2012高中历史 6.5《20世纪的科学伟人爱因斯坦》 新人教版选修4

用心 爱心 专心 1 第第5 5课课 2020世纪的科学伟人爱因斯坦世纪的科学伟人爱因斯坦 一 教学目标一 教学目标 二 教材分析与教学建议二 教材分析与教学建议 1 1 知识结构 知识结构 2 2 教材分析与建议 教材分析与建议 重点重点 爱因斯坦及其主要科学成就和科学精神 难点难点 用心 爱心 专心 2 相对论的提出及影响 教材内容分析与建议教材内容分析与建议 本课教材主要从三个大的方面 分不同的主题向学生介绍了爱因斯坦的主要成就和科学 精神 爱因斯坦是现代物理学的开创者和奠基人 1879年3月14日他生于德国的乌尔姆 1955年4月18日卒于美国的普林斯顿 爱因斯坦1900年毕业于瑞士苏黎世联邦工业大学 毕 业后即失业 后在瑞士联邦专利局找到工作 1905年获苏黎世大学博士学位 1909年任苏黎 世大学理论物理学副教授 1911年任布拉格大学教授 两年后任德国威廉皇家物理研究所所 长 柏林大学教授 当选为普鲁士科学院院士 1932年受希特勒迫害离开德国 1933年10月 定居美国 爱因斯坦在物理学的许多领域都有贡献 比如研究毛细现象 阐明布朗运动 建 立狭义相对论并推广为广义相对论 提出光的量子概念 并以量子理论完满地解释光电效应 辐射过程 固体比热 发展了量子统计 他于1921年获诺贝尔物理学奖 本课引言概要介绍了爱因斯坦的突出贡献 建议教师首先引导学生阅读引文内容 然后 向学生提问 今年 2005年 是爱因斯坦发表相对论多少周年 2005年是爱因斯坦发表狭义 相对论 光电效应 布朗运动三篇传世佳作一百周年 全世界为之进行了隆重纪念 那么人 们崇拜爱因斯坦是崇拜他的名望地位 还是崇拜他的智慧对人类的贡献 爱因斯坦又是怎样 从凡人到成为科学巨人的呢 在学生回答的基础上 教师引导学生进入本课学习 第一目 提出狭义相对论 教材以爱因斯坦的生平为线索 讲述了其卓越的思维品质和勇于创新 孜孜不倦的科学 精神 狭义相对论的提出对世界科学发展的巨大影响 1 成名前的爱因斯坦 狭义相对论发表初始 科技界的名人们多半还以惊愕不解和迷茫的眼光看待这位初出茅 庐的青年 的确 当时的爱因斯坦不过是一位名不见经传的小人物 但他却呼应了一代宗师 普朗克黑体辐射中的量子论 普朗克也发现了爱因斯坦 于是成就了科学史上的一代宗师 使人类进入了原子能时代和光电时代 建议教师引导学生学习本目内容时 以介绍一些爱因斯坦的故事及逸事来提高学生学习 兴趣 增强学生对本目内容的感性认识 2 狭义相对论的提出 教学建议 首先请学生阅读内容 提出疑问 爱因斯坦提出狭义相对论的标志是什么 有什么重要意义 19世纪末 由于电磁学方面的新发现 新实验同经典物理学理论发生了矛盾 物理学出 现了危机 当时老一辈物理学家都企图用修补漏洞的方法来维护经典理论的框架 20世纪初 用心 爱心 专心 3 科学界中一个默默无闻的小人物爱因斯坦发表 论物体的电动力学 创立了狭义相对论 其要点是 第一 否定了牛顿的绝对空间和绝对时间观念 指出时间 空间与物质运动不是 各自孤立存在的 时间和空间是随着物质的运动而变化的 物质的质量也是随运动速度的变 化而变化的 这样 该理论就揭示了空间 时间 物质 运动之间的本质上统一性 把牛顿 的力学理论作为一种特殊情况 当运动速度远比光速低的时候 概括在内 从而建立了一个 既适用于宏观 低速度 又适用于微观 高速的运动理论 第二 根据狭义相对论的原理 认为质量和能量之间有密切的关系 