알버트 아인슈타인(Albert Einstein, 1879년 3월 14일 - 1955년 4월 18일)은 세계적으로 유명한 독일계 미국인 과학자이자 현대 물리학의 창시자이자 창시자입니다. 1999년 12월 26일, 아인슈타인은 미국 타임지가 선정한 '세기의 위대한 인물'로 선정됐다.
아인슈타인은 1900년 취리히 공과대학을 졸업하고 스위스 시민이 됐다. 1905년 취리히대학교에서 철학박사 학위를 받았다. 베른 특허청에서 근무했습니다. 취리히 기술대학교와 프라하 도이체대학교 교수. 1913년 독일로 돌아와 베를린 카이저 빌헬름 물리학 연구소 소장, 베를린 대학교 교수를 역임했고, 프로이센 과학 아카데미의 학자로 선출되었습니다. 1933년 나치 정권의 박해를 받고 미국으로 건너가 프린스턴 고등연구소의 교수가 되었고, 1940년에 미국 시민이 되었다.
19세기 후반은 물리학의 변화의 시기였습니다. 실험적 사실에서 출발하여 아인슈타인은 물리학의 기본 개념을 재검토하고 이론에 근본적인 돌파구를 마련했습니다. 그의 업적 중 일부는 천문학의 발전을 크게 촉진했습니다. 그의 양자론은 천체물리학, 특히 이론천체물리학에 큰 영향을 미쳤다. 이론적 천체물리학의 첫 번째 성숙한 측면인 항성 대기 이론은 양자 이론과 방사선 이론을 바탕으로 구축되었습니다. 아인슈타인의 특수 상대성 이론은 에너지와 질량 사이의 관계를 성공적으로 밝히고 항성 에너지원의 오랜 문제를 해결했습니다. 최근에는 고에너지 물리 현상이 점점 더 많이 발견되고 있으며, 특수 상대성 이론은 그러한 현상을 설명하는 가장 기본적인 이론 도구 중 하나가 되었습니다. 그의 일반 상대성 이론은 또한 천문학의 오랜 수수께끼를 풀고 나중에 검증된 빛의 휘어짐 현상을 추론했으며 이후 많은 천문학 개념의 이론적 기초가 되었습니다.
천문학에 대한 아인슈타인의 가장 큰 공헌은 그의 우주론입니다. 그는 상대론적 우주론을 창시하고, 정적 유한과 무한한 자기일관적 동적 우주 모델을 확립했으며, 우주론적 원리와 곡선 공간과 같은 새로운 개념을 도입하여 현대 천문학의 발전을 크게 촉진했습니다.
이 단락의 성장 역사 편집
1879년 3월 14일 오전 11시 30분, 아인슈타인은 독일 울름 반호프슈트라세 135번지에서 태어났습니다. 부모 모두 유대인입니다. 그의 아버지의 이름은 헤르만 아인슈타인(Hermann Einstein)이고 그의 어머니의 이름은 폴린 코커(Pauline Coker)였습니다. 아인슈타인
1884년에 아인슈타인은 소형 나침반에 매료되었습니다.
1885년 아인슈타인은 바이올린을 배우기 시작했습니다.
1886년에 아인슈타인은 뮌헨 공립학교(의회 학교)에서 공부했고 집에서 유대인 의식을 공부했습니다.
1888년에 아인슈타인은 루이스볼드 고등학교에 입학했습니다. 계속해서 학교에서 종교교육을 받고, 목사안수식도 받습니다. 프리드먼이 강사입니다.
1889년에 그는 의대생 탈메이의 지도 아래 대중적인 과학 서적과 철학 작품을 읽었습니다.
1891년에 그는 유클리드 기하학을 독학했고 그것에 대한 열정을 느꼈으며 동시에 고급 수학을 독학하기 시작했습니다.
1892년부터 그는 임마누엘 칸트의 작품을 읽기 시작했다. 1895년에 그는 스스로 미적분학을 배웠습니다.
1896년에 그는 아라우(Aarau) 고등학교에서 졸업장을 받았습니다. 10월에 그는 물리학을 공부하기 위해 취리히 연방기술대학교 사범학과에 입학했습니다.
1899년 10월 19일, 아인슈타인은 공식적으로 스위스 시민권을 신청했습니다.
1900년 8월, 아인슈타인은 취리히 연방공과대학을 졸업했으며, 12월에 "모세관 현상으로부터의 추론"이라는 논문을 완성했고, 이 논문은 이듬해 라이프치히의 "Journal of Physics"에 게재되었습니다. 그리고 스위스 시민이 되었습니다.
1901년 3월 21일 그는 스위스 국적을 취득했다. 올해 5월부터 7월까지 전위차 열역학 이론에 대한 논문을 완성했습니다.
1904년 9월 그는 특허청 견습직원에서 정식 3급 기술자로 전환됐다.
1905년 3월 그는 양자론을 발전시키고 광양자 가설을 제안하며 광전효과 문제를 해결했다. 지난 4월에는 취리히대학교에 '분자 크기를 결정하는 새로운 방법'이라는 논문을 제출해 박사학위를 취득했다.
