狭义相对论的创立和爱因斯坦的科学思想

马沁

（西南财经大学证券与期货学院金融学）

摘要：从迈一莫实验与相对论的创立的关系，对爱因斯坦创立相对论的思想过

程及其科学思想等进行了分析说明.

1.引言

1905年3月，一个26岁的瑞士专利局技术员在德国的《物理年报》登出了论文《关于光的产生和转化的一个启发性观点}，文中解决了经典物理学无法解释的光电效应；4月，他完成了《分子大小的新测定法；5月，他完成了《热的分子运动论所要求的静液体中悬浮粒子的运动》等两篇关于布朗运动的研究论文6月，他完成论文《论运动物体的电动力学》，创立了狭义相对论。他就是著名的物理学阿尔伯特.爱因斯坦(Albert. Einstein)。在这短短的几个月时间，爱因斯坦在科学研究上取得了突破性成就，特别是狭义相对论的创立，改变了牛顿力学的时空观念，创立了一个全新的物理学世界。100年过去了，爱因斯坦在狭义相对论、广义相对论等方面的成就，在科学史上留下了不朽的丰碑.爱因斯坦的科学思想，以及他对哲学、宗教、教育、和平等问题的独到见解，又使他成为一位思想家，他的许多观念对科学、哲学和社会的发展产生了巨大的影响.鉴于这些影响，了解相对论的创立背景，客观地描述历史，客观地评价爱因斯坦的科学成果和科学思想是极其必要的。

2.“以太凤”的观测实验

笛卡儿1644 年发表的《哲学原理》中引用了以太的概念。1678 年惠更斯把光振动类比于声振动，看成是以太中的弹性振动。1800 年以后由于波动说的成功，以太说重新抬头。在波动说的支持者看来光既然是一种波，那么必然存在着光波传播的媒质光以太。随着电磁学的发展，以太在电磁学中也获得了地位。麦克斯韦设想用以太的力学运动对电磁现象做出解释。电磁波以光速传播的预言被证实后，使以太的存在在物理学界获得了广泛的承认。既然光(电磁波)相对于以太的速度是各向同性的，而且恒等于C，那么人们就可以通过在不同的实验室(如地球)里观察光在不同方向速度的差异，即观测“以太风”以判定实验室相对于静止以太的运动状态，并反过来确定以太的存在。这样“以太漂移”的实验观测，就被广泛地进行着。

英国天文学家布雷得利为了寻找地球公转所引起的恒星视差，从1725 年12 月到1726年12月持续进行观察，发现恒星表观位置在一年内确有变化.这就是所谓的"光行差"现象.这可以看作是探索"以太漂移"的早期观测。菲涅耳于1818 年认为，地球是由多空的物质构成的，以太在其中穿过几乎不受什么阻碍，以太也许可以假定是静止的，要是这样，光行差现象便可以简单地加以说明问。如果真如此，根据日常经验，坐在行驶着的汽车上的人，即使当时没有风，他也会感到有气流从脸旁吹过，这一经验恰巧暗示了科学家探测以太存在的证据——以太风。

1851 年的斐佐实验结果表明，空气对以太可能没有拖曳作用。也就是说，在空气中进行光学实验，仍然可以把以太看作绝对静止的参照系，从而测量地球的绝对运动“仍有可能”。初期探测以太运动的失败并未动摇物理学家对以太存在的信念。1881年迈克尔孙设计了精

密度极高的迈克尔孙干涉仪，实验的结果表明以太被地球完全拖曳，或者根本不存在以太。该实验的零结果引起了科学界的震惊，开尔文把它描述为笼罩在十九世纪光的动力理论上的阴云。

3.迈一莫实验与相对论的创立

初学狭义相对论的人往往认为迈克尔逊(Michelson)—莫雷(Morley)实验是相对论的实验基础和出发点，甚至有的教科书也这么说。但是在爱因斯坦的《论运动物体的电动力学》一丈里，根本没有提及这一实验，而只是模糊地提及了这一类实验。这是为什么呢？是爱因斯坦不知道这一实验，还是另有原因？回答这一问题还要从迈—莫实验的背景、目的和结果进行分析、由于牛顿力学的巨大成功，当时的物理现象都是用力学模型加以解释的。在麦克斯韦方程组建立后，科学家们开始寻找真空中电磁披传播的力学模型一一以太。早在1725年，英国的天文学家布莱克雷(James Bradley)发现的"恒星光行差"可以证明地球并不拖动着以太运动，即以太是静止的。这样以太就可以为牛顿力学提供一个相对静止的参照系，地球相对于以太以一定的速度运动。迈—莫实验的目的就是要证明以太的存在。

这一实验麦克尔逊1881年就开始做了，通常说的迈—莫实验是指1887年他俩合作的那次。虽然实验设计很精巧，而且反复实验了多次，但是始终没有预期的结果，即寻找绝对参照系的企图失败了。这引起了当时科学界的震惊，难道以太并不存在？麦克斯韦方程组的以太解释，以及经典物理学赖以建立的绝对时空受到了严重挑战。

后来，斐兹杰惹(Fizgerald)于1892年对这一现象给出了他的解释。他认为以太理论是正确的，只是迈氏干涉仪沿地球运动方向的一臂缩短，使其恰好补偿了光沿两臂不同的有效速度造成的光程差，从而使两种效应抵消了.这就是斐兹杰惹—洛仑兹(Lorentz)运动收缩假设，这一假设在以太论的基础上对迈一莫实验的零结果给出了解释。由此可见，迈氏实验的零结果既可以用以太论来解释，也可以用相对论来解释。这一实验既不能否定光速不变，也不能肯定光速可变.这就是说，迈氏实验对相对论来说，逻辑上是不必要的。所以，认为迈氏实验是相对论的实验基础的看法是欠妥的。那么相对论是不是不需要实验基础呢？不是的，它的基础是半个多世纪的大量事实，这些事实只有用相对论来预见和解释，并可证明光速不变假设和相对性原理是正确的，其中比较著名的实验有:验证光速不变原理的实验、验证时间膨胀效应的实验、有关缓慢运动物体的电磁现象的实验、验证质量对速度的依赖关系的实验。

爱因斯坦提出狭义相对论以后，运用狭义相对论可以非常圆满地解释迈—莫实验的零结果。相对论的一个基本假设是相对性原理一一所有物理定律在惯性系中都成立。地球可以视为一高度近似的惯性参照系，所以实验肯定不会有预期的效应。对迈氏实验的公正评价，正如爱因斯坦自己所说的，“迈克尔逊的这项工作是他对科学知识的不朽贡献，它的伟大之处在于以巧妙的方法达到了测量所要求的很高的精度，同样，也在于对问题大胆而清晰的表述.这一贡献，对于不存在绝对运动，因而也对于狭义相对论原理，是一个有力的论证……”，“在我的思维发展中，迈克尔逊的结果对我并没有产生多大影响。我甚至不记得，在我写这个题目的第一篇论文时(1905年)，究竟是否知道它，对此的解释是，根据一般的理由，我坚信绝对运动是不存在的，而我所考虑的问题仅仅是这种情况如何能够同我们的电动力学知识协调起来。因此，人们可以理解，为什么在我本人的努力中，迈克尔逊实验没有起什么作用，至少没起决定性作用。”

1915年11月25日，爱因斯坦把题为“万有引力方程”的论文提交给了柏林的普鲁士科学院，完整地论述了广义相对论。在这篇文章中他不仅解释了天文观测中发现的水星轨道近日点移动之谜，而且还预言：星光经过太阳会发生偏折，偏折角度相当于牛顿理论所预言的数值的两倍。第一次世界大战延误了对这个数值的测定。1919年5月25日的日全食给人们提供了大战后的第一次观测机会。英国人爱丁顿奔赴非洲西海岸的普林西比岛，进行了这

一观测。11月6日，汤姆逊在英国皇家学会和皇家天文学会联席会议上郑重宣布：得到证实的是爱因斯坦而不是牛顿所预言的结果。他称赞道“这是人类思想史上最伟大的成就之一。爱因斯坦发现的不是一个小岛，而是整整一个科学思想的新大陆。泰晤士报以“科学上的革命”为题对这一重大新闻做了报道。消息传遍全世界，爱因斯坦成了举世瞩目的名人。广义相对论也被提高到神话般受人敬仰的宝座。

从那时以来，人们对广义相对论的实验检验表现出越来越浓厚的兴趣。但由于太阳系内部引力场非常弱，引力效应本身就非常小，广义相对论的理论结果与牛顿引力理论的偏离很小，观测非常困难。七十年代以来，由于射电天文学的进展，观测的距离远远突破了太阳系，观测的精度随之大大提高。特别是1974年9月由麻省理工学院的泰勒和他的学生赫尔斯，用305米口径的大型射电望远镜进行观测时，发现了脉冲双星，它是一个中子星和它的伴星在引力作用下相互绕行，周期只有0.323天，它的表面的引力比太阳表面强十万倍，是地球上甚至太阳系内不可能获得的检验引力理论的实验室。经过长达十余年的观测，他们得到了与广义相对论的预言符合得非常好的结果。由于这一重大贡献，泰勒和赫尔斯获得了1993年诺贝尔物理奖。