并推导出著名的质能关系式 E mc2 即物体的能量等于 其质量与光速 每秒钟30万千米 平方的乘积 这一质能转化原理揭示了原子内部所蕴藏的 巨大能量的秘密 为原子能的利用奠定了理论基础 引导学生分析 学思之窗 的相关问题 理解爱因斯坦的科学创新体现了勇于向传统挑 战 大胆质疑 追求真理的战斗精神 第二目 推动量子力学的发展 教材着重介绍爱因斯坦在发表狭义相对论后 功成名就 但他仍继续努力 不为利禄 默默地在科学之路上艰苦地求索 从而迎来了他科学攀登的第二次高峰 成就了人类自然科 学史上的一次革命 1 广义相对论的提出 1915年 爱因斯坦又创立了广义相对论 进一步揭示了时空结构 四维空间 同物质分 布的关系 指出了物质间所存在的万有引力 是由于物质的存在和分布使时间和空间的性质 不均匀 即时空弯曲 而引起的 2 伟大的科学家的风格 爱因斯坦因为在科学上的成就 获得了许多奖状以及名誉博士的授予证书 但他把名利 看得非常淡泊 爱因斯坦很节俭 始终过着简朴无华的生活 如他用来计算的纸都是两面写字 而且他 把许多寄给他的信的信封裁开 当作计算的草稿纸 不让它们失掉可以再利用的价值 他曾 说过 安逸和幸福 对我来说从来不是目的 我称这些伦理基础为猪倌的理想 他 甚至拒绝自己被安排在上流社会中 而居于与众不同的地位 爱因斯坦很珍惜时间 他不喜欢参加社交活动与宴会 他曾讽刺地说 这是把时间喂 给动物园 他集中精力专心研究 他也不想听那些奉承和赞扬的话 认为 一个以伟大 的创造性观念造福于全世界的人 不需要后人来赞扬 他的成就本身就已经给了他一个更高 的报答 1929年3月 为了躲避五十寿辰的庆祝活动 他在生日前几天 就秘密跑到柏林近 郊一个花匠的农舍里隐居起来 作为物理学革命中的科学巨匠 爱因斯坦从来没有自认为是一个超人 他认识到 自己 所走的道路是前人走过的道路的延伸 科学的新时代是在前人工作基础上的合理发展 因此 用心 爱心 专心 4 他总是抱着感激和敬仰的心情赞赏前人的贡献 在谈到相对论的创立时 他说 相对论实在可以说是对麦克斯韦和洛伦兹的伟大构思 画了最后一笔 因为它力图把场物理学扩充到包括引力在内的一切现象 爱因斯坦曾几次 在信中对赞扬他成就的朋友写道 我完全知道我没有什么特殊的才能 兴趣 专一 顽强 工作 以及自我批评使我达到我想要达到的理想境界 第三目 为人类和平进步而斗争 教材以爱因斯坦为世界和平而努力的史实 讲述了他为世界和平事业做出的贡献 建议 教师引导学生思考 学思之窗 的相关材料与问题 认识爱因斯坦不仅是伟大的科学家 同 时更是全人类命运的关注者 1 全人类命运的关注者 爱因斯坦生活的时代曾经经历了人类历史上最为空前的两次世界大战 战争给人类带来 的灾难让他痛恨 帝国主义将科学手段用于战争让他不安 他没有因为埋头于科学研究而把 自己置身于社会之外 而是一直关心着人类的文明和进步 并为之顽强 勇敢地战斗 他说 过 人只有献身于社会 才能找出那实际上是短暂而又有风险的生命的意义 爱因斯坦 热爱科学 也热爱人类 2 巨星陨落 1955年4月18日 这位人类历史上最伟大的科学家因主动脉瘤破裂病逝于美国普林斯顿 巨星陨落 举世同悲 爱因斯坦曾经说过 我自己不过是自然的一个极微小的部分 他把一切献给了人类 从自然界获得自由的征程 最后连自己的骨灰也回到了大自然的怀抱 但是正如英费尔德第 一次与他接触时所感受到的那样 真正的伟大和真正的高尚总是并肩而行的 爱因斯坦 的伟大业绩和精神永远留给了人类 三 