Kot Albert Einstein se borili za evropski svet in teoretično fiziko
Oblikovanje / / December 19, 2019
V začetku dvajsetega stoletja v fiziki so bile ogromne odkritja, od katerih so nekatere pripadal Albert Einstein, ustvarjalca splošne teorije relativnosti.
Znanstveniki so na robu povsem nov pogled na vesolje, ki se zahteva od njih intelektualni pogum, pripravljeni, da se potopite v teoriji in spretnosti za reševanje kompleksnih matematični aparat. Razpis je prejela, ne vsi, in, kot se to zgodi, na znanstvena razprava prekriva političnih razlik, ki jih je prvi povzročajo Prva svetovna vojna, Nato - prihod na oblast Hitler v Nemčiji. Einstein in takoj izkazala za ključno sliko, okoli katerega zlomil kopje.
Einstein proti vsem
Prva svetovna vojna je bila priložena domoljubno porast med prebivalstvom držav pogodbenic, vključno z znanstveniki.
V Nemčiji leta 1914, 93 znanstveniki in umetniki, vključno z Max Planck in Fritz Haber Wilhelm Conrad Röntgen, objavila manifest, izraža polno podporo vladi in vojni, ki ga vodi: "Mi, predstavniki nemške znanosti in umetnosti, naj ugotovi vse kulturni svet protest proti laži in obrekovanja, ki so naši sovražniki poskušajo onesnažijo pravo stvar v Nemčiji, ki ji je naložena težka boj za obstoj.
<...> Brez nemškega militarizma nemška kultura bi bili uničeni že zdavnaj v kali. Nemški militarizem je izpeljanka iz nemške kulture, in je bil rojen v državi, ki, kot nobena druga država na svetu, na katerem je že stoletja, roparska racije. "Vendar pa sem našel nemški znanstvenik, ki je odločno govoril proti takih idej. Albert Einstein objavljena leta 1915 vrnitev manifest "Evropejci": "Še nikoli prej, saj je vojna ni kršil interakcije med kulturami. <...> Dolžnost Evropejcev, ki imajo izobrazbo in dobre volje - ne privoščiti, da bi v Evropi ". Vendar pa je ta pritožba, razen Einstein podpisal le tri ljudi.
Nemški znanstvenik Einstein postal še pred kratkim, čeprav je rojen v Nemčiji. Šola in univerza je diplomiral v Švici, nato pa skoraj deset let, različne evropske univerze mu zavrnili vstop v delo. To je deloma posledica dejstva, kako Einstein je izkazalo, da je svojo kandidaturo.
Tako je v pismu Paul Drude, ustvarjalca elektronski teoriji kovin, je najprej poudaril dve napaki v svoji teoriji, in šele nato prosil, da se na delovnem mestu.
Kot rezultat, Einstein se je moral zadovoljiti v švicarskem patentnem uradu v Bernu, in šele ob koncu leta 1909, mu je uspelo priti na položaj na univerzi v Zürichu. In že leta 1913, Max Planck sam s prihodnjo nobelovca za kemijo Walther Nernstov osebno prispel v Zürich prepričali Einsteina, da bi nemško državljanstvo, premakniti v Berlin in postal član pruske akademije znanosti in direktor Inštituta Fizika.
Delo je bilo za Einstein v patentni urad neverjetno produktivni z znanstvenega vidika. "Ko nekdo šel mimo, sem porinil svoje zapiske v predalu in se pretvarjala, da se ukvarja s patentno delo," - je opozoril. 1905 se je zapisal v zgodovino kot znanost annus mirabilis"Annus mirabilis".
Letos v reviji Annalen der Physik so štirje izdelki Einstein, v kateri je bil lahko teoretično opisati Brownovo gibanje je pojasnil, z uporabo Planck zamisel svetlobnih kvantov, fotoelektrično učinek ali emisije elektronov iz kovinskega učinka pri obsevanju s svetlobno (s tem, da J. eksperiment. J.. Thomson odkril elektron) in odločilno prispevajo k oblikovanju posebne teorije relativnosti.