狭义相对论建立以后，对物理学起到了巨大的推动作用。并且深入到量子力学的范围，成为研究高速粒子不可缺少的理论，而且取得了丰硕的成果。然而在成功的背后，却有两个遗留下的原则性问题没有解决。第一个是惯性系所引起的困难。抛弃了绝对时空后，惯性系成了无法定义的概念。我们可以说惯性系是惯性定律在其中成立的参考系。惯性定律实质是一个不受外力的物体保持静止或匀速直线运动的状态。然而“不受外力”是什么意思?只能说，不受外力是指一个物体能在惯性系中静止或匀速直线运动。这样，惯性系的定义就陷入了逻辑循环，这样的定义是无用的。我们总能找到非常近似的惯性系，但宇宙中却不存在真正的惯性系，整个理论如同建筑在沙滩上一般。第二个是万有引力引起的困难。万有引力定律与绝对时空紧密相连，必须修正，但将其修改为洛伦兹变换下形势不变的任何企图都失败了，万有引力无法纳入狭义相对论的框架。当时物理界只发现了万有引力和电磁力两种力，其中一种就冒出来捣乱，情况当然不会令人满意。

爱因斯坦只用了几个星期就建立起了狭义相对论，然而为解决这两个困难，建立起广义相对论却用了整整十年时间。为解决第一个问题，爱因斯坦干脆取消了惯性系在理论中的特殊地位，把相对性原理推广到非惯性系。因此第一个问题转化为非惯性系的时空结构问题。在非惯性系中遇到的第一只拦路虎就是惯性力。在深入研究了惯性力后，提出了著名的等效原理，发现参考系问题有可能和引力问题一并解决。几经曲折，爱因斯坦终于建立了完整的广义相对论。广义相对论让所有物理学家大吃一惊，引力远比想象中的复杂的多。至今为止爱因斯坦的场方程也只得到了为数不多的几个确定解。它那优美的数学形式至今令物理学家们叹为观止。就在广义相对论取得巨大成就的同时，由哥本哈根学派创立并发展的量子力学也取得了重大突破。然而物理学家们很快发现，两大理论并不相容，至少有一个需要修改。于是引发了那场著名的论战：爱因斯坦VS哥本哈根学派。直到现在争论还没有停止，只是越来越多的物理学家更倾向量子理论。建立了广义相对论以后，爱因斯坦后来的约四十年的时间都用来探索统一场论，试图把引力和电磁力统一起来，以完成物理学的完全统一。刚开始几年他十分乐观，以为胜利在握；后来发现困难重重。当时的大部分物理学家并不看好他的工作，因此他的处境十分孤立。虽然他始终没有取得突破性的进展，不过他的工作为物理

学家们指明了方向：建立包含四种作用力的超统一理论。目前学术界公认的最有希望的候选者是超弦理论与超膜理论。

4.爱因斯坦创立相对论的思想过程

早在青年时代，爱因斯坦就开始思考一些看似天真、幼稚，却是十分大胆、具有创造性的问题.正是对这些问题的思考，最终引起了物理学的变革。16岁时，他曾自问：若他能以光速运动，将会出现怎样的结果呢？按照牛顿力学，无论一个人受力多么小，只要加速的时间足够长，原则上这人最终可以达到、甚至超过光速。假设开始时，人是静止的，有一列波从他旁边运动，那么这波应该呈规则的峰谷交替的振荡形式。现在人以波速运动，方向与波的传播方向相同，波的振动现象就会消失，但麦克斯韦方程组并没有提供这一可能性。那么，有两种可能：①方程组有错误；②观察者不能以光速运动。

正当其他科学家致力于对麦氏方程组做出力学解释(即以太解释)的时候，爱因斯坦敏锐地认识到，假若观察者以光速运动，必然违反相对性原理。他举了一个绝妙的例子：假若一个人看着一面用电灯照亮的镜子，人是可以从镜子中看到自己的；若此人和镜子以光速运动，根据牛顿力学，电灯的光线永远不能到达镜子，该人在这个速度上也就从镜子里看不到自己，这就违背了相对性原理。也就是说，允许使观察者加速到光速的牛顿力学，与电磁理论中的相对性原理不可能协调起来，而前者是错误的，错误的原因在于认为存在绝对时空。所以，爱因斯坦首先抛弃了以太的概念.在他1905年的论文中，唯一提及以太的话是“光以太的引人将被证明是多余的，因为按这里的阐述，并不需要一个绝对静止的空间。”同时，他把相对性原理和光速不变原理作为相对论的基本假设，由此推翻了绝对时空观的认识论。应该指出的是，人们根据一个科学家的生活和思想来叙述科学史的时候，常常给人一种错觉，仿佛只有他一个人认识到和解决了一切基本问题，这是不符合历史事实的。在爱因斯坦研究相对论的有关问题时，与他同代的一些科学家也在思考。只是由于他们在经典物理学方面，懂得的东西和获得的利益太多了，使他们没有勇气突破它而落伍。1904年，洛仑兹就发表了“在任何低于光速运动系统中的电磁现象”一文。他在论文中指出，物体运动时会发生收缩，并给出著名的洛仑兹变换。这一表达形式与爱因斯坦给出的变换极相似。但是，二者却有本质区别，洛仑兹给出的变换，其前提是错误的，它建立在绝对时空观的基础上，承认以太的存在。

另外，彭加勒在1904年圣路易国际艺术和科学大会上，所做的“数学物理学的原理”一文的演讲中，也己清楚地陈述了“相对性原理”。根据这一原理，不管对于一个固定不动的观察者还是对于一个均匀平移着的观察者来说，各种物理现象的规律应该是相同的；因此，我们既没有也不可能有任何方法来判断我们是否会处于匀速运动中。但是，他又说相对性原理被解释为“数学家今天不得不努力追求的东西”这就使他的思想同爱因斯坦的思想区分开来。虽然他指出的“同时性”分析同爱因斯坦指出的“同时性”很接近，还简化了洛仑兹变换的推导，并把它构成一个群一一彭加勒群.可是他所有研究的大前提仍然是存在着一个绝对静止的参照系，因而他也没有能够取得理论上的根本突破。

尽管洛仑兹、彭加勒等人的工作与爱因斯坦的相对论的结果截然不是一种观点，但形式上如此相似，是否说明爱因斯坦在创立相对论的过程中，受到了这些结论的启发？那么为什么他在1905年的论文中一点也未提及这些科学家及其成果？我们不妨从他的个人经历开始考察，正当迈克尔逊—莫雷实验吸引着爱因斯坦同代的科学家的时候，他本人却在为工作发愁。毕业不久，他在苏黎世附近的温特尔的一个中等技术学校当临时教员，干了几个月就不得不离开那里。后来，应征到一所寄宿学校当教师，干了一段时间又被解雇了。1901年，他申请到伯尔尼专利局作检验工作，1902年6月才被录用。并且在那里一干就是7年。在

他发表相对论的第4年，即1909年，他才到苏黎世工业大学担任教学任务，他当时的名义只是专利局的-名三等技师，而且当时的苏黎世工业大学也是相当闭塞的，甚至连麦克斯韦方程组也未列入讲授内容之中。所以，在他的论文发表之前，他没有接触同代科学家的研究成果就不足为奇了。

5.爱因斯坦的科学思想

4.1 坚持科学的唯物主义观念爱因斯坦在研究中始终以实验事实为出发点，而不是以先验的概念、规律为出发点。所以当有人对迈—莫实验震惊、失望时，他只将其作为一种实验事实接受下来，他认为理论不应该只起源于思辨，理论应符合观察到的事实。同样，他认为牛顿的“绝对时间”概念不是实验事实，不能被观察到.所以他认为对“同时”的概念必须借助于尺子、时钟和假想、实验重新定义。正是这种用实验事实重新对时间、空间定义的思考，给物理学带来了从根本上的改变。

4.2 坚持物质世界的同一性思想爱因斯坦一直深信自然界的同一性，他的《论运动物体的电动力学》开始提出的问题就是：麦氏方程在伽利略变换下不是对称(不协变)的。即牛顿力学下成立的伽利略变挟，在电动力学中不成立。其原因是建立这一变换的基础，牛顿的绝对时间、绝对空间出现了问题。经过时空观念的改变，确立时间和空间的内在联系，利用洛仑兹变换，不对称性就消失了。同样的，狭义相对论建立后，它在惯性系和非惯性系下又出现了不对称性，爱因斯坦敏锐地感觉到下一相对论的时空观改革并不彻底，应该确立时空与运动之间不可分割的关系，这使得爱因斯坦1909年创立了广义相对论，从而解决了参照系不对称的问题。