教学设计与案例三 教学设计与案例 1 1 教学设计 教学设计 关于第一目 爱因斯坦的狭义相对论 的教学 为了帮助学生认识爱因斯坦的科学精神 理解爱因斯坦相对论发表的意义 教师首先用谈话法请学生思考为什么2005年被定为世界物 理年而隆重纪念 成名前的爱因斯坦你了解多少 相对论是怎样被发现的 它的发现又有什 么影响 教师利用众多悬念来提高学生学习本课的兴趣 从爱因斯坦的故事中感悟其勇于创 新的科学精神和对人类的不朽贡献 关于第二目 推动量子力学的发展 的教学 为了帮助学生进一步认识爱因斯坦的发明 成就了人类自然科学史上的一次革命 建议教师可用启发式教学 引导学生思考 爱因斯坦 用心 爱心 专心 5 成功的秘诀是什么 你知道有哪些重大发明得益于爱因斯坦理论 关于第三目 为人类和平进步而斗争 的教学 建议教师首先用小组讨论法 引导学生 从爱因斯坦生活的时代背景入手 介绍他为和平而奔走的故事 然后引导学生思考 学思之 窗 的相关材料与问题 认识爱因斯坦不仅是伟大的科学家 同时更是全人类命运的关注者 2 2 教学案例 教学案例 案例一案例一 爱因斯坦的故事 爱因斯坦小时候是个十分贪玩的孩子 他母亲常常为此忧心忡忡 母亲的再三告诫对他 来说如同耳旁风 直到16岁的那年秋天 一天上午 父亲将正要去河边钓鱼的爱因斯坦拦住 并给他讲了一个故事 正是这个故事改变了爱因斯坦的一生 故事是这样的 昨天 爱因斯坦的父亲说 我和咱们的邻居杰克大叔去清扫南边工厂的一个大烟 囱 那烟囱只有踩着里面的钢筋踏梯才能上去 杰克大叔在前面 我在后面 我们抓住扶手 一阶一阶地终于爬上去了 下来时 你杰克大叔依旧走在前面 我还是走在后面 后来 钻 出烟囱 我们发现一个奇怪的事情 你杰克大叔的后背 脸上全都被烟囱里的烟灰蹭黑了 而我身上竟然连一点烟灰也没有 爱因斯坦的父亲继续微笑着说 我看见你杰克大叔的模样 心想我肯定和他一样 脸 脏得像个小丑 于是我就到附近的小河里去洗了又洗 而你杰克大叔呢 他看见我钻出烟囱 时干干净净的 就以为他也和我一样干净呢 于是就只草草洗了洗手就大模大样地上街了 结果 街上的人都笑痛了肚子 还以为你杰克大叔是个疯子呢 爱因斯坦听罢 忍不住和父亲一起大笑起来 父亲笑完了 郑重地对他说 其实 别 人谁也不能做你的镜子 只有自己才是自己的镜子 拿别人来做镜子 白痴或许会把自己照 成天才的 爱因斯坦听了 顿时满脸愧色 爱因斯坦从此离开了那群顽皮的孩子们 他时时用自己 做镜子来审视和映照自己 终于映照出生命的熠熠光辉 相对论 就是这样被发现的 爱因斯坦太太曾对查理 卓别林讲述爱因斯坦发现相对论时工作的情形 后来卓别林把 这事记在他的自传里 博士像往常那样穿着睡袍下楼吃早餐 可是那一天却什么也没动 我想一定有什么问 题发生 我问他什么事使他魂不守舍 他回答 亲爱的 我得到一个巧妙的想法 用心 爱心 专心 6 喝完咖啡后 他就走到钢琴前开始弹奏起来 几次停下来在纸上记录一些东西 然后重 复地说 我得到一个巧妙的想法 非常美妙的想法 他说 这是很困难的 我仍需要进行工作 他继续玩钢琴 并且写下一些东西 这样半小时之久 然后走上楼去他的研究室 并且 告诉我不要打扰他 他就一直留在房子里两星期 每天我上楼把食物送给他 傍晚时他就散 一会儿步当作运动 然后回来继续他的工作 最后他走下楼来 脸色显得苍白 这里就是我的发现 他把两张纸放在桌上 这就 是他的 相对论 案例二案例二 得益于爱因斯坦理论的重大发明 太阳能电池 防盗报警器和照相机的测光表都是以光电效应为基础的 