아인슈타인이 일생 동안 얻은 영예

2 세기 가장 위대한 물리학자 알버트 아인슈타인 (Albert Einstein) 은 1879 년 3 월 14 일 독일 남서부의 울름에서 태어나 1 년 후 가족과 함께 헨으로 이주했다. 아인슈타인의 부모는 모두 유대인이었고, 아버지 헤르만 아인슈타인과 삼촌 제이콥 아인슈타인은 발전소와 조명 시스템을 위해 모터, 호광등, 전기공학계를 생산하는 전기 공장을 열었다. 어머니 볼린은 중등 교육을 받은 가정여성으로 음악을 매우 좋아해서 아인슈타인이 여섯 살 때 바이올린을 가르쳐 주었다. 아인슈타인은 어렸을 때 활발하지 않았고, 3 세가 넘었는데도 말을 할 줄 몰랐고, 부모는 그가 벙어리라고 걱정하며 의사에게 진찰을 받았다. 다행히 아인슈타인은 벙어리가 아니었지만, 아홉 살 때까지 말을 잘 하지 못했고, 하는 모든 말은 힘들지만 진지한 사고를 거쳐야 했다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 남녀명언) 4 ~ 5 살 때 아인슈타인은 한 번 병상에 누워 있었고, 아버지는 그에게 나침반을 주었다. 나침반이 항상 고정된 방향을 가리키고 있다는 것을 알았을 때, 그는 뭔가 이 현상 뒤에 깊이 숨겨져 있는 것이 분명하다는 생각에 놀라움을 금치 못했다. (윌리엄 셰익스피어, 햄릿, 나침반명언) 그는 며칠 동안 이 나침반을 즐겁게 놀았고, 아버지와 제이콥 삼촌에게 연달아 일련의 질문을 했다. 그는' 자기' 라는 단어조차도 잘 못하지만, 나침반이 왜 안내할 수 있는지 완고하게 알고 싶어한다. 이런 깊고 지속적인 인상은 아인슈타인이 67 세가 될 때까지 또렷하게 회상할 수 있었다. 아인슈타인은 초등학교와 중학교를 다닐 때 숙제가 보통이었다. 그는 행동거지가 느리고, 다른 사람과 사귀는 것을 좋아하지 않기 때문에, 선생님과 학우 모두 그를 좋아하지 않는다. 그리스어와 라틴어를 가르친 선생님은 그에게 더욱 혐오감을 느꼈고, 일찍이 공개적으로 그를 꾸짖었다. "아인슈타인, 네가 크면 반드시 성공할 수 없을 거야." " 그리고 그가 수업 시간에 다른 학생들에게 영향을 미칠까 봐 그를 교문 밖으로 내쫓으려 했다. 아인슈타인의 삼촌 제이콥은 전기공장에서 기술사무를 전담하고 아인슈타인의 아버지는 상업왕래를 담당하고 있다. 제이콥은 공학자였기 때문에 수학을 매우 좋아했는데, 아인슈타인이 그에게 질문을 하러 왔을 때, 그는 항상 간단명료한 언어로 수학 지식을 그에게 소개했다. (윌리엄 셰익스피어, 윈스턴, 과학명언) 숙부의 영향으로 아인슈타인은 일찍이 과학과 철학의 계몽을 받았다. 아버지의 장사는 잘하지 못했지만 낙관적이고 마음씨 착한 사람이었다. 집에서는 매주 어느 날 밤 뮌헨에 와서 공부하러 온 가난한 학생들을 초대하는 것은 그들을 구제하는 것과 같다. 리투아니아에서 온 유대인 형제 맥스와 버나드는 모두 의과를 공부하고 책을 읽는 것을 좋아하며 흥미가 넓다. 그들은 아인슈타인의 집에 와서 밥을 먹도록 초대되었고, 수줍음, 검은 머리, 갈색 눈을 가진 어린 아인슈타인과 좋은 친구가 되었다. 맥스는 아인슈타인의' 계몽 선생님' 이라고 할 수 있는데, 그는 통속적인 자연과학 보급서를 빌려 그에게 보여 주었다. 맥스는 아인슈타인이 열두 살 때 슈피어크의 평면 기하학 교과서를 한 권 주었다. 아인슈타인은 만년에 이 신성한 작은 책을 회상하면서 이렇게 말했다. "이 책에는 많은 단언이 있다. 예를 들어, 삼각형의 세 가지 높은 교분이 있다. 그것들 자체는 분명하지 않지만, 믿을 만하게 증명할 수 있기 때문에 어떤 의심도 불가능한 것 같다. 이런 명료성과 신뢰성은 나에게 형용할 수 없는 인상을 남겼다. " 아인슈타인은 또한 뛰어난 통속도서에서 자연과학 분야의 주요 성과와 방법을 알게 되어 운이 좋았다. 코프 도서는 아인슈타인의 지식을 증진시켰을 뿐만 아니라, 젊은이들의 호기심의 심금을 울리며 문제에 대한 깊은 생각을 불러일으켰다. 아인슈타인은 16 세 때 스위스 취리히에 있는 연방공업대학 공학과에 지원했지만 입학시험은 실패했다. 그는 연방공업대학 총장과 그 학교의 저명한 물리학자 웨버 교수의 건의를 받아들여 스위스 아라우시의 주립중학교에서 중학교 과정을 이수하여 중학교 학력을 취득했다.