4.3 具有独立思考、追求真理的探索精神爱因斯坦的成功，在于他对别人习以为常的现象进行独立、深入的思考。时间、空间是物理学及的基础概念，人们对其习以为常，但时间、空间是如何定义的，让们之间有没有练习却少有人考虑。当旧概念和理论与新的现象和理论矛盾时，他没有像众人一样热衷于对新现象的质疑或对旧理论的修补，二十独立分析和判断，从本质上找到问题所在。这也是他能够创立相对论的重要原，因。另外，爱因斯坦为世人敬仰的原因，还在于他的人生观、社会观。《我的世界观》、《社会和人》、《为什么要社会主义》等文章，是爱因斯坦人生观、社会观的代表作。青年时代的爱因斯坦在瑞士生活时，就对物质生活要求不高，有意大利面条加上一点酱他就感到很满意。成名后，他是有条件得到很好的物质享受的，但是他仍保留着简朴无华的生活.相当了解他的英费尔德教授说爱因斯坦把自己的物质需求压缩到最少的限度，正因为如此他才能扩大自己的自由与无拘无束的状态……爱因斯坦谈薄名利、珍惜时间，他不喜欢参加社交活动与宴会，他集中精力专心钻研，不希望宝贵的时间消耗在无意义的社交谈话上，也不想昕那些奉承和赞扬的话。爱因斯坦不仅是一个伟大的科学家，他关心人类的文明和进步，还是个和平主义者。他亲眼目睹了第一次世界大战给人类带来的灾难和毁灭，他也感觉到了又一场世界大战正在德国酝酿，他向德国政府提出抗议，但徒劳无功.第二次世界大战时，他公开谴责德国法西斯的暴行，因此，成为德国纳粹分子追捕的对象。他还谴责日本帝国主义对中国的侵略，他曾两次到上海，共停留了3天。他目睹处于水深火热之中的中国人民，深感同情和不平，认为"这是一个勤劳的，在奴役下呻吟的，但却是顽强的民族晚年，他主张禁用核武器，反对核军备竞赛.临终前，他仍念念不忘公民自由和世界和平。

6.对狭义相对论创立历史的思考

从前面的讨论可以看出，面对19 世纪末实验和理论的冲突，洛伦兹、彭加勒、爱因斯

坦3人采取了不同的态度。洛伦兹的思想从头到尾都固于经典的电磁理论，他的工作是忙于不断地提出新假设去应付越来越多的实验事实，由于他根本就没有考虑到要变革旧理论，于是即使当自己的工作十分接近于革命的时候（t'的提出) 却没有充分意识其重要性。可以说，对哲学缺乏兴趣，而不像彭加勒那样经常从哲学的高度纵观全局，使他在某些方面没有达到彭加勒的认识高度，作为当时科学共同体忠实的一员，同化是至上的，顺应是次要的，这是当时洛伦兹认知结构的特点。

彭加勒和爱因斯坦的差别在于：对动力学的偏爱，使彭加勒无论如何也没有认识到收缩效应仅是一个运动学效应.这一点不仅阻止他向相对论的靠近，而且妨碍了他理解相对论。另一方面，在对待科学与哲学的关系上，彭加勒十分注意哲学对其研究工作的影响，这一点使他站在了比洛伦兹更高的角度上，但由于他很少考虑相反的情况，即考虑科学研究对哲学的影响，使他的物理学思考限于已有的哲学模式(实证主义) ，不可能让思想自由地驰骋。“从哲学上讲，彭加勒认为像相对论性原理和光速不变原理这样的基本原理都是从经验定律提升为公设的约定，它们不需要实验证实，也不能被实验否证；可是在处理具体物理问题时，他又把这两个基本原理视为经验定律，总是对它们放心不下，期待进一步的实验检。”比如1906 年考夫曼（W. kauffmann）宣布关于电子的电磁质量的实验结果（后来证明是错误的）证实了阿伯拉罕（M. Abraham）的电子质量公式，而“与罗伦兹一爱因斯坦的基本假定不相容”。罗伦兹、彭加勒很快放弃了质量随速度变化的猜想。爱因斯坦就不同，他认为科学研究和哲学观点之间应该平衡发展，他重视经验，但又不拘泥于经验，面对考夫曼的实验结果，爱因斯坦认为问题可能在于实验本身不够精确。果然，一年后布雪勒（A. H. Bucherer）用改进的方法测电子质量，得到的结果和罗伦兹一爱因斯坦公式符合甚好。他让理论走在了实验的前头。李醒民先生指出，从方法论上讲，罗伦兹和彭家勒基本上采取经验归纳法，而没有像爱因斯坦那样，顺应科学发展的需要，大胆采取探索性的演绎法。罗伦兹电子论和彭加勒电子动力学都是采用经验归纳法，但这两种理论并不是相对论，因为用传统的归纳法是不可能达到像相对论这样高度思辨演绎体系的问.诚如爱因斯坦所言：“没有一种归纳法能够导致物理学的基本概念。对这个事实的不了解，铸成了19 世纪多少研究者在哲学上的错误。”

7.结论

今年是爱因斯坦逝世56周年.我们很难用有限的话语来悼念这位伟人，但我的眼前常常浮现出前苏联著名学者库兹涅佐夫著的一本书，书名是《爱因斯坦一一生死不朽》，常常浮现出那个有着孩子般眼神，叼着烟斗的慈祥老人，那个不朽的创立了相对论的天才，那个完全抛弃了科学的功利性和目的性，旨在追求“宇宙和谐”的科学巨匠，那个有着简单生活和深邃思想的老人。

8.参考文献

[I] 许良英.爱因斯坦文集[M].北京：科学出版社，1979.56-79

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[7] 昂利·彭加勒.科学与假设[M]. 李醒民译.沈阳=辽宁教育出版社，2001: 118-132.

评爱因斯坦的科学观

评爱因斯坦的科学观提要：本文就爱因斯坦的科学观进行了简要的分析和评论。作者指出，爱因斯坦把科学视为认识过程和认识结果的统一体，他既反对纯粹经验主义的科学观，又反对唯理主义的科学观，而且认为科学的伟大目的在于从尽可能少的公理和事实出发，通过逻辑演绎，概括尽可能多的经验事实。爱因斯坦关于科学的主观性和客观性问题、科学的逻辑的统—问题的思想也是耐人寻味的。两种科学理论(构造性理论和原理理论)的划分、原理理论的结构以及科学体系的层次性的观点，也是爱因斯坦科学观的富有启发性的观点。另外，爱因斯坦关于科学危机与革命的思想，关于科学的物质作用和精神作用对人类事务和历史进程的巨大影响的思想，也是比较深刻的。爱因斯坦是20世纪最伟大的科学革新家，他不仅以其卓著的科学贡献改变了人类的物质生活，而且也以其天才的思想丰富了人们的精神世界。爱因斯坦在从事科学研究的同时，也对科学本身进行了深刻的哲学反思，针对科学及其与之有关的问题发表了许多精辟的见解。本文仅就爱因斯坦的科学观作一简要的评论。 1）科学：它的目的和本性什么是科学(这里主要是指自然科学)?长期以来，这一直是一个众说纷纭的问题。有人认为科学是人类认识活动的结果，是关于自然界的有条理的知识。有人则认为科学是人类认识活动的过程，科学是创造知识而不是知识本身，它意味着一个过程，而不是一堆静态的学说。也有人认为无需给科学下—个严格的定义，因为过于刻板的定义有使精

神实质被阉割的危险。然而，在爱因斯坦看来，要人们对什么是科学得出一致的理解，实际上并不困难。他认为：“科学就是一种历史悠久的努力，力图用系统的思维，把这个世界中可感知的现象尽可能彻底地联系起来。说得大胆一点，它是这样一种企图：要通过构思过程，后验(posterior)地来重建存在。”他还认为：“科学并不就是一些定律的汇集，也不是许多各不相关的事实的目录。它是人类头脑用其自由发明出来的观念和概念所作的创造。”他甚至直截了当地把科学定义为“寻求我们感觉经验之间规律性关系的有条理的思想”([1]，p．253)。显而易见，爱因斯坦关于科学的概念是指认识过程和认识结果的统一体，而没有偏执于一端。而且，他既反对把科学视为对事实材料进行归纳、整理的纯粹经验主义之科学观，也反对把数学知识视为一切知识的原型，从而要想使理性成为关于世界，至少是关于世界中基本事物的知识的源泉之唯理主义的科学观。他在对立的两极保持了必要的张力，这种看法显然是合理的。爱因斯坦进而谈到科学的目的或企图。他说：“科学的目的，一方面是尽可能完备地理解全部感觉经验之间的关系，另一方面是通过最少个数的原始概念和原始关系的使用来达到这个目的。(在世界图像中尽可能地寻求逻辑的统一，即逻辑元素最少。)”([2]，p．344)（请读者注意：这里的“原始概念和原始关系”是指“基本概念和基本关系”）他还说过：“科学是这样一种企图，它要把我们杂乱无章的感觉经验同一种逻辑上贯彻一致的思想体系对应起来。在这种体系中，单个经验

