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爱因斯坦厉害到什么程度?

2020-11-01科学

今年一百岁的杨振宁说:20世纪物理学的三大贡献中,两个半都是爱因斯坦的。一个狭义相对论,一个广义相对论,半个量子力学。

此外,我补充一下他与上面的大贡献相比「较小」的贡献。这些「小贡献」说三天三夜也说不完,只是大致简略提一下,

理论物理领域:

1.在他思考广义相对论等效原理的间隙,于1907年解决 固体比热问题 ,固体物理第一个量子理论诞生了,成为固体物理学的奠基人。

2.提出 玻色-爱因斯坦凝聚 ,这个现象自1924年提出以来,终于在1995年被实验证实,冷原子物理才开始蓬勃发展。如今已经蓬勃发展了二十多年了。可以说,冷原子物理理论的开端就是爱因斯坦的凝聚理论。

3.1905年,在思考狭义相对论问题的间隙,思考布朗运动理论中,提出 涨落-耗散定理。 这是近代非平衡统计理论中最深刻的定理。实际上,到今天远离平衡态的统计理论至今仍未完全建立起来。我们并没有超出爱因斯坦这个涨落-耗散理论很多。

4.1917年,在他提出广义相对论两年后,提出了一个 静态宇宙学模型。 这个模型成为现代宇宙学的开端,可以说,爱因斯坦是现代宇宙学的奠基人和开创者。

5.提出 临界乳光理论 。爱因斯坦导出了描述介质分子结构涨落的方程,这个理论其实是瑞利散射理论的推广,瑞利散射只是适用于气体,对于液体并不适用。而爱因斯坦的理论,气液都能解释的很好。更牛的是在这个理论中给出了一个基本常数,即阿伏伽德罗常数的另外一种计算方法。

6.提出 量子纠缠。 一开始爱因斯坦是拿这个现象去抨击波尔他们的量子力学的解释的,但是正如泊松提出泊松亮斑去反驳菲涅尔的波动理论的,实验上却证实了这一点。现在量子信息,量子技术、通讯等等特别火的领域,都是基于爱因斯坦当年嫌弃的「幽灵般的感应」。

7. 受激辐射理论 ,首次提出了激光原理,为后世激光的诞生提供了理论基础。怎么高度评价都不为过。

实验物理领域:

7. 1915年实验发现 爱因斯坦-得哈斯效应 。很多人没想到的是,爱因斯坦不仅仅是一位理论物理学家,而且还做了不少的实验。尤其是在这个实验中他们发现,铁磁体磁化后会诱导出某种旋转效应。现在我们知道,这个效应其实是电子自旋引起的。我们可以设想,如果爱因斯坦在这个问题上继续探索,说不定电子自旋的本质早都被爱因斯坦发现了,轮不到10年后泡利助手他们再去做。

应用技术领域:

8.发明 爱因斯坦冰箱 。爱因斯坦不仅仅是一位理论物理学家,还亲自做实验发现了深刻的现象,还搞过发明。爱因斯坦做冰箱是由于当年冰箱里的制冷剂都是有毒的,为此很多人中毒而亡,但是爱因斯坦提出了吸收式的冰箱,可以克服这一点弊端。后来还在很多国家申请了专利。由于氟利昂这种无毒制冷剂的发现,爱因斯坦冰箱并未大规模使用。不过,爱因斯坦冰箱里的技术后来用到了在核子反应堆里。

如果是普通人可能不太了解爱因斯坦,只是知道相对论的创造者,受到一些科普或者中学物理的影响,可能还知道爱因斯坦也是量子力学的奠基人,大学物理专业的可能了解得更多一些。博士,大学教授等了解的更多一些,然而在物理某些领域了解的越深,就会发现爱因斯坦越厉害。可以说,能够体会到爱因斯坦的厉害程度是跟自己的水平成正比的。

实际上,连爱因斯坦的错误都是很有价值的。比如上面的4,6

当然,爱因斯坦也不是没局限性,任何人都有时代上,文化上的局限性。

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