核能利用了这样一个物理现象 当铀原子发生裂变时 总质量的微量损失可以转变成能 量 其依据正是爱因斯坦的著名等式 E mc2 如今 核能为英国提供了25 的电力 全球定位系统之所以能将物体的位置精确到米 正是根据爱因斯坦的相对论对地球卫星 发生的信号进行了修正 狭义相对论与量子理论相结合 指出了反物质的存在 科学家们利用正电子 即反物质 电子 通过 X 射线层析照相术研究大脑活动 亚原子粒子的特性是相对论的直接结果 其存在可以解释从化学元素的特性到磁铁作用 的多种现象 爱因斯坦1916至1917年对光子的研究为人类40年后发现激光奠定了基础 目前激光广泛 应用于从 DVD 到激光打印机的多种产品 爱因斯坦成功的秘诀 有一次 一个美国记者问爱因斯坦关于他成功的秘诀 他回答 早在1901年 我还是 二十二岁的青年时 我已经发现了成功的公式 我可以把这公式的秘密告诉你 那就是 A X Y Z A 就是成功 X 就是努力工作 Y 是懂得休息 Z 是少说废话 这公式对我有用 我想对许多人也是一样有用 案例三案例三 为人类和平进步而斗争的主要事例 在20世纪20到30年代初期 侵略和掠夺战争的不断发生 打破了爱因斯坦的和平梦想 特别是1933年希特勒上台后 德国日益法西斯化 使爱因斯坦意识到新的野蛮战争不可避免 他明确表示 当法律和人类尊严必需保卫时 我们一定要战斗 自从法西斯的危险到来后 用心 爱心 专心 7 现在我不再相信绝对的被动的和平主义是有效的了 只要法西斯主义统治欧洲 那就不会有 和平 由于爱因斯坦的进步活动 又因为他是犹太人 他被德国纳粹分子列为重要的迫害对象 纳粹曾经悬赏二万马克要杀害他 面对纳粹分子暗杀的危险 爱因斯坦不但没有丝毫的畏惧 反而更坚定地战斗 他不顾个人安危 大声疾呼 指出法西斯就意味着战争 和平必须用武 装来保卫 呼吁美国人民起来同法西斯作斗争 在为人类的进步事业而战斗的历程中 爱因斯坦一直关心着被压迫 被奴役的国家和民 族 他反对法西斯灭绝犹太人的暴行 为争取犹太人的生存权利而大声疾呼 但他也反对狭 隘的犹太民族主义 希望看到犹太人 同阿拉伯人在和平共处的基础上达成公平合理的协议 而不希望创立一个犹太国 他反对美国的种族歧视政策 支持黑人的解放运动 并呼吁 美国黑人在这个方向上所作的坚定的努力 应当得到大家的赞扬和支援 在50年代美国麦卡锡分子兴风作浪的时期 麦卡锡参议员说他是 美国的第一号敌人 而一些狂热人士还造谣说他是共产分子 并且说他的前助手英费尔德从他那里知道原子弹的 材料 准备提供给苏联这些情报 事实上他除了担心纳粹能制造新式武器 在1939年8月2日 向罗斯福总统建议进行研究外 以后他完全不知道美国政府秘密从事原子弹的制造 一些从 事这一工作的朋友也对他保密 不让他知道有这回事 但当得知德国没有制成原子弹 而美 国已造出原子弹后 他的心情十分沉重和不安 他说 如果他知道德国不会制造原子弹 就 不会为 打开这个潘多拉魔匣做任何事情 当爱因斯坦后来从无线电广播知道美国对广岛 长崎投下原子弹 杀伤许多平民时他感 到非常痛心 他后来写了一封告美国公民书 说 我们将此种巨大力量解放的科学家们 对于一切事物都要优先负起责任 必须限制原子能绝对不能使用来杀害全人类 而是用来增 进人类的幸福方面 1955年 爱因斯坦与罗素联名发表了反对核战争和呼吁世界和平的 罗素 爱因斯坦宣言 四 问题解答四 问题解答 学思之窗学思之窗 1 你认为爱因斯坦的科学创新体现了哪种精神 解题关键 科学就是不懈地求真 