了物质世界统一性的思想。自19世纪能量守恒定律发现后，许多物理学家都相信物质世界的统一性。爱因斯坦则把探索和理解自然界的这种统一性作为他的最高目的，并贯穿于整个探索过程中。正是因为他对自然界的统一性具有强烈的深挚的信念，所以他在1905年发表的几篇文章，都具有同一风格，在文章的起始都提出了不对称性问题，即统一性遭到破坏的问题。狭义相对论的第一篇论文“论动体的电动力学”开头的第一句话就是：“大家知道，麦克斯韦方程应用到运动的物体上时，就要引起一些不对称，而这些不对称似乎不是现象所固有的。”这里说的“不对称”，是指牛顿力学中普遍成立的伽利略变换在电动力学中不成立。他认为这种不对称并不是自然界所固有的，问题出在这一变换所赖以建立的基础----牛顿的绝对时间、绝对空间的概念。经过时空观念上的初步