1. 二戰德國研發原子彈的科學家是德國人嗎,不知道也正常,呵呵
不止一個科學家研究原子彈,有德國人,愛因斯坦在美國研究原子彈
2. 居里夫人和鐳的故事
跨越百年的美麗
1998年是居里夫人發現放射性元素鐳一百周年。
一百年前的1898年12月26日,法國科學院人聲鼎沸,一位年輕漂亮、神色莊重又略顯疲倦的婦人走上講台,全場立即肅然無聲。她叫瑪麗·居里,她今天要和她的丈夫皮埃爾·居里一起在這里宣布一項驚人發現:天然放射性元素鐳。本來這場報告,她想讓丈夫來作,但皮埃爾·居里堅持讓她來講,因為在此之前還沒有一個女子登上過法國科學院的講台。瑪麗·居里穿著一襲黑色長裙,白凈端莊的臉龐顯出堅定又略帶淡泊的神情,而那雙微微內陷的大眼睛,則讓你覺得能看透一切,看透未來。她的報告使全場震驚,物理學進入了一個新時代,而她那美麗莊重的形象也就從此定格在歷史上,定格在每個人的心裡。
關於放射性的發現,居里夫人並不是第一人,但她是關鍵的一人。在她之前,1896年1月,德國科學家倫琴發現了X光,這是人工放射性;1896年5月,法國科學家貝克勒爾發現鈾鹽可以使膠片感光,這是天然放射性。 這都還是偶然的發現,居里夫人卻立即提出了一個新問題,其他物質有沒有放射性?物質世界裡是不是還有另一塊全新的領域?別人在海灘上撿到一塊貝殼,她卻要研究一下這貝殼是怎樣生、怎樣長、怎樣沖到海灘上來的,別人摸瓜她尋藤,別人摘葉她問根。是她提出了放射性這個詞。兩年後,她發現了釙,接著發現了鐳,冰山露出了一角。為了提煉純凈的鐳,居里夫婦搞到一噸可能含鐳的工業廢渣。他們在院子里支起了一口鍋,一鍋一鍋地進行冶煉,然後再送到化驗室溶解、沉澱、分析。而所謂的化驗室是一個廢棄的、曾停放解剖用屍體的破棚子。瑪麗終日在煙熏火燎中攪拌著鍋里的礦渣,她衣裙上、雙手上,留下了酸鹼的點點燒痕。一天,疲勞至極的瑪麗揉著酸痛的後腰,隔著滿桌的試管、量杯問皮埃爾:「你說這鐳會是什麼樣子?」皮埃爾說:「我只是希望它有美麗的顏色。」經過3年又9個月,他們終於從成噸的礦渣中提煉出了0.1克鐳。它真的有極美麗的顏色,在幽暗的破木棚里發出略帶藍色的熒光。它還會自動放熱,一小時放出的熱能溶化等重的冰決。
舊木棚里這點美麗的淡藍色熒光,是用一個美麗女子的生命和信念換來的。這項開辟科學新紀元的偉大發現好像不該落在一個女子頭上。千百年來,漂亮就是一個女人的最高榮譽,最大資本,只要有幸得到這一點,其餘便不必再求了。莫泊桑在他的名著《項鏈》中說:「女人並無社會等級,也無種族差異;她們的姿色、風度和嫵媚就是她們身世和門庭的標志。」居里夫人是屬於那一類很漂亮的女子,她的肖像如今掛遍世界各國的科研教學機構,我們仍可看到她昔日的風采。但是她偏偏沒有利用這一點資本,她的戰勝自我也恰恰就是從這一點開始的。當她還是個小學生時就顯示出上帝給她的優寵,漂亮的外貌已足以使她討得周圍所有人的喜歡。但她的性格里天生還有一種更可貴的東西,這就是人們經常加於男子漢身上的骨氣。她堅定、剛毅,有遠大、執著的追求。為了不受漂亮的干擾,她故意把一頭金發剪得很短,她對哥哥說:「毫無疑問,我們家裡的人有天賦,必須使這種天賦由我們中的一個表現出來!」她中學畢業後在城裡和鄉下當了七年家庭教師,積攢了一點學費便到巴黎來讀書。當時大學里女學生很少,這個高額頭、藍眼睛、身材修長的漂亮的異國女子,很快成了人們議論的中心。