爱因斯坦对量子理论的贡献

爱因斯坦对量子理论的贡献－－量子百年纪念文章高山在纪念量子百年“诞辰”的这一时刻，我们有理由回顾一下它的发现者们艰辛探索的历程，这不仅是对他们的一种充满深深敬意和感谢的缅怀，同时也可以使我们从中获得进一步探索的勇气和力量。本文我们将简要介绍爱因斯坦对量子理论的贡献。 1901年发表第一篇科学文章，关于毛细现象 1905年光量子假说 1906年固体比热理论，指出普朗克量子假说的真实物理含义 1909年光的波粒二象性思想 1916年普朗克公式的重新推导，受激辐射理论 1924年玻色-爱因斯坦统计 1925年对德布罗意物质波思想的支持，促使薛定谔建立波动力学 1926年开始探索通过统一场论来表述完备的量子理论 1927年最早注意到量子力学与相对论的不相容性，开始反对玻尔等人的哥本哈根解释 1935年发表EPR文章，利用定域性假设论证量子力学的不完备性 1952年反对玻姆的隐变量理论爱因斯坦无疑是当代人最熟悉的科学家的名字，他几乎成了科学家的神圣象征。最近，英国《物理世界》杂志评选出有史以来10位最杰出的物理学家，其中名列榜首的就是爱因斯坦。然而，尽管大多数人都知道爱因斯坦创立了相对论，但却并不了解他也曾经对量子理论做过同样，甚至更大的贡献。本文我们将主要介绍爱因斯坦对量子理论的贡献。量子的真正发现者 1900年，普朗克在对黑体辐射的研究中第一个猜测到量子的存在。这一年的12月14日，普朗克在德国物理学会会议上提出了能量量子化假说，根据这一假说，在光波的发射和吸收过程中，发射体和吸收体的能量变化是不连续的，能量值只能取某个最小能量元的整数倍。然而，在普朗克的分析中，他只是将能量量子化作为一种方便的计算手段，而并没有赋予它真实的物理意义，更没有意识到能量量子化与经典力学及经典电动力学基础的根本背离。在能量量子化假说提出之后，普朗克本人一直试图利用经典的连续概念来解释辐射能量的不连续性。此时，是爱因斯坦最早认识到普朗克量子假说的非经典特征，即能量的量子化假设与麦克斯韦电磁场理论是不相容的，并将这一假说大胆地应用到物理学的其他领域中，如光电效应（1905），固体比热（1906），光化学现象(1912)，理想气体的玻色-爱因斯坦统计（1924）等。为此，科学史家库恩甚至将爱因斯坦，而不是普朗克称为量子的发现者。此外，爱因斯坦第一个指出了普朗克推导中的逻辑不一致性（1906），即同

爱因斯坦的故事30则完整版

《爱因斯坦的故事》爱因斯坦的故事（1）：诙谐相对论一次，一群青年学生包围了从德国移居美国的爱因斯坦的住宅，要他用最简单的话解释清楚他的相对论。当时，据说全世界只有几个科学家看得懂他关于相对论的著作。爱因斯坦走出住宅，对这些青年说：比方这么说你同一个美丽的姑娘坐在火炉边，一个钟头过去了，你觉得好像只过了5分钟！反过来，你一个人孤单地坐在热气逼人的火炉边，只过了5分钟，但你却像坐了一个小时。喏，这就是相对论！爱因斯坦的故事（2）：迷路一天，斯顿高级研究所主任办公室的电话骤然响了起来，女秘书拿起话筒，听到电话里的声音：你能否告诉我，爱因斯坦博士住在哪儿?秘书回答，她不能奉告，因为要尊重爱因斯坦博士的意愿，他不愿自我的住处受到打扰。这时电话里的声音降低到近乎耳语般地说请你不要告诉任何人，我就是爱因斯坦，我正要回家，但是找不到家了。原先，爱因斯坦参加科学讨论会回来，路上一心思考着讨论的问题，不知不觉地迷了路（刚到普林斯顿）。爱因斯坦的故事（3）：职业模特儿一头乱蓬蓬的白发，一张布满皱纹的脸。一撮横七竖八翘起的胡子，一双浅棕色陷入深思的眼睛这是艺术家为我们留下的爱因斯坦的形象。爱因斯坦性情温和，心地善良，从来不忍心拒绝摄影师、画家、雕塑家的请求。然而，要应付络绎不绝的艺术家，摆出他们所需要的各种姿态实在花费了他的很多时光。有一次，一位萍水相逢的客人问及他的职业时，他毫不思考地回答道：职业模特儿! 爱因斯坦的故事（4）：国籍的归属

20世纪30年代，爱因斯坦有一次在巴黎大学演讲说：如果我的相对论证实了，德国会宣布我是个德国人，法国会称我是世界公民。但是，如果我的理论被证明是错的，那么，法国会强调我是个德国人，而德国会说我是个犹太人。（韩国人说：别争了，爱因斯坦祖籍韩国）爱因斯坦的故事（5）：谈笑对批判 1930年，德国出版了一本批判相对论的书，书名叫做《一百位教授出面证明爱因斯坦错了》。爱因斯坦闻讯后，耸耸肩道：100位？干吗要这么多人？只要能证明我真的错了，哪怕是一个人出面也就足够了。爱因斯坦的故事（6）：记忆也过人爱因斯坦在美国演讲，有人问：你可记得声音的速度是多少？你如何记下许多东西？爱因斯坦简单答道：声音的速度是多少，我务必查辞典才能回答。因为我从来不记在辞典上已经印着的东西，我的记忆力是用来记忆书本上没有的东西。爱因斯坦的故事（7）：宴会的故事爱因斯坦出席了一次为他举办的正式宴会，男宾都打领带，女宾都穿裸肩的礼服。他的太太因感冒未曾参加，见爱因斯坦回家，就急忙询问宴会的情形。于是，爱因斯坦告诉她，今晚有哪些著名的科学家出席。太太打断他的话，问：不要管那些，你告诉我太太们穿的什么衣服？我可真的不明白，爱因斯坦认真地回答，从桌子以上的部分看，她们没有穿什么东西。而在桌子以下的那部分，我可不敢偷看。爱因斯坦的故事（8）：

爱因斯坦的科学贡献

爱因斯坦对科学的贡献量子论 1905年3月写的论文《关于光的产生和转化的一个推测性的观点》，把普朗克1900年提出的量子概念扩充到光在空间中的传播，提出光量子假说，认为：对于时间平均值（即统计的平均现象），光表现为波动；而对于瞬时值（即涨落现象），光则表现为粒子。这是历史上第一次揭示了微观客体的波动性和粒子性的统一，即波粒二象性。以后的物理学发展表明：波粒二象性是整个微观世界的最基本的特征。这篇论文还把L. 玻耳兹曼提出的“一个体系的熵是它的状态的几率的函数”命名为“玻耳兹曼原理”。在论文的结尾，他用光量子概念轻而易举地解释了光电现象，推导出光电子的最大能量同入射光的频率之间的关系。这一关系10年后才由R.A.密立根予以实验证实。“由于他的光电效应定律的发现”，爱因斯坦获得了1921年的诺贝尔物理学奖。分子运动论 1905年4月、5月和12月他写了3篇关于液体中悬浮粒子运动的理论。这种运动系英国植物学家R.布朗于1827年首先发现，称为布朗运动。爱因斯坦当时的目的是要通过观测由分子运动的涨落现象所产生的悬浮粒子的无规运动，来测定分子的实际大小，以解决半个多世纪来科学界和哲学界争论不休的原子是否存在的问题。3年后,法国物理学家J.B.佩兰以精密的实验证实了爱因斯坦的理论预测。这使当时最坚决反对原子论的德国化学家、“唯能论”的创始者F.W.奥斯特瓦尔德于1908年主动宣布：“原子假说已成为一种基础巩固的科学理论。创新纪元的狭义相对论 1905年6月爱因斯坦写了一篇开创物理学新纪元的长论文《论动体的电动力学》，完整地提出狭义相对性理论。这是他10年酝酿和探索的结果，它在很大程度上解决了19世纪末出现的古典物理学的危机，推动了整个物理学理论的革命。为了克服新实验事实同旧理论体系之间的矛盾，以洛伦兹为代表的老一辈物理学家采取修补漏洞的办法，提出名目众多的假设，结果使旧理论体系更是捉襟见肘。爱因斯坦则认为出路在于对整个理论基础进行根本性的变革。他从自然界的统一性的信念出发，考察了这样的问题：牛顿力学领域中普遍成立的相对性原理（力学定律对于任何惯性系是不变的），为什么在电动力学中却不成立？而根据M.法拉第的电磁感应实验，这种不统一性显然不是现象所固有的，问题一定在于古典物理理论基础。他吸取了经验论哲学家D.休谟对先验论的批判和E.马赫对I.牛顿的绝对空间与绝对时间概念的批判，从考察两个在空间上分隔开的事件的“同时性”问题入手，否定了没有经验根据的绝对同时性，进而否定了绝对时间、绝对空间，以及“以太”的存在，认为传统的空间和时间概念必须加以修改。他把伽利略发现的力学运动的相对性这一具有普遍意义的基本实验事实，提升为一切物理理论都必须遵循的基本原理；同时又把所有“以太漂移”实验所显示的光在真空中总是以一确定速度□传播这一基本事实为提升为原理。要使相对性原理和光速不变原理同时成立，不同惯性系的坐标之间的变换就不可能再是伽利略变换，而应该是另一种类似于洛伦兹于1904年发现的那种变换。事实上，爱因斯坦当时并不知道洛伦兹1904年的工作，而且两人最初所提出的变换形式只有在□/□的一次幂上才是一致的;现在所说的洛伦兹变换，实质上是指爱因斯坦的形式。对于洛伦兹变换，空间和时间长度不再是不变的，但包括麦克斯韦方程组在内的一切物理定律却是不变（即协变）的。原来对伽利略变换是协变的牛顿力学定律，必须加以改造才能满足洛伦兹变换下的协变性。这种改造实际上是一种推广，是把古典力学作为相