지난 5월에는 '움직이는 물체의 전기역학'이라는 논문을 완성해 독자적으로 완전 상대성 이론을 제시해 물리학의 새 시대를 열었다.
1906년 4월 특허청 기술자 2급으로 승진했다. 지난 11월에는 고체 양자론에 관한 첫 번째 논문인 고체의 비열에 관한 논문을 완성했습니다. 1908년 10월 그는 베른 대학교에서 비상근 강사로 일하기도 했다.
1909년 10월 베른 특허청을 떠나 취리히대학교 이론물리학 부교수가 되었다. 아인슈타인
1910년 10월에 그는 임계 유백광에 관한 논문을 완성했습니다.
'광화학 등가물' 법칙은 1912년에 제안되었습니다.
1913년 독일로 돌아와 베를린의 카이저 빌헬름 물리학 연구소 소장과 베를린 대학교 교수를 역임했으며, 프로이센 과학 아카데미의 학자로도 선출되었습니다.
1914년 4월, 아인슈타인은 독일 과학계의 초대를 받아들이고 베를린으로 이주했습니다.
8월에 제1차 세계대전이 발발했습니다. 그는 전쟁 발발지에서 살았고 전쟁 옹호자들에 둘러싸여 살았음에도 불구하고 반전 태도를 단호하게 표현했다.
지난 9월, 아인슈타인은 반전단체 '신조국동맹' 창설에 참여했다. 이 단체가 불법으로 판명되어 그 구성원들이 대거 체포되어 박해받고 지하로 갔을 때에도 아인슈타인은 결단력을 잃지 않았다. 이 조직의 비밀 활동에 참여하십시오.
10월, 군국주의자들의 통제와 선동을 받아 독일 과학문화계는 독일이 일으킨 침략전쟁을 옹호하기 위해 '문명세계선언'을 발표하고 독일이 무엇보다 중요하다고 주장했다. 전 세계가 "진정한 독일 정신"을 받아들여야 한다는 것입니다. 93명이 '선언문'에 서명했는데, 이들은 모두 당시 독일의 저명한 과학자, 예술가, 목사였습니다. Nernst, Roentgen, Ostwald, Planck 등도 모두 서명했습니다. 아인슈타인은 서명을 요청받았을 때 단호하게 거절했지만 동시에 반전 "유럽인에게 보내는 편지"에 자신의 이름을 단호하게 서명했습니다. 이 움직임은 세계를 충격에 빠뜨렸습니다.
1915년 11월, 그는 일반 상대성 이론의 중력 방정식의 완전한 형태를 제안하고 수성의 근일점 운동을 성공적으로 설명했습니다. 아인슈타인
1916년 3월, 그는 "일반 상대성 이론의 기초"라는 최종 논문을 완성했습니다. 지난 5월 그는 우주가 유한하고 무한하다는 가설을 제안했다. 지난 8월에는 양자이론의 발전을 요약하고 유도방출 이론을 제안하는 『방사선의 양자이론』을 완성했다.
1917년 레닌이 이끈 소련 사회주의 혁명이 승리한 후, 아인슈타인은 이 위대한 혁명을 열광적으로 지지했으며, 이 혁명이 세계에 결정적인 의미를 가질 위대한 사회적 실험이라고 칭찬했다. 왜냐하면 그는 완전한 자기희생의 정신을 갖고 사회 정의 실현을 위해 온 마음을 다한 사람이었기 때문입니다. 그의 방법이 실용적이라고는 생각되지 않지만 한 가지 확실한 것은 그와 같은 사람들이 바로 그 사람은 옹호자요 재창조자라는 것입니다.
1918년 11월 러시아 10월 혁명의 승리에 영향을 받아 독일 노동자와 군인들은 봉기를 일으켰고 2세가 사임한 지 사흘 만에 카이저 빌헬름을 전복시켰다. 1920년대와 1930년대 초에 아인슈타인은 기본적으로 절대적인 평화주의자였습니다. 그러나 끊임없는 침략과 약탈의 전쟁의 현실은 그의 아름다운 꿈을 산산조각 냈습니다. 특히 1933년 히틀러가 집권한 이후 독일은 점점 파시스트가 되어갔고, 이로 인해 아인슈타인은 새로운 야만적인 전쟁이 불가피하다는 것을 깨닫고 자신의 견해를 바꾸게 되었습니다. 그는 다음과 같이 분명히 밝혔습니다. "법과 인간 존엄성을 지켜야 할 때 우리는 싸워야 합니다. 파시즘의 위험이 도래했기 때문에 나는 더 이상 절대 수동적 평화주의가 효과적이라고 믿지 않습니다. 파시즘이 유럽을 지배하는 한, 아인슈타인의 진보적 활동과 유대인이라는 이유로 독일 나치의 중요한 박해 대상으로 지목됐다. 다행히 그는 1932년 말 독일을 떠나 미국에서 강연을 했으나, 박해를 받았습니다. 베를린에 있는 그의 집은 습격을 받아 파괴되었고, 그의 재산은 압수되었으며, 그의 책은 불태워졌고, 나치는 그의 죽음에 대해 20,000마르크의 보상금을 내걸었습니다. 나치의 암살 위험에 직면한 아인슈타인은 두려움을 보이지 않고 더욱 단호하게 싸웠습니다.
