1900年大學畢業之後,由於愛因斯坦給教授的印象不佳,使他沒能如願留校擔任助教。失業兩年後,他在瑞士的專利局謀得一份工作,職務是對所有的發明作初審,並將每一件發明的細節,用清晰而有系統的文字表達出來,這是一件很不容易的事,卻使他有機會學到新奇的觀念,對於任何提出的假設,都能很快的把握住要點和結果。
1905年,愛因斯坦26歲,在沒有任何名師指導,缺乏研究的儀器和資料下,他利用一切空餘的時間,完成了4篇革命性的論文。其中一篇《分子大小的新測定法》為他贏得了博士學位;另外其它三篇分別是:第一篇是解釋「光電效應」的文章。由一個嶄新的角度來探討光的輻射和能量,他認為光是由分離的粒子所組成。17年後這篇論文使他獲得諾貝爾獎。
第二篇是證明膠體溶液中的「布朗運動」。1827年英國植物學家布朗做了一個實驗,他將花粉灑在水裡,然後用顯微鏡觀察,發現花粉不斷在舞動,這種現象稱為布朗運動。愛因斯坦以獨特的眼光分析是微小的水分子在作祟,還利用數學方法計算出分子的大小和亞佛加厥常數,證明分子的存在。3年後,法國物理學家佩蘭通過實驗印證了愛因斯坦的理論。
最重要的一篇《論運動物體的電動力學》,就是所謂的「狹義相對論」,愛因斯坦在論文中提出了兩個原理: 光速恆定 以及 相對性原理
這兩條原理有著驚人的推論,它根本地改變了牛頓的時空觀、改變了人類對宇宙的看法,將牛頓定律視為一個特殊例子,只有在速度很慢時才適用。
狹義相對論的問題發表後,愛因斯坦著手廣義相對論的問題,整整思考了八年。廣義相對論實質上是萬有引力的問題,愛因斯坦在大學時代同學格羅斯曼的幫助下掌握了數學形式,並用於表達他的物理思想。1913年,他們合作發表了論文《廣義相對論和引力理論綱要》,1916年3月,發表了總結的論文:《廣義相對論基礎》,在這篇僅60頁的文章裡,愛因斯坦假定重力不是一個力,而是在時空連續體(space-time continuume)中一個扭曲的場,而這個扭曲是由於質量存在造成的。這篇論文被認為是20世紀理論物理研究的最高峰。
愛因斯坦不尋常的主張,自然引起了爭論,幸好理論終於找到機會驗證:1919年5月29日有一次日全蝕,利用廣義相對論計算星光經過太陽邊緣時產生的偏折,會比傳統牛頓力學計算的大上一倍。英國天文學會派遣了兩支觀察隊,一支到巴西,一支到西非進行觀察測量,來驗證愛因斯坦的理論是否正確,全世界的科學家都屏息以待。此時,愛因斯坦的好友普朗克(量子力學創始者)徹夜未眠,急著想知道觀測結果,而愛因斯坦卻信心十足,安心的去睡覺,他說:「如果普朗克真正瞭解廣義相對論,那麼他一定跟我一樣,安心地睡大覺了!」
結果觀察隊的觀察證實了愛因斯坦的預測,這馬上成為所有媒體的頭條新聞,轟動了全世界,一般大眾也開始認定愛因斯坦是世界級的人物。
愛因斯坦的後半生,可以說是奉獻給兩件事:一是「統一場論」的發展,一是倡導世界和平。
1922年11月,瑞典皇家科學院決定,諾貝爾物理獎必須頒給對人類有重大用途的新發現者。但是沒有人敢肯定他的相對論是否是個新發現,至於這個理論對人類是否有用,更是莫衷一是,甚至成為眾多攻擊的焦點。於是瑞典皇家學院想出一個變通的方法,頒獎給愛因斯坦。得獎理由十分簡單扼要:
「此獎頒給愛因斯坦,因為他對光電理論及理論物理學上的重大頁獻。」
1933年為了抗議希特勒的法西斯獸行,愛因斯坦毅然決然下了決定:只要納粹政權存在一天,他就永不返回德國。納粹政府也沒收了他在德國境內的所有財產,使他變得一無所有。於是愛因斯坦舉家遷往美國的普林斯頓,應聘為普林斯頓高等研究院教授。
在1955年4月18日午夜,在普林斯頓醫院的愛因斯坦呼吸困難,主動脈瘤破裂導致大溢血,與世長辭,享年七十六歲。
他死時像生時那樣寧靜平淡,沒有病痛、沒有傷感、沒有悔恨,只是靜靜的讓死亡降臨。愛因斯坦的女兒曾經說過:
「甚至在他死時,也教我們如何生。」
相對論是愛因斯坦對物理學所做的最大貢獻,相對論打開了人類的眼界,使人們獲得了去探究宇宙奧秘的方法,提升了人們認識宇宙的能力。
愛因斯坦曾說道:「牛頓先生,很抱歉推翻了您的理論,不過您的成就是您那個時代一個人的智力和創造力所能達到的顛峰,您所創造的許多觀念直到今日都仍在引導我們的物理思維。雖然我們知道,當我們對宇宙萬物有了更深入的瞭解以後,這些觀念將會被一些更抽象的新觀念所取代。」
也許將來某一天,會有一位少不更事的科學家說道:「愛因斯坦先生,很抱歉推翻了您的理論,不過您的成就是您那個時代一個人的智力和創造力所能達到的顛峰.....」
參考資料:
http://www.bud.org.tw/museum/s_star06.htm
http://www.mr-wang.idv.tw/men-001/see.asp?oneid=17&passed=&upd=15&sql1=
http://ds.k12.edu.tw/1000312645/homework/k12-2-2.htm#愛因斯坦
<<從故事看科學>>
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