爱因斯坦的相对论

篇名愛因斯坦的相對論作者郭展嘉。國立虎尾高中。一年三班申建霖。國立虎尾高中。一年三班李憲昌。國立虎尾高中。一年三班

在我們的國中階段物理化學課已經學到了不少科學家與物理學家，上了高中之後，我們最常聽到的物理學家的名字就是屬於「愛因斯坦」了! 因為他的相對論造成了革命性的變化〈至今還沒有人能夠推翻他的學說〉，也是因為之前有人想解剖他的腦袋做觀察他為什麼會那麼地聰明，所以引發我們想了解他的動機；也剛好有這個小論文的機會所以我們國文老師指派了一個任務給我們班所有人，藉著這次機會我開始和組員一起開始對愛因斯坦做了更深入的研究。貳●正文一.愛因斯坦生平簡介 01.1902年任職於瑞士專利局，工作乏味，下班後在家中進行自已所喜歡的研究。 02. 在他26歲時，也就是1905年，愛因斯坦共計發表了3篇論著{光電效應、分子論的布朗運動、電力學的相對論}，其中第二篇光電效應使他在1921年榮獲諾貝爾物理獎。最引人注目的是他所提出相對論的質量和能量的關係，這兩者是一體的兩面，可以互相轉換，這導致核能的實現(質量的損失可以轉變成能量)。 03. 1912年秋天愛因斯坦回瑞士母校任教，他的座右銘為「研究的目的在追求真理」，時常告誡學生不要選擇輕鬆的途徑。 04. 在一九一五年十一月四日向柏林科學院提出有名的「廣義相對論」。其中曾斷言太陽的重力場會使通過太陽附近的星光彎曲，但是平常陽光太強無法觀測。按照當時一般的看法，光既非物質點所組成，在太陽的重力場裏，光理應以直線進行，不應該受到太陽的影響。愛因斯坦不尋常的主張自然引起了爭論，幸好愛因斯坦的理論終於找到了個試驗的機會。 05. 1938年德國在希特勒統治下已經發現以中子撞擊鈾會產生核分裂的現象。美國科學家乃上書羅斯福總統，由愛因斯坦具名簽署，信中建議展開鈾實際用途的研究，終於研製出核武器。第二次世界大戰戰後愛因斯坦倡議原子能的和平用途，阻止戰爭的再發生。為本世紀的科學巨人。〈註一〉

爱因斯坦讲的相对论的故事读后感

爱因斯坦讲的相对论的故事读后感导读：爱因斯坦讲的相对论的故事读后感1 同学们，你们都知道伟大的物理学家爱因斯坦吧！那肯定也听说过他那伟大的相对论理论。众所周知，相对论是由伟大的科学家爱因斯坦创立的，分成广义相对论和狭义相对论。而相对论是关于时空和引力的基本理论，在大学的物理学科才有所涉及，那些深奥的理论是不是已经让你望而却步了呢？别，请走上前来，看看这本书——云南教育出版社出版的《爱因斯坦讲的相对论的故事》，跟伟大的爱因斯坦一起走上“相对论”的旅途吧！记得小学一年级时，一位老师告诉过我，按照相对论，如果人类能够发明比光还快的机器就能够穿越时空，回到古代社会。如果找到虫洞，并且能够放大、移动虫洞的位置，就可以去往未来。多么神奇！一直以来，我就对相对论很感兴趣。可惜，妈妈帮我找到的资料都很难懂，不过这本书可非常有趣，让我爱不释手。因为深入浅出是这本书的特色，高深的理论知识在一个个简单常见的例子中变得简单明了，虫洞、黑洞、时间机器等不再是一个个枯燥无味的词语。即使你是一个物理零基础的孩子，只要用心读这本书。相信它也会让你“赖”上物理，爱上科学！这本书分成九课，都是以爱因斯坦为主讲老师，给孩子讲课的形式来给我们传播知识的。分别是第一课什么是速度？

第二课光的速度不会变？第三课能够到达未来吗？第四课对于运动中的人来说，距离变短了。运动会使物体的重量发生变化。宇宙是什么样的呢？地球拉住了布娃娃。重力使光线变得弯曲。能够吸引一切的黑洞。其中我最感兴趣的是第九课，因为读了这一章节之后，我解开了一直藏在心里的谜团——为什么地球没有被虫洞吸进去。这是因为：重力越大吸引力也越大，黑洞是一个拥有巨大重力的天体，到了黑洞附近，任何物体都逃脱不了它那强大的吸引力。那么为什么地球还依然存在呢？因为，虽然宇宙里有很多黑洞，但是那些黑洞只能吸引一定距离内的物体，距离越远，黑洞的引力就越小。也就是说，地球是位于黑洞的边界线之外，所以它不会被黑洞吸进去。哈哈，可真有趣。爱因斯坦说过：学习知识要善于思考，思考，再思考。我就是靠这个方法成为科学家的。我们小学生也要通过阅读，思考，让自己有更多的收获。即使不能成为科学家，也可以丰富自己的学识，让有趣的科学知识伴我们成长。大家一起来读书吧！爱因斯坦讲的相对论的故事读后感2

爱因斯坦

爱因斯坦爱因斯坦（AlbertEinstein,1879～1955）20世纪最伟大的物理学家，科学革命的旗手。1879年3月14日生于德国乌尔姆一个犹太人家庭。父亲和叔父开的电气小工厂和家庭的自由派思想，使他童年就受到科学和哲学的启蒙加上音乐熏陶。他从小脑中就充满许多奇思还想，例如4岁时就奇怪为什么罗盘针总是转向南方？它周围有什么东西推动它？小学时排犹浪潮、军国主义教育方式和宗教礼仪等使他厌恶权威，他说：“我这个教徒在12岁时突然终结了，通过阅读科普书籍，我很快领悟到圣经里的许多故事不是真的。我认为青年被政府用谎言故意地欺骗了”。12岁时他一口气读完《几何学原》本，并练习用自己的方法证明定理。他特别喜欢读《自然科学通俗丛书》中如《力与物质》等书。13岁时读了康德的《纯粹理性批判》，使他的思考转向宇宙、哲学和自然现象中的逻辑。他的数学物理很出色，但其余学业成绩不佳。15岁时，即他中学毕业前一年本已准备“因神经系统状况不佳”休学，学校却以其自由主义思想令其退学。他在辗转意大利和瑞士的高校人学考试中曾因无中学文会和外语、生物课成绩不佳而落榜。1895年在阿。劳人大学预科班，过

了一年愉快的学习生活。他随时将思考记人身边的小本，例如“追光问题”：观察者随光前进时，会不会看见电磁波形成停止的驻波？1896年，他进人瑞士苏黎世工科大学师范系（实即数理系）。他喜欢在物理实验室观察实际现象。读科学原著和思考现代物理学中的重大问题。1900年毕业后失业两年才到瑞士专利局任三级鉴定员，这里的七年是他辉煌的科学创造时期。1902～1905年，他和两个青年朋友每晚阅读和讨论哲学与自然科学著作，戏称为“奥林比亚科学院”。1908年兼任伯尔尼大学编外讲师。1909年离开专利局任苏黎世大学理论物理学副教授。1911年任布拉格德国大学理论物理学教授。1912年任母校苏黎世联邦工业大学教授。1914年任柏林大学教授和威廉皇帝物理研究所所长。法西斯政权建立后。爱因斯坦受到迫害，被迫离开德国。1933年移居美国任普林斯顿高级研究院教授，直至1945年退休。在美期间，1940年取得美国国籍。爱因斯坦是人类历史中最具创造性才智的人物之一。他一生中开创了物理学的四个领域：狭义相对论、广义相对论、宇宙学和统一场论。他是量子理论的主要创建者之一。