절친한 친구인 라우에가 정치 문제에 대해 신중하고 보호적인 태도를 취하도록 설득하기 위해 편지를 썼을 때, 그는 개인의 안전에 관계없이 파시즘은 전쟁을 의미하며 평화는 무기로 수호되어야 한다고 큰 소리로 지적하며 미국 국민에게 촉구했습니다. 파시즘에 맞서 싸우기 위해 일어섰다. 아인슈타인은 나중에 라디오 방송을 통해 미국이 히로시마와 나가사키에 원자폭탄을 투하하여 많은 민간인을 죽이고 부상을 입혔다는 사실을 알게 되었을 때 매우 슬퍼했습니다. 그는 나중에 미국 시민들에게 편지를 써서 "이 거대한 힘을 해방시킨 과학자들이 먼저 모든 것에 대한 책임을 져야 한다. 원자력은 제한되어야 하며 모든 인류를 죽이는 데 사용되어서는 안 되고 인류의 행복을 증진시키기 위해"라고 썼다. /p>
1919년 아인슈타인의 이론은 "인류 사상 역사상 가장 위대한 업적 중 하나"로 평가됩니다. 12월에 그는 독일 유일의 명예학위인 로스토크대학교에서 의학박사 학위를 받았습니다.
1921년 4월 2일부터 5월 30일까지 예루살렘 히브리대학교 설립을 위한 기금 마련을 위해 그와 와이즈만은 처음으로 미국을 방문했다.
1922년 1월, 통일장이론에 관한 첫 번째 논문이 완성되었습니다. 7월에는 살인 위협을 받고 일시적으로 베를린을 떠났다. 10월 8일, 아인슈타인과 엘사는 마르세유에서 일본으로 배를 탔습니다. 도중에 콜롬보, 싱가포르, 홍콩, 상하이를 방문합니다. 11월 9일, 일본으로 가는 길에 아인슈타인은 1921년 "노벨 물리학상"을 수상했습니다. 11월 17일부터 12월 29일까지 일본을 방문했습니다.
1923년 7월, 그는 1921년 노벨상을 받기 위해 예테보리로 갔다. 지난 12월에는 과도하게 제한된 일반 상대론적 장 방정식에서 양자 효과가 발생할 수 있다는 것이 처음으로 추측되었습니다.
1924년에는 '보스-아인슈타인 응축'이 발견되었습니다.
1925년 이후 아인슈타인은 통일이론을 탐구하는 데 총력을 기울였습니다. 처음 몇 년 동안 그는 매우 낙관적이었고 승리가 눈앞에 있다고 생각했습니다. 그러나 나중에 그는 어려움을 발견했고 기존의 수학적 도구로는 충분하지 않다고 믿었습니다.
1925년부터 1955년까지 30년 동안 아인슈타인은 양자역학, 중력파, 일반상대성이론의 운동 문제의 완성 외에도 거의 모든 과학적이고 창의적인 에너지를 통일을 찾는 데 바쳤습니다. 장 이론.
1926년에 그는 소련 과학 아카데미의 학자로 선출되었습니다.
1928년 이후 그는 순수 수학 탐구에 눈을 돌렸습니다. 그는 다양한 방법을 시도했지만 실제로 물리적으로 중요한 결과를 얻지 못했습니다.
지난 1월 그는 '독일인권연맹'(구 독일 '신조국연맹') 이사로 선출됐다.
1929년 3월 50세 생일을 맞은 그는 생일 축하를 피해 시골로 숨어들었다. 6월 28일 "플랑크 메달"을 수상했습니다.
1930년 12월 11일부터 1931년 3월 4일까지 아인슈타인은 두 번째로 미국을 방문하여 캘리포니아 공과대학에서 강의를 했다.
1932년 7월, 그는 전쟁의 심리적 문제를 논의하기 위해 프로이트와 서신을 보내 독일 국민에게 바이마르 공화국을 방어하고 온 힘을 다해 파시즘에 반대할 것을 촉구했습니다.
1933년 1월 30일, 나치가 정권을 잡았다.
그는 지난 3월 10일 패서디나에서 독일로 돌아가지 않겠다는 성명을 발표하고 다음날 유럽으로 출발했다.
3월 20일 나치가 그의 집을 급습했고 그는 항의했다. 나중에 독일에 있는 그의 재산은 압수되었고 그의 책은 불태워졌습니다.
1935년 5월 그는 버뮤다에서 공식적으로 미국 영주권을 신청했다. 그해 그는 나치 강제수용소에 갇힌 오시에츠키에게 노벨상(평화상)을 주기 위해 뛰어다녔다.
1937년 3월 그는 중국의 '칠군사'를 지지했다.