求实 求真知 思路引领 理性的怀疑是创新的核心 答案提示 坚持解放思想 实事求是 勇于面对新情况新问题 反复研究 反复实践 不断前进 热爱科学 崇尚真理 重视科学决策 一切按规律办事 勤于学习 勤于思考 努力用科学理论 科学知识以及人类所创造的一切优秀文明成果武装头脑 勇攀高峰 甘于 奉献 为人类贡献一切智慧和力量 用心 爱心 专心 8 2 对这两种截然不同的态度 你怎样看 解题关键 爱因斯坦为人类的和平而奋斗 思路引领 爱因斯坦热爱科学 热爱人类 呼吁和平 答案提示 爱因斯坦虽身居战争的发源地 生活在战争鼓吹者的包围之中 却坚决地表 明了自己的反战态度 爱因斯坦热爱科学 也热爱人类 他没有因为埋头于科学研究而把自 己置于社会之外 一直关心着人类的文明和进步 并为之顽强 勇敢地战斗 3 人只有献身于社会 才能找出那短暂而有风险的生命的意义 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 这 是爱因斯坦的两句名言 对爱因斯坦来说 生命的意义是什么 解题关键 为人类的文明和进步不懈努力 思路引领 懂得应用科学本身是不够的 关心人的本身 应当始终成为一切技术上奋斗 的主要目标 答案提示 生命的意义在于设身处地替别人着想 忧他人之忧 乐他人之乐 酷爱正义 并竭尽全力为改善人类境况而奋斗 探究学习总结探究学习总结 本课测评 1 爱因斯坦对人类科学发展的主要贡献是什么 解题关键 狭义相对论和广义相对论的提出 思路引领 爱因斯坦的成就与前人的科学成就之间的关系 答案提示 对科学的主要贡献是狭义相对论 光量子理论 广义相对论 宇宙论和统一 场论的提出 从而引发了传统物理学的伟大革命和人类自然科学史的一次革命 2 爱因斯坦为人类和平事业做了哪些工作 略 五 资料与注释五 资料与注释 1 1 原始资料 原始资料 爱因斯坦自画像爱因斯坦自画像 用心 爱心 专心 9 爱因斯坦对自己所从事的科学研究十分着迷 以谦虚的态度看待自己所得到的荣誉 他 品味着孤独 但无怨无悔地为科学事业工作着 对于一个人自身的存在 何者是有意义的 他自己并不知晓 并且 这一点肯定也不应 该打扰其他人 一条鱼能对它终生畅游其中的水知道些什么 苦难也罢 甜蜜也罢 都来自外界 而坚毅却来自内部 来自一个人自身的努力 在很 大程度上 我都是受我的本性的驱使去做事情 为此而获得太多的尊敬和热爱 让人感到羞 愧 仇恨之剑也射向了我 但从未伤害我 因为它们从某种程度上属于另一个世界 而我与 之没有多少关联 我孤寂地生活着 年轻时痛苦万分 而在成熟之年里却甘之如饴 阿尔伯特 爱因斯坦著方在庆 韩文博 何维国 爱因斯坦晚年文集 海南出版 社2000年版第7页 爱因斯坦的自我批判精神爱因斯坦的自我批判精神 爱因斯坦说自己是 一个离经叛道的和好梦想的人 对古典力学的怀疑 使他做出了 新的发现 他又是一个谦虚的人 尽管一生获得过许多荣誉 但他从不满足于已取得的成绩 而更多地关注一位科学家的社会责任 他曾在给一位自学成材的人的回信中说 智慧并不产 生于学历 而是来自对于知识的终生不懈的追求 甚至在70岁时 他仍以批判的眼光看待自 己 我被你们想要授予我的非凡荣誉深深感动了 在我漫长的生命历程中 我从同时代人那 里获得了远非我应得到的认可 我承认 我的羞愧感始终超过我从中可能获取的快乐 然而 此时此刻 我的痛苦远比以前任何时候更加超出快乐 因为 所有像我们这样关注和平 关 注理性与正义获得胜利的人们必须清楚地认识到 