Neverjetno naključje: teorija relativnosti je pojavila skoraj istočasno z kvantne teorije, in prav tako nenadoma in nepreklicno spremenila temelje fizike.
V XIX stoletja je bila trdno zasidrana valovno naravo svetlobe, in znanstveniki so zainteresirani za strukturo snovi, v kateri valovi širijo.
Kljub dejstvu, da nihče še ni videl zrak (tako imenovano to snov) neposredno, ni dvoma, da obstaja in prežema celotno Vesolje ni pojavilo: je bilo jasno, da je treba val razširil na nekaj elastičnega medija, podobno kroge iz kamen vrže v vodo: vodna površina na mestu vpada kamna začne nihati, in kot je elastična, so vibracije sosednji točke od njih - na sosednje in tako naprej. Obstoj fizičnih predmetov, ki jih ni mogoče videti s pomočjo razpoložljivih instrumentov, po odkritju atomov in elektronov, preveč, ni presenečenje.
Ena preprosta vprašanja, da klasična fizika ne more najti odgovor, je: je zanimalo, ali je v zraku veliko premikajočih se teles v njem? Do konca XIX stoletja nekateri poskusi jasno pokazala, da je eter v celoti izloča s pomočjo gibljivih teles, in drugi, in ne manj kot prepričljivo -, ki se zanimajo le delno.
Krogi v vodi - en primer vala v elastičnega medija. Če ne premika telo nosi ester, bo hitrost svetlobe glede na telo sestoji iz svetlobno hitrostjo glede na etrom in večina hitrosti telesa. Če se v celoti nosi ester (kot se pojavi med gibanjem v viskozno tekočino), hitrost svetlobe glede na telo je enaka hitrosti svetlobe glede na eter in ni odvisna od hitrosti telo.
Francoski fizik Louis Fizeau v 1851 letu, je pokazala, da je ester delno zanima v premikajočem se toku vode. V seriji poskusov 1880-1887 American Albert Michelson in Edward Morley, na eni strani, potrjen z večjo natančnostjo Fizeau sklenitve in drugi - smo ugotovili, da se vrti Zemlja okoli Sonca, v celoti nosi eter skupaj, da je hitrost svetlobe v svetu ni odvisna od to, kako poteze.
Da bi ugotovili, kako se zemlja premika glede na eter, Michelson in Morley zgradili posebno napravo, interferometer (gl. shema spodaj). Svetloba je vir pade na prozornih ploščo, delno odbije od zrcala 1 in delno prenese na zrcalo 2 (zrcalna sta enako oddaljena od plošče). Žarki odbija od ogledala, nato pa ponovno vstopiti na prosojno ploščo in iz nje prišli skupaj na detektor, če je za vzorec motenj.
Ko zemlja premakne glede na etrom, na primer v smeri zrcala 2, nato pa hitrost svetlobe v vodoravni in navpični smeri ne bo ujemajo, kar naj bi vodilo do premika faze valov odbitih iz različnih ogledal na detektor (npr, kot je prikazano na sliki, spodaj desno). V resnici, je premik ni bilo opaziti (glej. Spodnja levo).
Einstein vs. Newton
V poskusu, da bi razumeli gibanje etra in razširjanja svetlobe v njem Lorentz in francoski matematik Henri Poincaré imel kažejo, da je velikost gibljivih teles se spreminjajo v primerjavi z velikostjo fiksne, poleg tega pa je čas za premikanje teles teče počasneje. Težko si je predstavljati - in Lorentz te predpostavke šteje več kot matematični trik, kot da fizični učinek -, vendar jim je dovoljeno, da se dogovorijo o mehaniki, elektromagnetno teorijo svetlobe in eksperimentalnih podatkov.