1937년에 그는 두 조수의 협력으로 일반 상대성 이론의 중력장 방정식으로부터 운동 방정식을 도출하여 공간, 시간, 물질, 운동 사이의 통일성을 더욱 드러냈습니다. 상대성 이론의 주요 발전은 아인슈타인이 과학 창작 활동에서 이룬 마지막 주요 성과이기도 합니다. 통일장론에 있어서 그는 한 번도 성공하지 못했고, 결코 좌절하지 않았으며, 매번 자신감을 가지고 처음부터 시작했습니다. 그는 당시 물리학 연구의 주류에서 벗어나 당시 풀리지 않았던 문제들을 스스로 공격했기 때문에 1920년대의 상황과는 달리 만년 물리학계에서 매우 고립되었다.
그러나 그는 죽기 전날까지 병원 침대에서 통일장 이론에 대한 수학적 계산을 계속할 준비를 하고 있었습니다. 모든 인류의 운명을 염려한 아인슈타인은 과학을 사랑했고 인류도 사랑했습니다. 그는 과학 연구에 몰두했기 때문에 자신을 사회 밖에 두지 않았습니다. 그는 항상 인류의 문명과 진보에 관심을 갖고 그것을 위해 집요하고 용감하게 싸웠습니다. 그는 “사회에 헌신해야만 실제로 짧고 위험한 삶의 의미를 찾을 수 있다”고 말했다.
1938년 9월, 그는 5천년 후의 후손들에게 편지를 써서 현 자본주의 사회 상황에 대한 불만을 표현했다.
그는 1939년 8월 2일 루즈벨트 대통령에게 편지를 보내 독일이 먼저 원자폭탄을 마스터하는 것을 막기 위해 미국이 원자력 연구에 속도를 낼 것을 제안했습니다.
1940년 5월 22일 그는 미국의 중립 정책에 반대하기 위해 루즈벨트에게 전화를 걸었다.
10월 1일 미국 시민권을 취득했습니다.
1943년 5월 과학고문으로 미해군 작업에 참여했다.
1944년 그는 반파시스트 전쟁을 지원하기 위해 1905년 특수 상대성 이론 논문의 원고를 600만 달러에 경매했습니다.
1947년에도 그는 세계정부에 관한 많은 발언을 계속해서 발표했다.
1949년 1월 그는 『알베르트 아인슈타인: 철학자-과학자』 모음집에서 코펜하겐 학파의 비판에 대한 반비평인 『비평에 대한 응답』을 썼다.
1950년 2월 13일 그는 미국의 수소폭탄 제조 노력에 반대하는 텔레비전 연설을 했다. 3월 18일 유언장에 서명과 날인이 이루어졌습니다.
1951년 그는 미국의 무기 확장과 전쟁 준비 정책이 세계 평화에 심각한 장애물임을 지적하는 일련의 기사와 편지를 발표했다.
1952년 11월, 이스라엘 초대 대통령 와이즈만이 사망한 뒤 이스라엘 정부는 그에게 제2대 대통령직을 맡길 것을 요청했으나 거절당했다.
1954년 3월 그는 미국 상원의원 매카시로부터 공개적으로 '미국의 적'이라고 비난받았다.
1955년 아인슈타인과 러셀은 핵전쟁에 반대하고 세계 평화를 촉구하는 '러셀-아인슈타인 선언'을 공동으로 발표했습니다.
그는 1955년 4월 18일 1시 25분에 병원에서 사망했습니다. 일반 상대성 이론을 길고도 험난하게 탐구한 후에도 아인슈타인은 여전히 불만을 느꼈고 일반 상대성 이론을 중력장뿐만 아니라 전자기장까지 포함하도록 확장하고자 했습니다. 그는 이것이 상대성 이론의 발전, 즉 통일장 이론의 세 번째 단계라고 믿었습니다.
이 일화 편집
■특수 상대성 이론의 창설
이르면 16살 때 아인슈타인은 책을 통해 빛이 매우 중요하다는 것을 배웠습니다. 사람이 빛의 속도로 움직인다면 어떤 세상이 보일까요? 그는 빛이 앞으로 나아가는 것을 볼 수 없고, 진동하지만 공간에 정체되어 있는 전자기장만 볼 수 있습니다. 이것이 가능합니까?
이와 관련하여 그는 소위 광파와 관련된 에테르 문제를 탐구하고 싶었습니다. 에테르라는 용어는 그리스에서 유래되었으며 천체를 구성하는 기본 요소를 나타내는 데 사용됩니다. 데카르트는 17세기에 빛을 전달하는 매체로 과학에 처음으로 소개했습니다. 이후 호이겐스는 에테르 이론을 더욱 발전시켰는데, 광파를 전달하는 매질은 에테르이며 진공을 포함한 모든 공간을 채우고 일반 물질에도 침투할 수 있어야 한다고 믿었습니다. 호이겐스의 견해와는 달리 뉴턴은 빛의 입자 이론을 제안했습니다. 뉴턴은 발광체가 직선으로 움직이는 입자의 흐름을 방출하고 입자의 흐름이 망막에 충돌하여 시력을 유발한다고 믿었습니다. 18세기에는 뉴턴의 입자 이론이 우세했지만, 19세기에는 파동 이론이 절대적인 지배력을 갖게 되었고, 에테르 이론도 크게 발전했습니다. 빛은 진공에서도 전파될 수 있고, 광파를 전파하는 매질은 공간 전체를 채우는 에테르, 즉 빛에테르이기 때문에 파동의 전파는 매질에 달려 있다는 견해가 당시의 견해였다. 동시에 전자기학은 맥스웰(Maxwell), 헤르츠(Hertz) 등의 노력을 통해 전자기 현상에 대한 성숙한 동적 이론인 전기역학(electrodynamics)이 형성되었으며, 이론과 실제에서 빛과 전자기 현상이 통합되었다고 믿어집니다. 특정 주파수 범위 내의 전자기파로, 빛의 파동 이론과 전자기 이론을 통합합니다. 에테르는 광파의 전달자일 뿐만 아니라 전자기장의 전달자이기도 합니다.