理性与诚实善良对政治领域发生的事件具 有的影响是多么微不足道 然而 不论这种影响是多么微弱 也不管我们未来的命运会怎样 我们都可以确信 如果没有那些关注整个人类利益的人们所进行的不知疲倦的奋斗 人类的 命运比现在还要糟糕 致耶路撒冷大学的信 由于良好的外部条件的支持 我在漫长的一生中在深化我们的物理知识方面所做的那点 微不足道的事 给我带来了如此多的赞誉 以致长时间来 我更多感觉到的是尴尬而不是得 意 阿尔伯特 爱因斯坦著方在庆 韩文博 何维国 爱因斯坦晚年文集 海南出版 社2000年版 第141 265页 给给 M M 索洛文的信索洛文的信 表达了表达了7070岁生日时的心情岁生日时的心情 用心 爱心 专心 10 你一定想像我在此时此刻一定以满意的心情来回顾我一生的成就 但是 仔细分析一下 却完全不是这么一回事 我感到在我的工作中没有任何一个概念会很牢靠地站得住的 我也 不能肯定我所走的道路一般是正确的 当代人把我看成是一个邪教徒而同时又是一个反动派 活得太长了 而真正的爱因斯坦早已死了 所有这些都只是短见而已 但是确实有一种不满 足的心情发自我的内心 这种心情是很自然的 只要一个人是诚实的 是有批判精神的 幽 默感和谦虚经常使我们保持一种平衡 即使受到外界的影响也是如此 世间最美好的东西 莫过于有几个头脑和心地都很正直和严正的朋友 他们之间相互了 解 正如我们两人一样 许良英 李宝恒 赵中立 范岱年编译 爱因斯坦文集 第一卷 商务印书馆 1983年版 第485页 爱因斯坦的简朴爱因斯坦的简朴 爱因斯坦以简朴为美德 他相信 简单淳朴的生活 无论在身体上还是在精神上 对每 个人都是有益的 他一生按照自己的信念去做 强烈地向往简朴的生活 他朴实的外表并不 影响人们对他的尊敬 爱因斯坦来到普林斯顿后 这个偏僻的小城就和一个伟大的名字联系在一起 他给普林 斯顿带来光荣 普林斯顿人以他为骄傲 他们感到骄傲 是因为这个伟人像普通人那样 生 活在他们中间 1940年 一个小姑娘在普林斯顿林荫街道上见到一个滑稽的人 后来她对自己的子女谈 起了这件事 我记得 他满头白发 十分凌乱 简直像刚电烫过一样 他个儿不高 肥 大的衣服 非常随便地套在身上 就像人们为了保暖 将毯子裹在身上一样 他有一个大鼻 子 一双深凹的眼睛 嘴唇上长着粗硬的胡子 他老是凝视着 思考着 当他走近时 突然 发现了我 做了一个很愉快的微笑 然后又继续走着和思考着 我发现他穿着拖鞋 居然 忘记了换鞋子 我把他想像成童话中的人物 不知怎么竟从书里跑了出来 那天晚餐 时 我把碰见这位陌生人的事告诉家里人 我说我看到了一个滑稽有趣的人 我的父亲放下 刀子和叉子 注视着我 并说出最令人难以置信的话 我的孩子 要记住 今天你看到的 是世界上最伟大的人 后来 爱因斯坦与这个女孩结下了忘年之交 舒伟光著 爱因斯坦问答 辽宁人民出版社1983年版 第52页 爱因斯坦认为 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 他宣 称 就在这个意义上 我从来不把安逸和享乐看作是生活目的本身 这种伦理基础 我 叫它猪栏的理想 照亮我的道路 并不断地给我新的勇气去愉快地正视生活的理想 是善 美和真 爱因斯坦著赵中立 许良英等编译 爱因斯坦文集 第三卷 商务印书馆1979年 第43页 用心 爱心 专心 11 2 2 课文注释 课文注释 相对论相对论 物理学中关于运动 空间 时间等概念的理论 1905年由爱因斯坦提出 它的表述可以 是 从可能的经验观点来看 