爱因斯坦和他的相对论爱因斯坦的相对论说明了什么

爱因斯坦和他的相对论爱因斯坦的相对论说明了什么爱因斯坦是本世纪的一位伟大的科学家。他在统计物理学、量子理论、辐射量子理论方面作出了杰出贡献。他建立的相对论，标志着现代物理学的诞生，对物理学、现代科学技术和现代哲学思想带来了革命性的影响。列宁称他为“伟大的自然科学革新家”。学习、思考、勤奋的一生 1879年3月14日，阿耳伯特·爱因斯坦生于德国乌尔姆一个犹太人的家庭。爱因斯坦小时并不显得很聪明，但却很爱动脑筋。五岁时，父亲送给他一个指南针，他玩得入了迷，无论怎么颠来倒去地摆弄它，小针总是指着一个方向，他沉思着这里必然隐藏着自然界的奥秘。爱因斯坦的小学、中学是在慕尼黑上的，学习成绩并不好。他十分讨厌当时德国的教育制度，提倡死记硬背拉丁文和希腊文的文法规则，填鸭式的教育方法。他爱好独立思考，渴望探索自然界的奥秘。爱因斯坦十五岁时，跟随父母迁居到意大利的米兰。不久又进入瑞士阿劳中学学习。这里的学风和慕尼黑市大不相同，着重培养学生的独立思考能力和工作能力，自由空气很浓，学生不必死记硬背。学校有许多小实验室，摆着许多实验仪器和标本，学生可 __地去做

实验。这样的学习环境对爱因斯坦来说真是太好了。他在这里学习了一年，取得中学毕业证书后，未经考试进入了当时中欧一带著名的大学——苏黎世工科大学师范系学习物理。爱因斯坦在大学里也不是一个优等生。他对一些学科不感兴趣，考试成绩较差，而把全部精力都化在钻研有兴趣的数学和物理学上。他喜欢在实验室里工作，同实验直接打交道。他对当时大学物理教学内容的落后状况，对教授只讲一些应用性的物理原理，对自然现象缺乏探索精神，很不满意。爱因斯坦只得坚持勤奋的自学，来不断增长自己的科学知识。 1900年夏天，爱因斯坦大学毕业。1902年，在一位朋友的帮助下，进了伯尔尼瑞士专利局工作。他的任务是负责对申请专利权的各种发明创造提出审查意见。这一工作使他有机会能接触到许多新的思想和有趣的意见，培养了能够迅速抓住事物本质的不寻常的能力，这对他的物理思想也有重大的激励作用。他白天工作，晚上和假日研究感兴趣的物理问题。1905年，他获得了惊人的突破。一年之内，连续发表了有关布朗运动、量子理论和相对论三篇划时代的论文，这三项重大成就奠定了现代物理学的基础。这在自然科学史上是独一无二的。

高中历史第六单元杰出的科学家第5课 20世纪的科学伟人爱因斯坦学案新人教版选修4

第5课20世纪的科学伟人爱因斯坦 [目标导航] 1.了解爱因斯坦早年的成长历程，分析其在科学方面能够取得科技成就的原因。 2.了解爱因斯坦相对论的基本内容，分析相对论与牛顿经典力学之间的关系。 3.概括爱因斯坦为争取和平而进行的重要活动，认识其在维护世界和平方面做出的重要贡献。一、提出狭义相对论 1．成长历程 (1)出身：1879年，出生于德国南部小城乌尔姆的一个犹太血统家庭。 (2)童年：善于思考，对自然界的现象总爱寻根问底。 (3)中学：被赶出校门，坚持自学。 (4)大学：进入瑞士苏黎世联邦工业大学师范系，主修数学和物理。迷上了物理学，为以后从事理论物理学研究打下了基础。 2．提出狭义相对论 (1)提出：1905年6月，发表了《论物体的电动力学》，标志着狭义相对论的提出。 (2)内容：相对性原理和光速不变原理。 (3)意义：改变了牛顿力学的时空观念，揭露了物质和能量的相当性，为原子能的利用奠定了理论基础，是近代物理学领域的一次伟大革命。二、推动量子力学的发展 1．广义相对论 (1)标志：1916年发表论文《广义相对论的基础》。 (2)内容 ①等效原理，即在一个加速运动的系统里，物体会自动改变运动状态，而改变这种运动状态的力，就是惯性力。 ②广义相对性，即在加速运动系统里的惯性力，可以运用到时空中的各种物体运动上。 (3)意义：改变了人们对宇宙的认识，在广义相对论的指引下，天体和宇宙演化的观测研究及理论探讨前所未有地蓬勃开展起来。 2．推动量子力学发展 (1)1905年提出光量子假说，解决经典物理学无法解释的光电效应问题。 (2)1921年因光电效应研究而获得诺贝尔物理学奖，他的研究推动了量子力学的发展。3．其他成就

爱因斯坦提出狭义相对论的论文

ON THE ELECTRODYNAMICS OF MOVING BODIES By A. Einstein June 30, 1905 It is known that Maxwell's electrodynamics--as usually understood at the present time--when applied to moving bodies, leads to asymmetries which do not appear to be inherent in the phenomena. Take, for example, the reciprocal electrodynamic action of a magnet and a conductor. The observable phenomenon here depends only on the relative motion of the conductor and the magnet, whereas the customary view draws a sharp distinction between the two cases in which either the one or the other of these bodies is in motion. For if the magnet is in motion and the conductor at rest, there arises in the neighbourhood of the magnet an electric field with a certain definite energy, producing a current at the places where parts of the conductor are situated. But if the magnet is stationary and the conductor in motion, no electric field arises in the neighbourhood of the magnet. In the conductor, however, we find an electromotive force, to which in itself there is no corresponding energy, but which gives rise--assuming equality of relative motion in the two cases discussed--to electric currents of the same path and intensity as those produced by the electric forces in the former case. Examples of this sort, together with the unsuccessful attempts to discover any motion of the earth relatively to the ``light medium,'' suggest that the phenomena of electrodynamics as well as of mechanics possess no properties corresponding to the idea of absolute rest. They suggest rather that, as has already been shown to the first order of small quantities, the same laws of electrodynamics and optics will be valid for all frames of reference for which the equations of mechanics hold good.1 We will raise this conjecture (the purport of which will hereafter be called the ``Principle of Relativity'') to the status of a postulate, and also introduce another postulate, which is only apparently irreconcilable with the former, namely, that light is always propagated in empty space with a definite velocity c which is independent of the state of

爱因斯坦科学名言

爱因斯坦科学名言导读：本文是关于爱因斯坦科学名言，如果觉得很不错，欢迎点评和分享！ 1、不要努力成为一个成功者，要努力成为一个有价值的人。 2、真正有价值的东西不是出自雄心壮志或单纯的责任感；而是出自对人和对客观事物的热爱和专心。 3、凡在小事上对真理持轻率态度的人，在大事上也是不足信的。 4、别担心你的数学，我跟你保证，我在数学上的困难比你还多。 5、要是没有能独立思考和独立判断的有创造个人，社会的向上发展就不可想象。 6、只有献身社会，才能找到那实际上是短暂而有风险的生命的意义。 7、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。 8、人所具备的智力仅够使自己清楚地认识到，在大自然面前自己的智力是何等的欠缺。如果这种谦卑精神能为世人所共有，那么人类活动的世界就会更加具有吸引力。 9、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。 10、科学家必须在庞杂的经验事实中抓住某些可用精密公式来表示的普遍特征，由此探求自然界的普遍原理。

11、对于一个为了发现一丁点儿真理而奋斗终生的人来说，如果他能亲眼看到别人真正理解并喜欢他的工作，那他就得到了最美好的报偿。 12、科学决不是也永远不会是一本写完了的书。每一项重大成就都会带来新的问题。任何一个发展随着时间的推移都会出现新的严重的困难。 13、公式对我来说比较重要，因为**是暂时的，公式是永恒的。 14、人只能有献身社会，才能找出那实际上是短暂而有风险的生命的意义。 15、决不要把你们的学习看成是任务，而是一个令人羡慕的机会。为了你们自己的欢乐和今后工作所属社会的利益，去学习。 16、对一个人来说，所斯望的不是别的，而仅仅是他能全力以赴和献身于一种美好事业。 17、最重要的是不要停止问问题。好奇心的存在，自有其道理。 18、科学研究能破除迷信，因为它鼓励人们根据因果关系来思考和观察事物。 19、一个人的真正价值，首先决定于他在什么程度上和在什么意义上从自我解放出来。 20、真正的快乐是对生活的乐观，对工作的愉快，对事业的兴奋。 21、我不知道第三次世界大战用什么武器，第四次世界大战肯定用棍子和石头。