19세기 말까지 사람들은 에테르를 찾으려고 시도했지만 실험적으로 발견된 적은 없었습니다.
그러나 전기역학은 뉴턴 역학이 따르는 상대성 이론과 모순된다는 큰 문제에 부딪혔다. 상대성 원리에 대한 아이디어는 갈릴레오와 뉴턴 시대부터 존재했습니다. 전자기학의 발전은 처음에는 뉴턴 역학의 틀에 통합되었지만 움직이는 물체의 전자기 과정을 설명하는 데 어려움을 겪었습니다. 맥스웰의 이론에 따르면 진공에서의 전자기파의 속도, 즉 빛의 속도는 일정하지만, 뉴턴 역학의 속도 부가 원리에 따르면 서로 다른 관성계에서 빛의 속도는 달라집니다. 질문: 상대성 원리가 역학에 적용 가능합니까? 전자기학에도 적용 가능합니까? 예를 들어, 두 대의 자동차가 있는데 한 대는 다가오고 다른 한 대는 멀어지고 있습니다. 당신은 당신 앞에 있는 자동차의 불빛이 당신에게 다가오는 것을 보고, 당신 뒤에 있는 자동차의 불빛이 멀어지는 것을 봅니다. 맥스웰의 이론에 따르면 두 종류의 빛의 속도는 동일하며 자동차의 속도는 이에 영향을 미치지 않습니다. 그러나 갈릴레오의 이론에 따르면 이 두 측정값은 서로 다릅니다. 당신을 향해 다가오는 차는 방출되는 빛을 가속화할 것입니다. 즉, 앞차의 빛의 속도 = 빛의 속도 + 차의 속도인 반면, 멀어지는 차의 빛의 속도는 더 느립니다. 뒤차의 속도 = 빛의 속도 - 자동차의 속도. 속도에 관한 맥스웰과 갈릴레오의 진술은 분명히 서로 모순되었습니다. 이 불일치를 어떻게 해결합니까?
이론물리학은 19세기에 전성기를 맞이했지만 엄청난 위기도 안고 있었습니다. 해왕성의 발견은 뉴턴역학의 극히 강력한 이론적 힘을 보여주었으며, 전자기학과 역학의 결합은 물리학을 형식적 일체성을 보여주었으며, “장엄하고 장엄한 건축 체계와 감동적이고 아름다운 신전”이라는 찬사를 받았습니다. 사람들의 마음 속에서 고전 물리학은 거의 완벽한 수준에 도달했습니다. 독일의 유명한 물리학자 플랑크는 젊었을 때 선생님에게 이론물리학에 전념하겠다고 말했습니다. 선생님은 그에게 "젊은이여, 물리학은 완성된 과학이며 더 이상 위대한 업적은 없을 것입니다."라고 조언했습니다. 이 주제에 일생을 바친다는 게 안타깝습니다."
물리학의 새로운 지평을 열 사람은 아인슈타인인 것 같습니다. 베른 특허청에 근무하는 동안 아인슈타인은 물리학의 최첨단 발전에 많은 관심을 기울이고 많은 문제에 대해 깊이 생각하며 자신만의 독특한 통찰력을 형성했습니다. 10년간의 탐구 과정에서 아인슈타인은 맥스웰의 전자기 이론, 특히 헤르츠(Hertz)와 로렌츠(Lorentz)가 개발하고 정교화한 전기역학을 주의 깊게 연구했습니다. 아인슈타인은 전자기 이론이 완전히 옳다고 굳게 믿었지만 그를 불안하게 만든 한 가지 문제가 있었는데 그것은 절대 기준계 에테르의 존재였습니다. 그는 많은 작품을 읽었고 에테르의 존재를 증명하려는 모든 시도가 실패했다는 것을 발견했습니다. 연구 후에 아인슈타인은 에테르가 절대 기준 시스템과 많은 전자기장의 역할을 하는 것 외에는 로렌츠의 이론에서 실질적인 의미가 없다는 것을 발견했습니다. 그래서 그는 이렇게 생각했습니다. 절대적인 기준틀이 필요한가? 전자기장에는 부하가 있어야 합니까?