1896 년 1 월, 아인슈타인은 취리히공업대학의 교문에 들어가 사범과에서 수학과 물리학을 공부했다. 그는 학교의 주입식 교육에 대해 매우 반감을 가지고 있으며, 그로 인해 시간이 없고 다른 문제에 대해 생각하는 데 흥미가 없다고 생각한다. 다행스럽게도, 진정한 과학적 동력을 질식시키는 강제교육은 취리히에 있는 연방공업대학이 다른 대학보다 훨씬 적다. 아인슈타인은 학교의 자유 공기를 충분히 이용하여 자신이 사랑하는 학과에 집중하였다. 학교에서 그는 헬름호즈 헤르츠 등 물리학 거장의 저서를 광범위하게 읽었는데, 그가 가장 매료시킨 것은 맥스웰의 전자기 이론이다. 그는 독학 능력, 문제 분석 습관, 독립적으로 사고하는 능력이 있다. 아인슈타인은 조기 근무

19 년 취리히 공업대학을 졸업했다. 그는 어떤 과목에 대해 열정적이지 않고, 선생님에 대한 태도가 냉막 되었기 때문에 유학을 거부당했다. 그는 일자리를 찾지 못하고 가정교사와 대리 교사로 생활한다. 실직한 지 1 년 반 후, 그의 재능을 배려하고 이해하는 동창인 마르셀 그로스만은 그에게 도움의 손길을 내밀었다. 그로스만은 아버지에게 아인슈타인을 스위스 특허국에 소개하여 기술자가 되도록 설득하려고 했다. 아인슈타인은 그로스만의 도움에 평생 감사했다. 그로스먼을 애도하는 편지에서 그는 이 일에 대해 이야기하면서 대학을 졸업했을 때 "갑자기 모든 사람에게 버림받고 어쩔 수 없이 인생을 마주했다" 고 말했다. 그는 나를 도왔고, 그와 그의 아버지를 통해, 나는 나중에 할러 (당시 스위스 특허국 국장) 에 도착하여 특허청에 들어갔다. 이것은 생명을 구하는 은혜와 비슷하다. 그 사람 없이는 굶어 죽지 않을 것이다. 그러나 정신은 의기소침해질 것이다. (윌리엄 셰익스피어, 햄릿, 희망명언). " P>192 년 2 월 21 일 아인슈타인은 스위스 국적을 취득하여 베른으로 이주하여 특허국 채용을 기다리고 있다. 192 년 6 월 23 일, 아인슈타인은 특허청에 정식으로 고용되어 3 급 기술자로 재직했으며, 특허권을 신청한 각종 기술 발명 창조를 심사하는 것이 임무였다. 193 년에 그는 대학 동창인 밀리바와 결혼했다. 매릭이 결혼하다. 19 ~ 194 년 아인슈타인은 매년 한 편의 논문을 써서 독일' 물리학지' 에 발표했다. 처음 두 편은 액체 표면과 전기 분해에 관한 열역학으로 화학을 역학의 기초로 삼으려다가 나중에 이 길이 통하지 않고 열역학의 역학 기초를 연구하는 것으로 밝혀졌다. 191 년 통계역학의 몇 가지 기본 이론을 제시했는데, 192 년부터 194 년까지의 세 편의 논문이 모두 이 분야에 속한다.