科学家有趣的小故事

科学家有趣的小故事爱因斯坦小时候并不活泼，三岁多还不会讲话，父母很担心他是哑巴，带他去给医生检查。还好小爱因斯坦不是哑巴可是直到九岁时讲话还不很通畅，所讲的每一句话都必须经过吃力但认真的思考。小爱因斯坦是一个诚实的孩子，从不做违心的或骗人的事。为此，他受到同学们的讥笑，给他起了一个绰号叫“诚实的约翰”。普通孩子喜欢玩带有竞争性的游戏，可是他却不喜欢参加。孩子喜欢打仗的游戏，喜欢看士兵操练，但是他却从小到大不喜欢任何和军事有关的东西。他是一个不想看到人类互相残杀的和平主义者。爱因斯坦家的住房周围有花园，他经常一个人长时间地蹲在花园角落的灌木丛里，用手抚摩着小叶片或者凝视着匆匆跑动的蚂蚁。他很小就喜欢冥想，想了解大自然的奥秘。一次，在依萨尔河岸野餐时，一位亲戚说，小爱因斯坦很严肃，当其他的孩子都在互相玩耍、逗乐时，他却独自坐着看湖的对岸。母亲玻琳深情的为自己的孩子辩护：“他是沉静的，因为他在思索。等着吧，总有一天他会成为一个教授！”那位亲戚感到可笑，但也理解母亲的心情。教授！在人们的心目中，只有那些聪敏的人才有可能得到这个荣誉的称号，这个连话都说不好的笨孩子能成为一个教授吗？在四、五岁时，爱因斯坦有一次卧病在床，父亲送给他一个罗盘。当他发现指南针不断地指着固定的方向时，感到非常惊奇，觉得一定有什么东西深深地隐藏在这现象后面。他一连几天很高兴的玩这罗盘，还纠缠着父亲和雅各布叔叔问了一连串问题。尽管他连“磁”这个词都说不好，但他却顽固地想要知道指南针为什么能指南。这种深刻和持久的印象，爱因斯坦直到六十七岁还能鲜明的回忆出来。爱因斯坦在念小学和中学时，一般功课属平常，唯有数学成绩远在全班同学之上。由于他举止缓慢，不爱同人交往，老师和同学都不喜欢他。教他希腊文和拉丁文的老师对他是那么厌恶，曾经公开骂他：“爱因斯坦，你长大后肯定不会成器。”而且因为怕他在课堂上会影响其他学生，竟想把他赶出校门。爱因斯坦的叔叔雅各布在电器工厂里专门负责技术方面的事务，而爱因斯坦的父亲则负责商业的往来。雅各布是一个工程师，自己就非常喜爱数学，当小爱因斯坦来找他问问题时，他总是用很浅显通俗的语言把数学知识介绍给他。有一天爱因斯坦跑来问叔叔：“什么是代数”？叔叔就这样解释：“在算术中有很多问题不容易解决，要算又很难。而代数是一门'快乐'的数学，能很容易的帮人们解答困难的计算。我们把我们不知道的数叫着X，然后来捕捉它。你把它当作已知道的东西，建立一些关系，最后你就可以容易地得到它了。”然后叔叔给了他一本有代数问题的小册子，爱因斯坦很快就学会了解决里面的问题。有一次雅各布叔叔给他讲了几何中一个很美丽的定理——毕达哥拉斯定理：任何直角三角形的长边平方一定等于两短边平方的和。叔叔没有告诉他这个定理的证明，但是爱因斯坦在画了许多直角三角形后发现这关系一直成立，感到非常的惊奇。父亲的生意做得并不好，但却是一个乐观和心地善良的人，家里每星期都有一个晚上要邀请

爱因斯坦创建狭义相对论的思想发展

爱因斯坦创建狭义相对论的思想启示 12级物理一班段延波1207020016 在《物理学史》6.2节，我们学习了爱因斯坦创建狭义相对论的经过。而在爱因斯坦创建狭义相对论的过程中，最令我在意的还是爱因斯坦的思想发展，所以，我查阅了文献资料，研究学习了爱因斯坦在创建狭义相对论的过程中的思想，特在此进行简短阐述。一、善于提问与不畏权威阿尔伯特爱因斯坦小时候并不写的才华出众，直到五岁话还说不清楚，曾被医生认为发育不正常，不过他很爱思考，总是像大人盘问“为什么？”有强烈的求知欲和好奇心。例如四五岁时就对罗盘发生过浓厚兴趣，“为什么罗盘的指针总是指向南北，这里一定有什么东西深刻的隐藏在事物后面”爱因斯坦后来回忆时这么说。12岁时他对几何定理的神奇也深有触动。例如他曾想到，“三角形的三个高交于一点，虽然不是显而易见，却可以可靠地加以证明，以至于任何怀疑似乎不可能”他说“这种明晰性和可靠性给我造成了一种难以形容的印象。” 正是源于这种对世界和学问的好奇与质疑, 促使爱因斯坦如饥似渴地读书, 天马行空地思考问题。爱因斯坦不喜欢当年德国的教育制度，中学没有毕业就退学在家自学，16岁通过自学掌握了微积分，在爱因斯坦的学习阶段，15岁的爱因斯坦放弃德国国籍，居家迁居意大利，后只身到瑞典的苏黎世，目的是上那里的联邦工业大学，却因不善记忆而没有录取，后来转学到阿劳（Aaeau）中学补习功课。他在自述中写道，“这所学校以他的自由精神和那些毫不依赖外界权威的教师们的淳朴热情，给我留下了难忘的印象”。 “在阿劳这一年中，我想到这样一个问题：倘若一个人以光速跟着光波跑，那么它就处在一个不随时间而改变的波场，但看来不会有，样的事情！这是从狭义相对论有关的第一个朴素的思想实验。”[ 3] 正是这种对事物的好奇和对人类已有知识的质疑, 造就了爱因斯坦, 成为他不断追求科学创新的内在动力, 引导他提出和解决前人不可能提出和解决的问题。

论爱因斯坦的科学精神与方法

爱因斯坦的科学精神与思想方法姓名：姜福义学号：1402120837

爱因斯坦的科学精神与思想方法爱因斯坦在青年时代所以能够在科学上做出划时代的贡献，是与他的科学思想、科学方法分不开的。他一生都非常关注对科学发现中的认识论和方法论的讨论，他晚年在“自述”中写道：“像我这种类型的人，一生中主要的东西，正在于他想的是什么和他怎么想的，而不在于他所做的或者所经受的是什么。”这说明科学思想和科学方法对于他取得的科学成就的巨大作用。爱因斯坦的科学思想与科学方法有以下特点。第一，他坚持了自然科学的唯物主义传统。表现在他的认识论和自然观上，他相信在我们之外有一个独立于我们的客观世界。据他在在“自述”中回忆说，12岁时读了一部通俗的自然科学读物后，就相信“在我们之外有一个巨大的世界，它离开我们而独立存在，它在我们面前就像一个伟大而永恒的谜，然而至少部分地是我们的观察和思维所能及的。对这个世界的凝视和深思，就像是得到解放一样吸引着我们。。。。。。在向我们提供的一切可能范围里，从思想上掌握这个在个人以外的世界，总是作为一个最高目标而有意无意地浮现在我的心目中。”爱因斯坦在他整个的科学探索过程中，始终坚持着这一信念，这是他的科学探索方法的一个前提。他在科学研究中坚持以实验事实为出发点，反对以先验的概念为出发点。他在“自述”中谈到，他在大学时代的大部分时光是在实验室渡过的，“迷恋于同经验直接接触。”他反对以先验的概念为出发点，提倡“唯有经验能够判定真理”。当迈克耳孙实验的零结果使物理学

家大为震惊、失望，纷纷起来修补经典理论基础这个旧船的漏洞的时候，爱因斯坦大声疾呼：“让我们仅仅把它当作一个既成的实验事实接受下来，并由此着手去做出他应得到的结论。”他在1921年谈到它的相对论时说：“这理论并不是起源于思辨；它的创建完全由于想要使物理理论尽可能适应于观察到的事实。” 爱伊斯坦不仅把实验事实作为认识的出发点，而且也把它作为定义基本物理量的方法。他指出牛顿的绝对时间概念之所以错误，就在于它不是以实验事实来定义，不能被观察到。他借助于量尺、时钟和假想的物理实验，得到了“同时”或“同步”以及时间的操作定义。爱因斯坦这一思想方法对后来量子力学的建立产生了很大的影响。第二，爱因斯坦的科学思想体现了物质世界统一性的思想。自19世纪能量守恒定律发现后，许多物理学家都相信物质世界的统一性。爱因斯坦则把探索和理解自然界的这种统一性作为他的最高目的，并贯穿于整个探索过程中。正是因为他对自然界的统一性具有强烈的深挚的信念，所以他在1905年发表的几篇文章，都具有同一风格，在文章的起始都提出了不对称性问题，即统一性遭到破坏的问题。狭义相对论的第一篇论文“论动体的电动力学”开头的第一句话就是：“大家知道，麦克斯韦方程应用到运动的物体上时，就要引起一些不对称，而这些不对称似乎不是现象所固有的。”这里说的“不对称”，是指牛顿力学中普遍成立的伽利略变换在电动力学中不成立。他认为这种不对称并不是自然界所固有的，问题出在这一变换所赖以建立的基础----牛顿的绝对时间、绝对空间的概念。经过时空观念上的初步