아인슈타인은 철학적 작품을 읽는 것을 좋아했고 철학에서 이념적 자양분을 흡수하는 것을 좋아했습니다. 그는 세계의 통일성과 논리의 일관성을 믿었습니다. 상대성 원리는 역학에서 널리 입증되었지만 전기 역학에서는 확립될 수 없습니다. 아인슈타인은 두 물리학 이론 체계 사이의 논리적 불일치에 대해 의문을 제기했습니다. 그는 상대성 원리가 보편적으로 참이어야 한다고 믿었기 때문에 전자기 이론은 각 관성계에 대해 동일한 형태를 가져야 하지만 여기서 빛의 속도 문제가 발생합니다. 빛의 속도가 일정한 양인지 가변적인 양인지는 상대성 원리가 보편적으로 유효한지 여부를 묻는 주요 질문이 되었습니다. 당시 물리학자들은 일반적으로 에테르를 믿었습니다. 즉, 절대 참조 시스템의 존재를 믿었습니다. 이는 뉴턴의 절대 공간 개념에 영향을 받았습니다. 19세기 말, 마하는 아인슈타인에게 깊은 인상을 남긴 저서 『역학의 발전』에서 뉴턴의 시간과 공간에 대한 절대관을 비판했다. 1905년 5월의 어느 날, 아인슈타인은 친구 베소와 함께 10년 동안 탐구해 온 이 문제에 대해 논의했습니다. 베소는 마하즘에 기초한 자신의 견해를 자세히 설명했고, 두 사람은 오랫동안 이에 대해 논의했습니다. 갑자기 아인슈타인은 집에 돌아와서 계속해서 생각한 끝에 마침내 문제를 깨달았습니다. 다음날 그는 다시 베소의 집에 찾아와 이렇게 말했습니다. “고마워요. 문제가 해결됐어요. 아인슈타인은 한 가지를 분명히 생각한 것으로 나타났습니다. 시간에 대한 절대적인 정의는 없으며 시간과 빛 신호의 속도 사이에는 뗄 수 없는 연관성이 있다는 것입니다. 그는 자물쇠의 열쇠를 찾았고, 5주간의 노력 끝에 아인슈타인은 인간에 대한 특수 상대성 이론을 제시했습니다.
1905년 6월 30일, 독일의 "물리학 연보"는 아인슈타인의 논문 "움직이는 물체의 전기역학"을 받아들여 같은 해 9월에 해당 저널에 게재했습니다.
이 논문은 특수상대성이론에 관한 첫 번째 논문으로, 특수상대성이론의 기본 사상과 기본 내용을 담고 있다. 특수 상대성 이론은 상대성 이론과 빛의 속도 일정이라는 두 가지 원리를 기반으로 합니다. 아인슈타인이 문제를 해결한 출발점은 상대성 원리에 대한 확고한 믿음이었습니다. 갈릴레오는 상대성이론의 원리를 최초로 밝힌 사람이지만, 시간과 공간에 대해서는 명확한 정의를 내리지 못했다. 뉴턴도 기계계를 확립할 때 상대성 이론을 이야기했지만, 절대 공간, 절대 시간, 절대 운동을 정의하기도 했습니다. 아인슈타인은 상대성 원리를 크게 발전시켰습니다. 그의 견해로는 절대적으로 정적인 공간은 없으며, 모든 시간과 공간은 움직이는 물체와 관련되어 있습니다. 모든 기준계와 좌표계에는 이 기준계와 좌표계에 속하는 공간과 시간만 존재합니다. 모든 관성계에 있어서 이 기준계의 공간과 시간으로 표현되는 물리법칙은 모두 같은 형태이다. 이것이 상대성 원리, 엄밀히 말하면 좁은 의미의 상대성 원리이다. 이 글에서 아인슈타인은 빛의 속도 일정이 기본 원리라는 근거에 대해 많이 논의하지 않았습니다. 그는 빛의 속도 일정은 전자기 이론의 요구 사항과 상대성 원리에 기초한 대담한 가정이라고 제안했습니다. . 이 글은 아인슈타인이 에테르와 전기역학의 문제에 대해 다년간 고민한 결과이다. 그는 동시성의 상대성을 돌파구로 삼아 새로운 시간과 공간 이론을 정립했다. 움직이는 물체의 전기 역학 이론을 완전한 형태로 제시했으며 에테르는 더 이상 필요하지 않으며 에테르 드리프트는 존재하지 않습니다.
동시성의 상대성이 무엇인가요? 서로 다른 장소에서 두 가지 사건이 동시에 일어났다는 것을 어떻게 알 수 있습니까? 일반적으로 우리는 신호를 통해 확인합니다. 서로 다른 장소에서 일어나는 사건의 동시성을 알기 위해서는 신호 전송 속도를 알아야 하는데, 왜 이 속도를 초과하지 못하는 걸까요? 두 장소 사이의 공간적 거리와 신호 전송에 필요한 시간을 측정해야 하는데, 문제는 각 장소에 조정된 시계가 있다고 가정해야 합니다. 두 클럭 중 신호가 전파되는 데 걸리는 시간을 알 수 있습니다. 하지만 다른 장소의 시계가 정확한지 어떻게 알 수 있나요? 대답은 신호도 필요하다는 것입니다. 이 신호가 시계를 올바르게 설정할 수 있습니까? 이전의 사고 방식을 따르면 새로운 신호가 필요하며 이는 무한 후퇴로 이어질 것이며 서로 다른 장소의 동시성은 실제로 확인할 수 없습니다. 그러나 한 가지 분명한 것은 동시성은 신호와 관련이 있어야 한다는 것입니다. 그렇지 않으면 이 두 가지 일이 동시에 일어났다고 말하는 것은 의미가 없을 것입니다.