194 년 논문은 통계역학이 예측한 등락 현상을 진지하게 검토한 결과, 에너지 등락이 볼츠만 상수에 달려 있다는 것을 발견했다. 이 결과는 역학 체계와 열 현상뿐만 아니라 방사선 현상에도 과감하게 사용되어 복사 에너지 요동의 공식을 얻어 웨인 변위의 법칙을 도출한다. (윌리엄 셰익스피어, 윈스턴, 과학명언) (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 과학명언 등락 현상에 대한 연구는 195 년 방사선 이론과 분자 운동론 두 방면에서 동시에 중대한 돌파구를 만들었다. 195 년의 기적

195 년 아인슈타인은 과학사에서 전례 없는 기적을 창조했다. 올해 그는 6 편의 논문을 썼는데, 3 월부터 9 월까지 이 반년 동안 특허국에서 매일 8 시간씩 일하는 여가 시간을 이용하여 세 분야에서 네 가지 획기적인 공헌을 했다. 그는 광양자설, 분자크기 측정법, 브라운 운동 이론, 협의상대성론이라는 네 가지 중요한 논문을 발표했다.

195 년 3 월 아인슈타인은 자신이 옳다고 생각하는 논문을 독일' 물리학 연보' 편집부에 보냈다. 그는 수줍어하게 편집자에게 말했다. "만약 당신이 당신들의 연보에서 편폭을 찾아 나를 위해 이 논문을 발간할 수 있다면, 나는 매우 기쁠 것입니다." 이' 미안하다' 는 논문은' 빛의 생성과 전환에 대한 추측성 관점' 이라고 불린다. 이 논문은 플랑크 19 년에 제기된 양자 개념을 우주에서 빛의 전파로 확대하고 광양자 가설을 제시했다. 시간 평균의 경우 빛은 변동으로 나타납니다. 순간 값의 경우 빛은 입자성으로 나타납니다. 역사상 처음으로 미시 객체의 변동성과 입자성의 통일, 즉 파동의 이중성을 밝혀낸 것이다. 이 문장 끝에서 그는 광양자 개념으로 고전 물리학이 해석할 수 없는 광전효과를 쉽게 설명하고 광전자의 최대 에너지와 입사광의 주파수 사이의 관계를 추론했다. 이 관계는 1 년 후에야 밀리건이 실험에 의해 확인되었다. 1921 년 아인슈타인은' 광전효과 법칙의 발견' 이라는 성과로 노벨 물리학상을 수상했다. 이것은 시작에 불과합니다. 알버트 아인슈타인은 빛, 열, 전기물리학의 세 분야에서 함께 어깨를 나란히 하고 있습니다. 아인슈타인은 195 년 4 월' 분자 크기의 새로운 측정법' 을 완성했고, 5 월에는' 열분자 운동론이 요구하는 정액 중 떠다니는 입자의 운동' 을 완성했다. 이것은 브라운 운동 연구에 관한 두 편의 논문이다. 아인슈타인의 목적은 분자 운동의 요동 현상으로 인한 공중부양입자의 불규칙한 움직임을 관찰함으로써 분자의 실제 크기를 측정하여 반세기 이상 과학계와 철학계가 끊임없이 논쟁을 벌인 원자의 존재 여부를 해결하는 것이었다. 3 년 후 프랑스 물리학자 페란은 정밀한 실험으로 아인슈타인의 이론적 예측을 증명했다. 원자와 분자의 객관적 존재를 의심할 여지 없이 증명함으로써 원자론을 가장 단호히 반대하는 독일 화학자, 유일한 이론의 창시자인 오스트발드는 198 년' 원자가설은 이미 기초공고한 과학이론이 되었다' 고 자발적으로 발표했다.