Einstein je v dveh člankih leta 1905 bi lahko na podlagi intuitivnih ugotovitev ustvariti koherentno teorijo, v kateri so vse te neverjetne učinke rezultat dveh postulatov:
- Hitrost svetlobe je konstantna in ni odvisna od tega, kako (in za približno enako 300.000 km / s), vir in sprejemnik poteza;
- kakršne koli telesne sistem fizikalni zakoni so enake ne glede na to, ali se premika brez pospeška (pri vsaki hitrosti) ali v mirovanju.
In polnem najbolj znani fizično formulo - E = mc2! Poleg tega je zaradi gibanja prvega postulata eter prenehala imeti vrednost Einstein je preprosto zapuščeno - svetloba lahko propagirajo v vakuumu.
Učinek podaljšanje časa, še posebej, vodi do znamenitega "twin paradoks". Če ena od obeh dvojčkov, Ivan, ki se pošlje na vesoljsko plovilo do zvezd, in drugi, Peter, ki je še vedno čakala na zemlji, po vrnitev Izkazalo se je, da je Ivan mlajši od Petra, ker je čas, da se premaknete hitro ladjo tekla počasneje kot Zemlja.
Ta učinek, kot tudi druge razlike med teorijo relativnosti iz navadnih mehanike, ki je prikazana le na veliko hitrost, primerljivo s hitrostjo svetlobe, zato jih nikoli naletela na njihovo vsakodnevno življenje. Za normalno hitrost, s katero se srečamo v svetu, je del V / C (odpoklic, C = 300.000 kilometrov na sekundo) razlikuje zelo malo od tal, in se vrnemo v znano in udobno svetu šolskih mehanike.
Kljub temu je treba upoštevati učinke relativnosti, na primer, ko sinhronizacijo ure na GPS satelitov, s prizemnim sistemom za natančno sistem dela položaja. Poleg tega upočasnjuje časovnem smislu je preiskava osnovnih delcev. Mnogi od njih so nestabilni in v zelo kratkem času preoblikoval v drugo. Običajno pa so se hitro, preden jih pretvori v točke opazovalca pogledu se raztegne, kar jim omogoča, da se registrirajo in raziskati premakniti, in s tem čas.
Posebna teorija relativnosti je nastala iz potrebe, da hitro uskladiti elektromagnetno teorijo svetlobe z mehaniko (in s hitrostjo konstantno) premikanja telesa. Po selitvi v Nemčiji, Einstein zaključil svojo teorijo splošne relativnosti (GR), ki je dodana k elektromagnetnih in mehanskih pojavov gravitacije. Izkazalo se je, da bo gravitacijsko polje lahko opišemo kot deformacijo prostora in časa, ki ga v velikem telesu.
Ena od posledic ukrivljenosti GR je pot žarka, ko svetlobni prehaja v bližini veliko maso. Prvi poskus na eksperimentalnem preverjanju splošne teorije relativnosti naj bi potekal poleti leta 1914 pod nadzorom Sončev mrk v Krim. Vendar pa je bila nemška ekipa astronomov interniran v zvezi z vojno. To je na nek način shranjene BRT ugled, ker v tem trenutku teorija vsebovane napake in dal napačno napoved kota upogiba nosilca.
Leta 1919, v času sončnega opazovanje mrka na otoku Principe off zahodni obali Afrike je britanski fizik Arthur Eddington lahko potrdijo, da je svetloba zvezda (je bil viden tudi dejstvo, da sonce ni zasenčilo), mimo Sonca je odklon točno pod kotom, ki napovedujejo enačbo Einstein.
Otvoritev Eddington je Einstein zvezda.
Sedmi dan novembra 1919, na vrhuncu pariške mirovne konference, ko je vsa pozornost, se zdi, se morajo osredotočiti na to, kako bo svet obstaja po prvi svetovni vojni, je časopis London Times je prišel ven z uvodniku: "Revolucija v znanosti: novo teorijo vesolja, Newtonovi ideje poraženi. "
Novinarji zasleduje Einstein povsod, nadlegujejo zahteve razložiti teorijo relativnosti na kratko, in dvorane, kjer Dal javnih predavanj, so bile napolnjene s (v tem primeru, v skladu s sodobniki, Einstein ni bil zelo dober predavatelj; študenti imeli malo razumevanja bistva predavanja, ampak še vedno je prišel, da vidim slaven).