科学家的故事：爱因斯坦

爱因斯坦爱因斯坦小时候并不活泼，三岁多还不会讲话，父母很担心他是哑巴，带他去给医生检查。还好小爱因斯坦不是哑巴可是直到九岁时讲话还不很通畅，所讲的每一句话都必须经过吃力但认真的思考。小爱因斯坦是一个诚实的孩子，从不做违心的或骗人的事。为此，他受到同学们的讥笑，给他起了一个绰号叫“诚实的约翰”。普通孩子喜欢玩带有竞争性的游戏，可是他却不喜欢参加。孩子喜欢打仗的游戏，喜欢看士兵操练，但是他却从小到大不喜欢任何和军事有关的东西。他是一个不想看到人类互相残杀的和平主义者。爱因斯坦家的住房周围有花园，他经常一个人长时间地蹲在花园角落的灌木丛里，用手抚摩着小叶片或者凝视着匆匆跑动的蚂蚁。他很小就喜欢冥想，想了解大自然的奥秘。一次，在依萨尔河岸野餐时，一位亲戚说，小爱因斯坦很严肃，当其他的孩子都在互相玩耍、逗乐时，他却独自坐着看湖的对岸。母亲玻琳深情的为自己的孩子辩护：“他是沉静的，因为他在思索。等着吧，总有一天他会成为一个教授！”那位亲戚感到可笑，但也理解母亲的心情。教授！在人们的心目中，只有那些聪敏的人才有可能得到这个荣誉的称号，这个连话都说不好的笨孩子能成为一个教授吗？在四、五岁时，爱因斯坦有一次卧病在床，父亲送给他一个罗盘。当他发现指南针不断地指着固定的方向时，感到非常惊奇，觉得一定有什么东西深深地隐藏在这现象后面。他一连几天很高兴的玩这罗盘，还纠缠着父亲和雅各布叔叔问了一连串问题。尽管他连“磁”这个词都说不好，但他却顽固地想要知道指南针为什么能指南。这种深刻和持久的印象，爱因斯坦直到六十七岁还能鲜明的回忆出来。爱因斯坦在念小学和中学时，一般功课属平常，唯有数学成绩远在全班同学之上。由于他举止缓慢，不爱同人交往，老师和同学都不喜欢他。教他希腊文和拉丁文的老师对他是那么厌恶，曾经公开骂他：“爱因斯坦，你长大后肯定不会成器。”而且因为怕他在课堂上会影响其他学生，竟想把他赶出校门。爱因斯坦的叔叔雅各布在电器工厂里专门负责技术方面的事务，而爱因斯坦的父亲则负责商业的往来。雅各布是一个工程师，自己就非常喜爱数学，当小爱因斯坦来找他问问题时，他总是用很浅显通俗的语言把数学知识介绍给他。

20世纪的科学伟人爱因斯坦最全版

第五课20世纪的科学伟人爱因斯坦 [教材分析] 本课教材以爱因斯坦生平为线索，介绍了他的主要科学成就即：提出狭义相对论、广义相对论、光量子假说等及爱因斯坦脚踏实地进行科学研究和勇于创新精神和他为世界和平而斗争为世界和平事业做出了贡献。“中外历史人物评论”“模块特点”，侧重于历史人物的教学；本课通过对爱因斯坦的学习，了解爱因斯坦所处的历史环境，文化传统及历史发展趋势。 [教学指导意见] （一）知识与能力简述爱因斯坦的主要科学成就；了解他的成长历程，感受他对科学的创新精神，理解爱因斯坦的科学成就对科学和人类社会发展的巨大贡献；培养学生阅读材料能力，学会运用历史唯物主义基本观点，认识爱因斯坦取得成功的原因。（二）过程与方法 1、整合教材资源引导学生选择，提供情境材料来体验感知历史、理解历史，主动参与合作交流的历史学习过程。 2、引导学生运用探究性学习方法，采用合作教学的手段通过对爱因斯坦生平事迹的了解，认识他的主要科学成就及其对社会的责任感。（三）情感态度价值观

通过本课学习，使学生认识科学创新精神是人类不断进步的源泉，使学生懂得科技的力量，以及爱因斯坦的科学精神，感受伟大科学家的优秀品质，从而树立对社会历史使命感和责任感。 [重点、难点] 重点：了解爱因斯坦的成长历程，简述他的主要科学成就，感受他脚踏实地地进行科学研究和勇于科学创新精神。难点：认识爱因斯坦对科学和社会发展的巨大推动作用，感受其成长的人生启迪。 [教学理念与方法] 1、“历史是人创造的，人是历史的灵魂”关注人侧重于历史人物的教学，结合科学家的事迹，体现科学创新精神及崇高的人生品格。 2、紧扣课标补充、提供学习材料，引导学生积极主动地参与学习，体验学习过程的快乐；设计探究问题，加强合作交流。 3、“以中外历史人物评说”模块为背景，引导学生注重对整个模块的整体把握。 [教学过程] 师：展示“世界物理年”指出联合国大会将2005年确定为“国际物理年”这是联合国首次为一个学科确定的全球规模的纪念活动，为什么2005年被定为世界物理年而隆重纪念？生：2005年是爱因斯坦逝世50周年，同时也是他提出狭义相对论100周年。师：爱因斯坦，这位在许多国度千年人物（1001－2000年）评选中都居榜首的俊杰，绝不仅仅是因为物理学上的成就，他既是伟大的科学家，现代物理学的开创者和奠基人，更是杰出的思想家，导入主题“20世纪的科学伟人爱因斯坦”。一、爱因斯坦的主要科学成就引导学生阅读课本并结合必修专题七《近代物理学的奠基人和革命者》师生共同解决下列问题：师：设问爱因斯坦为什么被视为20世纪最伟大的科学家？生：提出狭义相对论、广义相对论、光量子假说等。

20世纪最伟大的科学家

20世纪最伟大的科学家:爱因斯坦的故事阿尔伯特〃爱因斯坦（1879年3月14----1955年4月18）理论物理相对论的创立者， 1921年诺贝尔物理学奖获得者。因其伟大的物理理论为人类社会带来了革命性进步，而被最新一期的美国《时代》周刊评选为"世纪风云人物"．爱因斯坦从1901年到1955年，共发表了专门的科学研究论文约200篇，主要涉及相对论、量子论、分子运动论等不同学科领域．在爱因斯坦取得科学成就中，相对论是爱因斯坦一生中最重要的科学贡献．它奠定了爱因斯坦在整个科学史上史无前例的地位．人见人爱的小傻瓜爱因斯坦1879年3月14日出生在德国乌尔姆市，他的父亲赫尔曼〃爱因斯坦和母亲波琳〃科克都是犹太人．爱因斯坦出生后，全家人都被这个新生儿的硕大的有棱角的后脑勺惊呆了，甚至以为他是个怪物．几周以后，男婴的大脑袋才慢慢地显得正常了，然而那很宽的后脑勺仍然存在，井成为伴他一生的特征．小爱因斯坦的确显得很笨，他的语言接受能力很迟钝，到3岁才学会说话．他的年轻的保姆哄他有一个十分简便的办法：保姆发现，她手上只需拿着一根小木棍，这个笨小孩就会看得发痴，并且会奇怪地笑起来，保姆因此更认定他是个"傻子"，而其他孩子也都不肯与他在一起，孩子们都觉得他又傻又古怪．当有人问他问题时，他首先在头脑中形成答案，用嘴小声模仿，可以看到明显的嘴唇动作，直到确认无误时，才大声说出来，给人的印象是他每句话都说两遍．9岁时，他才戒掉这个习惯．但是，爱因斯坦本人却认为发育迟缓正好帮了他的大忙．他说，当我自问为什么是我，而不是其他人发现了相对论，我想是由于以下原因：一个成年人对于时空已经熟视无睹了，而只有儿童才可能对周围产生什么想法；而我发育比较迟，恰恰是到了成年才开始考虑时空问题，因而我可以比普通孩子更进一步地研究这个问题．小提琴：爱因斯坦的避难所虽然小爱因斯坦发育迟钝，但他的母亲波琳〃爱因斯坦却发现小爱因斯坦听到音乐也会痴迷．波琳是一个优秀的钢琴家，她想小爱因斯坦也许能在音乐上有所出息．于是．爱因斯坦从6岁时开始正式学习小提琴．7年之后，他懂得了和声学和曲式学的教学结构，他体会到演奏莫扎特作品的技巧和奥妙．他一生中的科学和艺术生涯也逐渐开始了．在那个动荡的年代，音乐不仅是他逃避矛盾和痛苦的唯一方式，而且是他心灵的避难所．爱因斯坦1896年10月进人苏黎世联邦工业大学师范系学习物理，在苏黎世上大学时，他出众的小提琴表演才能被学校发现，因而，他成了当地一名颇有名气的业余演奏演员，在当地音乐界很受欢迎．在爱因斯坦名声大噪后，他的小提琴和相对论受到同等程度的关注。 1921年．爱因斯坦踏上访美旅途．此时，美国正处于"相对论热"中．除了相对论，美国报刊还津津乐道地谈论爱因斯坦的小提琴．有些报纸甚至写道：\'\'爱因斯坦教授胳膊下挟着小提琴盒，小心翼翼地走下扶梯．他看上去更像是欧洲的著名琴师，而不像是一位世界著名的物理学家．"爱因斯坦成名之后，人们对他生活中的每个细节都发生了浓厚的兴趣，这种兴趣经常缠得他很不耐烦．有一次，德国一家周刊请爱因斯坦对巴赫进行评价．爱因斯坦未予理睬．杂志编辑等了一段时间未见回音，就再次写信请爱因斯坦回答那些问题．爱因斯坦于是写了