195 년 6 월 아인슈타인은 물리학의 새로운 시대를 연 장논문' 운체의 전기역학' 을 완성하고 협의상대성론을 완전하게 제시했다. 아인슈타인이 1 년 동안 양조하고 탐구한 결과다. 19 세기 말 나타난 고전 물리학의 위기를 크게 해결하고 뉴턴 역학의 시공간적 관념을 바꿔 물질과 에너지의 동등성을 폭로하고 새로운 물리학 세계를 창조했다. 근대 물리학 분야에서 가장 위대한 혁명이다. 특수 상대성 이론은 고전 물리학이 설명할 수 있는 모든 현상뿐만 아니라 고전 물리학이 해석할 수 없는 물리적 현상도 설명하고 새로운 효과를 예언했다. 특수 상대성 이론의 가장 중요한 결론은 질량 보존 원리가 독립성을 잃었다는 것이다. 그는 에너지 보존 법칙과 융합되어 질량과 에너지를 서로 바꿀 수 있다. 다른 것들은 비교적 자주 언급되는 시계의 느린 자 수축, 빛의 속도는 변하지 않고 광자의 정지 질량은 이다. 고전역학은 상대성론 역학이 저속으로 움직일 때의 극한 상황이 되었다. 이렇게 하면 역학과 전자기학도 운동학을 기초로 통일된다.

195 년 9 월 아인슈타인은 "물체의 관성이 그 안에 포함된 에너지와 관련이 있는가?" 라는 짧은 글을 썼다. 상대성 이론의 추론으로서. 질량에너지의 상당성은 원자핵물리학과 입자물리학의 이론적 기초이며, 194 년대에 실현된 원자력의 방출과 활용을 위한 길을 열었다. 이 짧은 반년 동안 아인슈타인의 과학적 돌파구는' 돌파천경, 전대미문의 업적' 이라고 할 수 있다. 설령 그가 물리학 연구를 포기한다 해도, 아인슈타인은 이 세 가지 부면의 업적 중 어느 한 가지만 완성한다 해도 물리학 발전사에 매우 중요한 한 획을 남기게 될 것이다. (윌리엄 셰익스피어, 윈스턴, 과학명언) 아인슈타인은' 물리학의 맑은 하늘에 뒤덮인 먹구름' 을 흩어 물리학이 더욱 빛나는 새로운 시대를 맞았다. 아인슈타인은 광의상대성론의 탐구 협의상대성론이 건립된 후 만족하지 않고 상대성원리의 적용 범위를 비관성계로 확대하려고 노력했다. 그는 갈릴레오가 발견한 중력장에서 모든 물체가 같은 가속도를 가지고 있다는 오래된 실험 사실에서 돌파구를 찾았고, 197 년에 동등한 원리를 제시했다. 올해 그의 대학 교사, 저명한 기하학자 민코프스키는 특수 상대성 이론의 4 차원 공간 표현을 제시하여 상대성 이론의 진일보한 발전을 위한 유용한 수학 도구를 제공했지만 아인슈타인은 당시 그 가치를 인식하지 못했다. Einstein 은 동등한 원리를 발견한 결과 그의 일생에서 가장 즐거운 사색이라고 생각했지만, 앞으로의 일은 매우 고달프고 큰 굽은 길을 걸었다. 1911 년에 그는 강성 회전 원반을 분석하여 중력장 유클리드 기하학이 엄격하지 않다는 것을 깨달았다. 동시에 로렌츠의 변화는 보편적이지 않으며, 동등한 원리는 무한한 작은 지역에만 유효하다는 것을 알게 되었다. 이때 아인슈타인은 이미 일반 상대성 이론의 사상을 가지고 있었지만, 그는 아직 그것을 세우는 데 필요한 수학 기초가 부족하다. P>1912 년에 아인슈타인은 취리히 모교로 돌아가 일했다. 그의 같은 반 동창, 모교 수학 교수인 그로스만의 도움으로 그는 리만 기하학 및 텐서 분석에서 일반 상대성 이론을 확립하는 수학 도구를 찾았다. 1 년간의 고군분투 끝에 그들은 1913 년 중요한 논문인' 광의상대성론 개요와 중력 이론' 을 발표하고 중력의 도규장 이론을 제시했다. 중력과 도계를 결합하여 리만 기하학이 실질적인 물리적 의미를 얻을 수 있게 한 것은 이번이 처음이다. 그러나 그들이 당시 얻은 중력장 방정식은 선형 변환에만 공변적이었고, 넓은 의미의 상대성론 원리가 요구하는 임의 좌표 변환에서 공변성을 가지고 있지 않았다. 아인슈타인은 당시 텐서 연산에 익숙하지 않았기 때문에, 상수의 법칙을 고수하기만 하면 좌표계 선택을 제한해야 한다는 잘못된 생각으로 인과성을 유지하기 위해 보편적인 공변을 포기해야 했다. 과학성취의 두 번째 최고봉 는 1915 년부터 1917 년까지의 3 년 중 아인슈타인 과학성취의 두 번째 최고봉으로 195 년과 비슷하며, 그도 세 가지 다른 분야에서 각각 역사적인 성과를 거두었다. 1915 년 인류 사상사에서 가장 위대한 업적 중 하나로 인정받는 광의상대성 이론을 마지막으로 건설한 것 외에도 1916 년 방사능 양자 방면에서 중력파 이론을 제시했고, 1917 년에는 현대우주론을 개척했다.