Leta 1921 je Einstein skupaj z angleškim biokemik in bodočega predsednika Izraela Chaim Weizmann Šel sem na predavanje ogled Združenih držav za zbiranje sredstev za podporo judovskih naselij v Palestina. Po The New York Times, "The Metropolitan Opera je bila zasedena vsa mesta iz orkester do zadnje vrstice galorki, na stotine ljudi, ki stojijo na prodajnem mestu." Dopisnik je poudaril: "Einstein je govoril nemško, vendar želijo videti in slišati osebo, ki dopolnjuje znanstvene koncept vesolja z novo teorijo prostora, časa in gibanja, zasedli vse sedeže dvorana. "
Kljub uspehu javnosti, je bila znanstvena teorija skupnost relativnosti sprejeli z velikimi težavami.
Od leta 1910 do 1921 progresivnimi mislečimi kolegi desetkrat nominiran Einstein za Nobelovo nagrado za fiziko, vendar konzervativno vsakič, ko je odbor za Nobelovo zavrnil, sklicujoč se na dejstvo, da je teorija relativnosti še ni prejela dovolj poskusno Potrditev.
Po odpravi, Eddington je vse začelo, da bi večji škandal, in leta 1921, še vedno ni prepričan, člani odbora so elegantno rešitev - nagrado Einstein nagrado, ni omenil teorijo relativnosti, in sicer: "Za storitev teoretične fizike in še posebej za odkritje pravo fotoelektrične učinek. "
Arijski fizika proti Einstein
priljubljenost Einsteinova na zahodu povzročilo bolečo reakcijo kolegov v Nemčiji, ki so bile skoraj izoliranih po militantne manifest 1914 in porazu v prvi svetovni vojni. Leta 1921 je bil Einstein edini nemški znanstvenik, ki je prejel vabilo na svetu Solvay Fizika kongres v Bruslju (ki je, kljub temu, prezrta v prid potovanja v ZDA z Weizmann).
Ob istem času, kljub ideološkim razlikam, z večino domoljubnih kolegov Einstein uspelo ohraniti prijateljske odnose. Toda študenti in znanstveniki ekstremne desničarske, Einstein pridobil ugled kot izdajalca, ki zavre nemško znanost zašel.
Eden od predstavnikov tega krila je bil Philipp Lenard. Kljub temu, da je leta 1905 za eksperimentalno študijo elektronov, ki se je zaključilo fotoefekt, Lenard prejel Nobelovo nagrado za fiziko, je trpela zaradi dejstva, da je njegov prispevek k znanosti ne priznavajo dovolj stopnja.
Prvič, leta 1893, je sposodil cev razrešnice domače rentgenski, in leta 1895, Rentgenski odkrili, da so cevi za praznjenje oddajajo doslej neznana znanosti žarkov. Leonard je prepričan, da mora biti odprtina vsaj šteje kot spoj, ampak vse slava odkritje in Nobelovo nagrado za fiziko leta 1901 odšel v eno rentgen. Lenard je ogorčen in omenjeno, da je mati-žarki, medtem ko se je rentgenska je le babica. V tem primeru je očitno, v odločilnih poskusih rentgenske cevi Lenard še vedno ne uporablja.
Po drugi strani je bil Lenard precej užaljen britanski fizik. Je izpodbijala prednost odkritja elektronov v Thomson in obtožil britanski znanstvenik, ki je nepravilno nanaša na njegovo delo. Lenard ustvaril model atoma, ki se lahko šteje, da je predhodnik modela Rutherford, vendar ni bil pravilno označen. Ni presenetljivo, Leonard imenuje Angležem narod sebičnih in goljufivimi trgovci, in Nemci, nasprotno - narod junaki in po prvi svetovni vojni, ponudil, da poskrbi za britansko intelektualno Continental blokada.