빛 신호는 시계에 가장 적합한 신호일 수 있지만 빛의 속도는 무한하지 않기 때문에 정지해 있는 관찰자에게는 두 가지 일이 동시에 일어난다는 점과 움직이는 관찰자에게는 두 가지 일이 동시에 일어나지 않습니다. 우리는 고속으로 달리는 기차를 상상합니다. 그 속도는 빛의 속도에 가깝습니다. 열차가 승강장을 통과하자 A는 승강장 위에 서 있었다. A의 눈앞에는 열차 앞쪽과 뒤쪽에 각각 2개의 번개가 번쩍이고 열차 양쪽 끝과 해당 부위에 흔적이 남았다. 측정 결과, A와 기차 양 끝 사이의 거리가 동일하고, A가 동시에 두 개의 번개를 보았다는 결론이 나왔습니다. 따라서 A의 경우 수신된 두 개의 광 신호가 동일한 시간 간격 내에 동일한 거리를 이동하여 동시에 자신의 위치에 도착한다면 두 이벤트는 동시에 발생해야 합니다. 하지만 기차 중앙에 있는 B의 경우 상황이 다릅니다. B는 고속열차를 타고 이동하기 때문에 자신을 향해 전파되는 프런트 엔드 신호를 먼저 차단한 다음 뒤에서 광신호를 수신합니다. -끝. B의 경우 두 사건이 동시에 발생하지 않습니다. 즉, 동시성은 절대적인 것이 아니라 관찰자의 운동 상태에 따라 달라진다. 이 결론은 뉴턴 역학의 기초가 되는 절대 시간과 절대 공간 체계를 부정합니다.
상대성 이론에서는 빛의 속도가 모든 관성 기준 시스템에서 일정하며 물체가 움직이는 최대 속도라고 주장합니다. 상대론적 효과로 인해 움직이는 물체의 길이는 짧아지고 움직이는 물체의 시간은 늘어납니다. 그러나 일상생활에서 겪는 문제로 인해 이동속도가 매우 느리고(빛의 속도에 비해) 상대론적인 효과를 볼 수 없다.
아인슈타인은 공간과 시간에 대한 관점의 급격한 변화를 기반으로 상대론적 역학을 확립했으며, 질량은 속도에 따라 증가하고 속도가 빛의 속도에 가까워지면 무한대에 가까워진다고 말했습니다. 그는 또한 유명한 질량-에너지 관계인 E=mc2를 제시했습니다. 이 질량-에너지 관계는 이후의 원자력 발전에 지침 역할을 했습니다.
■일반상대성이론의 정립
1905년 아인슈타인이 특수상대성이론에 관한 첫 번째 논문을 발표한 이후 곧바로 큰 반응을 불러일으키지는 못했다. 그러나 독일 물리학의 권위자인 플랑크는 그의 논문을 보고 아인슈타인의 연구가 코페르니쿠스의 그것과 비슷하다고 믿었습니다. 상대성 이론이 빠르게 학계의 관심을 끌게 된 것은 바로 플랑크의 선전 때문이었습니다. 주목.
1907년, 아인슈타인은 친구들의 조언에 따라 그의 유명한 논문을 제출하여 연방공과대학의 비직원 강사직에 지원했지만, 그가 받은 대답은 그 논문을 이해할 수 없다는 것이었다. 아인슈타인은 이미 독일 물리학계에서 매우 유명했지만 스위스에서는 대학 교수직을 얻지 못했고 많은 유명인사들이 그에 대해 불평하기 시작했습니다. 1908년에 아인슈타인은 마침내 비직원 강사직을 얻어 부교수가 되었습니다. 두 번째 해에. 1912년에 아인슈타인은 교수가 되었고, 1913년에는 플랑크의 초청으로 새로 설립된 카이저 빌헬름 물리학 연구소의 소장과 베를린 대학교의 교수를 역임했습니다.