1915 년 7 월 이후 아인슈타인은 2 년여의 굽은 길을 걷다가 다시 보편적인 협동의 요구로 돌아갔다. 1915 년 1 월부터 11 월까지 그는 새로운 중력장 방정식을 탐구하는 데 집중하여 11 월 4 일, 11 일, 18 일, 25 일 프러시아 과학원에 연달아 네 편의 논문을 제출했다. 첫 번째 논문에서 그는 상수의 법칙을 만족시키는 보편적인 공변을 만족시키는 중력장 방정식을 얻었지만 불필요한 제한을 더했다. 세 번째 논문에서, 새로운 중력장 방정식에 따르면, 태양의 표면을 통과하는 빛의 편향은 1.7 호 초이며, 수성의 근일점은 1 년마다 43 초로 추산되어 6 여 년 동안 천문학의 큰 난제를 원만하게 해결했다.

1915 년 11 월 25 일 논문' 중력의 필드 방정식' 에서 그는 전환군에 대한 불필요한 제한을 포기하고 진정한 보편적 공변을 위한 중력장 방정식을 세우고 일반 상대성 이론을 하나의 논리 구조로 선언했다. 1916 년 봄에 아인슈타인은 총결산적인 논문' 광의상대성론의 기초' 를 썼다. 같은 연말에 또 한 권의 보급성 팜플렛' 협의와 광의상대성론얕은 설' 을 썼다.

1916 년 6 월, 아인슈타인은 중력장 방정식의 근사점을 연구하면서 역학체계의 변화가 빛의 속도로 전파되는 중력파를 발사해야 한다는 것을 발견하여 중력파 이론을 제시했다. 1979 년 아인슈타인이 사망한 지 24 년 만에 중력파의 존재를 간접적으로 증명했다.

1917 년 아인슈타인은 광의상대론의 결과로 우주의 시공간구조를 연구하며 획기적인 논문인' 광의상대성론에 따라 우주에 대한 고찰' 을 발표했다. 논문은' 우주는 공간적으로 무한하다' 는 전통관념을 분석해 뉴턴 중력 이론과 광의상대성론과 모두 어울리지 않는다고 지적했다. 그는 가능한 출구는 우주를 한정된 공간 부피를 가진 자신의 폐쇄된 연속 지역으로 보고, 과학적 논거로 우주가 공간적으로 한계가 있다고 추론하는 것이라고 생각한다.