运动总是表现为一个物体对于另一个物体的相对运动 如汽车 相对于地面的运动 地球相对于太阳和恒星的运动 运动绝不会作为 相对于空间的运动 或者 像有人所表述的 绝对运动 而被加以观察 也即不存在绝对运动 相对论作为一个整体 包括狭义相对论和广义相对论两个部分 两个层次 狭义相对论 是广义相对论的基础 广义相对论则是狭义相对论的发展 将它们形象化 就好比一座两层 楼 而贯穿两层楼的一个支柱就是相对性原理 狭义相对论主要依据狭义相对性原理和真空中光速不变原理 根据这两条原理 相对论 对尺缩钟慢 质能相当等现象做出解释 但它的有效性有其界限 只有在不考虑引力场对现 象 例如光现象 的影响时 这个结论才可成立 同时它还受惯性系所限制 这两个标志将 狭义相对论与广义相对论区别开来 广义相对论所依据的也是两项基本原理 等效原理和广义相对性原理 广义相对论从一 开始就与天文现象有密切联系 根据广义相对论 爱因斯坦推算出水星近日点的 反常 运 动 解决了一个天文学上多年不解之谜 同时 他推断光线在引力场中要弯曲 这一预言于 1919年由爱丁顿等通过日食的观测而得到证实 爱因斯坦与量子论爱因斯坦与量子论 量子论是德国物理学家普朗克于1900年为解决黑体辐射谱而提出的一个假说 他认为物 体发出辐射时所放出的能量不是连续的 而是量子化的 当时 大多数人 包括普朗克本人 在内 在提出这个假说后 都不敢把这个理论再向前推进一步 甚至还企图把这一概念纳入 经典物理学体系 爱因斯坦则与此不同 他预感到量子论带来的不是小的修正 而是整个物 理学的根本变革 他把量子论推向前进 利用量子概念分析辐射的传播和吸收 提出光量子 概念 完满地解释了经典物理学无法解释的光电效应问题 从而动摇了光的波动论的正统地 位 光量子概念的提出 在人类认识自然界的历史上第一次揭示了光同时具有波动性和粒子 性 为德布罗意的物质波理论的建立 以及随后量子力学的建立开辟了道路 爱因斯坦因此 获得1921年诺贝尔奖 1916年他继续发展量子论 从玻尔的量子跃迁概念导出黑体辐射 20 世纪后半期理论天体物理学的第一个成熟的方面 恒星大气理论 就是在量子理论和辐射 理论基础上建立起来的 爱因斯坦的理论对宇宙学的发展具有重要贡献 3 3 学术观点 学术观点 爱因斯坦的政治活动爱因斯坦的政治活动 用心 爱心 专心 12 有些人认为一个真正的或者 纯粹的 科学家不应当关心政治问题 爱因斯坦对此评论 说 我认为每个公民都有责任尽其所能来表明他的政治观点 如果有才智的和有能力的公 民忽视这种责任 那么健康的民主政治就不可能成功 爱因斯坦著 赵中立许良英等编译 爱因斯坦文集 第三卷 商务印书馆1983年版 第196页 爱因斯坦不满足于成了赫赫有 名的科学家 他向往做一个同时关心政治而全面发展的完整的人 用他自己的话说 他一生 都 踌躇于政治和方程之间 爱因斯坦最早从事政治活动是在第一次世界大战时期 当时他在柏林当教授 由于目睹 战争草菅人命而不胜厌恶 他卷入反战示威 他拥护国内反抗以及公开鼓励人民拒绝征兵 在只有四人签名的反战宣言上签字 战后他又致力于调解和改善欧洲各国的国际关系 呼吁 和平 爱因斯坦的第二个政治事业是犹太复国主义 第一次世界大战前和战争时期 他看清反 犹主义 而成为一个直言不讳的犹太复国主义的拥护者 再度不受欢迎也不能阻止他发表自 己的主张 他的理论一发表就受到攻击 甚至成立了一个反爱因斯坦的组织 但爱因斯坦十 分冷静 当一本名为 100个反爱因斯坦的作家 的书出版时 