이 기간 동안 아인슈타인은 기존의 상대성 이론을 확장하는 것을 고려하고 있었는데, 그를 불안하게 만든 두 가지 문제가 있었습니다. 첫 번째는 중력의 문제입니다. 특수상대성이론은 역학, 열역학, 전기역학의 물리법칙에 적합하지만 중력의 문제를 설명할 수는 없습니다. 뉴턴의 중력 이론은 두 물체 사이의 중력 효과가 순간적으로, 즉 무한한 속도로 전달된다는 점에서 상대성이론과 빛의 속도 한계에 기초한 현장론과 충돌한다. 두 번째는 비관성계의 문제로, 이전 물리법칙과 마찬가지로 특수상대성이론은 관성계에만 적용됩니다. 그러나 실제로 실제 관성계를 찾는 것은 어렵다. 논리적으로 말하면, 모든 자연법칙은 관성계에 국한되어서는 안 되며 비관성계도 고려해야 합니다. 소위 쌍둥이 역설을 특수상대론으로 설명하기는 어려운데, 그 역설은 쌍둥이 형제가 빛의 속도에 가까운 속도로 우주선을 타고 항해하고 있다는 것이다. 고속시계는 속도를 늦추고 동생을 기다립니다. 지구가 수십 년을 경험했기 때문에 동생은 아주 늙었습니다. 상대성 원리에 따르면 우주선은 지구를 기준으로 빠른 속도로 움직이고, 지구도 우주선을 기준으로 빠른 속도로 움직이는 것을 동생은 형이 젊어지는 것을 보고 형은 본다. 남동생도 젊어야 한다는 것. 이 질문에 대한 답은 없습니다. 사실 특수상대성이론에서는 등속선운동만 다루고 있는데 형이 돌아오려면 상대성 이론이 감당할 수 없는 변속운동의 과정을 거쳐야 한다. 사람들이 특수 상대성 이론을 이해하느라 바쁜 동안, 아인슈타인은 일반 상대성 이론을 완성하고 있었습니다.
1907년, 아인슈타인은 특수 상대성 이론에 관한 장문의 글 "상대성이론과 그것으로부터 도출된 결론"을 썼는데, 이 글에서 아인슈타인은 그 이후 처음으로 등가성을 언급했다. 등가 원리에 대한 아인슈타인의 생각은 계속해서 발전해 왔습니다. 그는 관성질량과 중력질량은 비례한다는 자연법칙을 등가원리의 기초로 활용하여, 무한히 작은 부피의 균일한 중력장이 가속운동의 기준계를 완전히 대체할 수 있음을 제안했습니다. 아인슈타인은 또한 닫힌 상자의 개념을 제안했습니다. 어떤 방법을 사용하더라도 닫힌 상자에 있는 관찰자는 자신이 중력장에 정지해 있는지 아니면 중력장 없이 가속되는 공간에 있는지 확인할 수 없습니다. 등가 원리를 설명하기 위해 가장 일반적으로 사용되는 진술이며 관성 질량과 중력 질량의 동일은 등가 원리의 자연스러운 결과입니다.
1915년 11월, 아인슈타인은 프로이센 과학 아카데미에 4편의 논문을 제출했습니다. 이 4편의 논문에서 그는 새로운 아이디어를 제시하고 수성의 근일점 운동을 증명했으며 올바른 중력장 방정식을 제시했습니다. 이 시점에서 일반상대성이론의 기본적인 문제가 해결되었고, 일반상대성이론이 탄생하게 되었다. 1916년에 아인슈타인은 장문의 논문 "일반 상대성 이론의 기초"를 완성했습니다. 이 글에서 아인슈타인은 처음으로 관성계에 적용되던 상대성 이론을 특수 상대성 이론이라고 부르고, 관성계에만 적용되는 물리 법칙을 분류했습니다. 이 원리는 특수 상대성 이론이라고 불리며 일반 상대성 원리를 더 자세히 설명합니다. 즉, 물리학 법칙은 어떤 방식으로든 움직이는 모든 기준 틀에 대해 적용되어야 합니다.
아인슈타인의 일반 상대성 이론은 물질의 존재로 인해 공간과 시간이 휘어질 것이라고 믿으며, 중력장은 실제로 휘어진 시공간이다. 태양의 중력을 이용해 공간을 휘게 한다는 아인슈타인의 이론은 설명할 수 없는 수성의 근일점 세차운동 43초를 잘 설명합니다.
일반 상대성 이론의 두 번째 주요 예측은 중력 적색편이입니다. 즉, 강한 중력장에서 스펙트럼이 적색 끝 쪽으로 이동한다는 것입니다. 1920년대에 천문학자들은 천문 관측을 통해 이를 확인했습니다. 일반 상대성 이론의 세 번째 주요 예측은 중력장이 빛을 편향시킨다는 것입니다. 지구에 가장 가까운 중력장은 태양의 중력장으로, 아인슈타인은 먼 별의 빛이 태양 표면을 통과하면 1.7초 동안 편향될 것이라고 예측했습니다. 1919년 영국 천문학자 에딩턴의 지시에 따라 영국은 개기 일식을 관찰하기 위해 두 곳의 탐사대를 보냈습니다. 주의 깊은 연구 끝에 별빛은 실제로 태양 근처에서 1.7초 동안 휘어졌다는 결론이 나왔습니다. 왕립학회와 왕립천문학회는 관측 보고서를 공식적으로 낭독하여 일반 상대성 이론의 결론이 정확함을 확인했습니다. 이 회의에서 유명한 물리학자이자 왕립학회 회장인 톰슨은 "이것은 뉴턴 시대 이후 만유인력 이론에서 가장 중요한 성취이다"라고 말했다. ". 아인슈타인은 1916년에 "특수 및 일반 상대성 이론에 대한 간략한 소개"라는 유명한 소개서를 썼으며 1922년까지 40번 재인쇄되었으며 12개 이상의 언어로 번역되었습니다. 넓게.