Tretjič, je Einstein lahko teoretično razložiti fotoelektrično učinek, in Lenard leta 1913, še pred polemiko v zvezi z vojno, ga je celo priporočljivo za profesorja. Toda Nobelova nagrada za odkritje prava fotoefekt leta 1921 dal en Einstein.
V začetku 20-ih na splošno so bili težki časi za Lenard. Cesar se je spopadel z levičarskih idej z navdušenjem s strani študentov in javnosti je bilo, ko ponižan, po umoru judovskih liberalne politike izvora, in nemški zunanji minister Walter Rathenau zavrnil dip zastavo njegovega inštituta stavbe Heidelberg.
Njegovi prihranke vlagajo v dolžniške vrednostne papirje vlade, so spali zaradi inflacije, in leta 1922 zaradi posledic podhranjenosti med vojno, po smrti svojega edinega sina. Lenard postal verjame, da so problem Nemčije (vključno z nemško znanost) rezultat judovske zarote.
Tesni sodelavec Lenard v tem času postal Johannes Stark, Nobelovo nagrado za fiziko leta 1919, prav tako ponavadi kriva svoje neuspehe v mahinacij Judov. Stark po vojni, v nasprotju z liberalno Physical Society organizira konservativno "nemško strokovno Community College učitelji ", s katerimi je poskušal nadzor financiranja raziskav in imenovanje do znanstvenih in učnih položajih, vendar se ne Uspelo mu je. Po tem zaščititi podiplomski študent leta 1922, Stark je dejal, da je obkrožen z občudovalci Einstein, in odstopil z mesta univerzitetnega profesorja.
Leta 1924, šest mesecev po Beer Hall puča v Grossdeutsche Zeitung časopis objavil članek Lenard in Stark, "Hitler in duhu znanosti." Avtorji primerjavi Hitlerja s takimi velikani znanosti kot Galileo, Kepler, Newton, in Faraday ( "Kaj sreče, da je genij v mesu živi med nami! «), pa tudi pohvalil arijsko genij in obsodil njegovo dekompozicije Judovstvo.
Po Lenard in Stark, znanost škodljiv židovski vpliv se kaže v novih področij teoretične fizike - količinskega mehanika in teorija relativnosti, ki zahteva zavrnitev starih idej in uporabo zapleten in ne poznajo matematični aparat.
Za starejše generacije znanstvenikov, tudi tiste nadarjene kot Leonard, je bil izziv, da so bili nekateri sposobni sprejeti.
Lenard nasprotovali "judovske", to je, teoretična fizika "arijski", da je eksperimentalni, in zahteval, da se je nemška znanost osredotočila na slednje. V predgovoru h knjigi »nemški fizike", je zapisal: »nemški fizik? - Vprašajte ljudi. Lahko bi tudi rekli, arijske fizike ali fizika nordijske ljudje opozorijo na nepravilnosti fizike, fizike tistih, ki temelji na študij naravoslovja. "
Za dolgo časa, "Arijska fizika" Lenard in Stark ostal obroben pojav, in različne fizike Izvor ukvarjalo v Nemčiji, teoretične in eksperimentalne raziskave najvišje raven.
Vse se je spremenilo, ko je leta 1933 postal kancler Nemčije Adolf Hitler. Einstein, ki je bil v tistem času v Združenih državah Amerike, zavrnil nemško državljanstvo in članstvo v akademiji znanosti in akademija predsednik Max Planck pozdravil odločitev: "Kljub globoki prepad med našimi političnimi pogledi, bo naša osebna prijateljstvo vedno ostajajo nespremenjene," - je zagotovljena Einstein je osebni korespondenco. Vendar pa so nekateri člani Akademije moti dejstvo, da Einstein ni imel časa demonstrativno izključeni iz nje.
Kmalu Johannes Stark postal predsednik fizikalno-tehničnega inštituta in nemško Research Foundation. V naslednjem letu je Nemčija levo četrtino vseh fizikov in teoretično fiziko pol.