他反驳道 如果真是我错 了的话 那么一个人反对我就足够了 1933年 希特勒上台了 爱因斯坦正在美国 他宣布不再回德国 面临纳粹的威胁 爱 因斯坦放弃了和平主义 忧虑到德国科学家会制造核弹 因而建议美国发展自己的核弹 但 是 在第一枚原子弹爆炸之前 他就曾经公开警告过核战争的危险 并提议对核武器进行国 际控制 二战后他又在为防止核战争而努力 纵观爱因斯坦一生 他致力于和平的努力可能成效甚微 然而 他对犹太复国主义事业 的口头支持在1952年被及时承认 他被推荐为以色列总统 但他谢绝了 他说 方程对我 而言更重要些 因为政治是为当前 而一个方程却是一种永恒的东西 英 史蒂芬 霍金著许明贤 吴忠超译 时间简史 从大爆炸到黑洞 湖南 科学技术出版社1992年版 爱因斯坦与原子弹爱因斯坦与原子弹 原子弹爆炸后 爱因斯坦被称为 原子弹之父 对此 他说 我并不认为自己是释 放原子能之父 我是以一种很间接的方式参与其中的 事实上 我没有预见到原子能会在我 这个时代释放出来 我只是在理论上认为它是可能的 通过链式反应的偶然发现 它成为了 现实 而这不是我能预料到的 它是哈恩在柏林发现的 但他曲解了自己的发现 正确的解 释是丽塞 梅特勒提供的 他从德国逃出来 将消息告诉了尼尔斯 玻尔 由于我不能预知原子能在今后的益处 我只好说目前它是个威胁 但也许这样也好 它可迫使人类在国际事务中采用秩序 倘若没有这种恐惧的压力 这种秩序决不会出现 阿尔伯特 爱因斯坦著方在庆 韩文博 何维国 爱因斯坦晚年文集 海南出版 用心 爱心 专心 13 社2000年版 罗素与爱因斯坦几乎是同一时代人 他们在政治观点上是比较接近的 当爱因斯坦为核 时代的人类安全呼吁时 罗素对原子能的利用前景的预测 或许可以给爱因斯坦的政治活动 以一个评判 人类最重要的发现之一就是利用原子能的方法 迄今为止 人们主要注意的是它在战 争中的重要作用 而忽视它可能产生的和平作用应当说是一个重大错误 原子能在不久的将 来可以为我们提供新的能源 尤其是在陆地 海上和空中运输的能源 它在医疗方面的广泛 作用已经得到了证明 并且 它今后治愈的病人的数目将很快赶上它能杀死的人的数目 也许人们迟早能够运用原子能来融化北极的冰雪 彻底改变北欧各国的气候 不过 这种 可能性尚未得到证实 人们可以肯定的是 原子能将在很多方面取代煤和石油作为一种能源 因此而使劳动生产率提高 王正平等译 罗素文集 改革出版社1996年版 对爱因斯坦的评价对爱因斯坦的评价 1931年 法国物理学家保罗 朗之万在法国天文学会的一次会议上 作了一个题为 爱 因斯坦的贡献与天文学 的报告 在报告中 他说 大家都知道 在我们这一时代的物理 学史中 爱因斯坦的地位将在最前列 他现在是并且将来也还是人类宇宙中有头等光辉的一 颗巨星 很难说他是否同牛顿一样伟大 或者是比牛顿更伟大 不过 可以肯定地说 他的 伟大是可以同牛顿比拟的 按我的意见 他也许比牛顿更伟大一些 因为他对于科学的贡献 更深入到人类思想基本概念的结构中 爱因斯坦逝世后 苏联科学家 约飞在1955年发表的一篇纪念文章中说 爱因斯坦 这位最广泛的科学界视为20世纪的牛顿的科学家与世长辞了 除了伦琴 他的发现使人们有可能看到肉眼看不透的物质内部 我们这一代物理学家中只有他才为广 大公众所熟知 1905年在物理学的地平线上灿然升起的爱因斯坦这颗新星决定了此后20年物理学发展的 道路并在我们这门学科的许多领域 具有决定意义的那些领域中留下了不可磨灭的痕迹 如 果说这献身于统一场论的