男學生們為了能更多地看她一眼,或有幸湊上去說幾句話,常常擠在教室外的走廊里,她的女友甚至不得不用傘柄趕走這些追慕者。但她對這種熱鬧不屑一顧,她每天到得最早,坐在前排,給那些追尋的目光一個無情的後腦勺。她身上永遠裹著一層冰霜的盔甲,凜然使那些「追星族」不敢靠近。她本來住在姐姐家中,為了求得安靜,便一人租了間小閣樓,一天只吃一頓飯,日夜苦讀。晚上冷得睡不著,就拉把椅子壓在身上,以取得一點感覺上的溫暖。這種心無旁騖、懸梁刺股、卧薪嘗膽的進取精神,就是一般男子也是很難做到的啊。宋玉說有美女在牆頭看他三年而不動心;范仲淹考進士前在一間破廟里讀書,晨起煮粥一碗,冷後劃作四塊,是為一天的口糧。而在地球那一邊的法國,一個波蘭女子也這樣心靜,這樣執著,這樣地耐得苦寒。她以25歲的妙齡,面對追者如潮而不心動。她只要稍微松一下手,回一下頭,就會跌回溫軟的懷抱和贊美的泡沫中,但是她有大志,有大求,她知道只有發現、創造之花才有永開不敗的美麗。所以她甘願讓酸鹼啃蝕她柔美的雙手,讓嗆人的煙氣吹皺她秀美的額頭。
本來瑪麗·居里完全可以換另外一種活法。她可以趁著年輕貌美如現代女孩吃青春飯那樣,在欽羨和禮贊中活個輕松,活個痛快。但是她沒有,她知道自己更深一層的價值和更遠一些的目標。成語「淺嘗輒止」是指人對外部世界的認識,殊不知有多少人對自己也常是淺嘗輒止,見寵即喜。數年前一位母親對我說她剛上初中的女兒成績下降,為什麼?答曰:「知道愛美了,上課總用鉛筆桿做她的卷卷頭。」美對人來說是一種附加,就像格律對詩詞也是一種附加。律詩難作,美人難為,做得好驚天動地,做不好就黃花萎地。瑪麗·居里讓全世界的女子都知道,她們除了「身世」和「門庭」之外,還有更重要的東西。
1852年斯托夫人寫了一本《湯姆叔叔的小屋》,導致了美國南北戰爭的爆發,林肯說是一個小婦人引發了一場解放黑奴的大革命。比斯托夫人約晚50年,居里夫人發現了鐳,也是一個小婦人引發了一場革命,科學革命。它直接導致了後來盧瑟夫對原子結構的探秘,導致了原子彈的爆炸,導致了原子時代的到來。更重要的是這項發現的哲學意義。哲學家說事物無時無刻不在變;西方哲人說,人不能兩次踏進同一條河流;公元1082年東方哲人蘇東坡赤壁望月長嘆道:「蓋將自其變者而觀之,則天地曾不能以一瞬;自其不變者而觀之,則物與我皆無盡也。」現在,居里夫人證明鐳便是這樣「不能以一瞬」而存在的物質,它會自己不停地發光、放熱、放出射線,能灼傷人的皮膚,能穿透黑紙使膠片感光,能使空氣導電,它剎那間是自己又不是自己。哲理就滲透在每個原子的毛孔里。瑪麗·居里幾乎在完成這項偉大自然發現的同時也完成了對人生意義的發現。她也在不停地變化著,當工作卓有成效的同時,鐳射線也在無聲地侵蝕著她的肌體。她美麗健康的容貌在悄悄地隱退,她逐漸變得眼花耳鳴,蒼白乏力。而比埃爾不幸早逝,社會對女性的歧視更加重了她生活和思想上的沉重負擔。但她什麼也不管,只是默默地工作。她從一個漂亮的小姑娘,一個端莊堅毅的女學者,變成科學教科書里的新名詞「放射線」,變成物理學的一個新計量單位「居里」,變成一條條科學定理,她變成了科學史上一塊永遠的里程碑。「自其不變者而觀之」,她得到了永恆。「長恨春歸無覓處,不知轉入此中來」,就像化學的置換反應一樣,她的青春美麗換位到了科學教科書里,換位到了人類文化的史冊里。
居里夫人的美名從她發現鐳那一刻起就流傳於世,迄今已經百年,這是她用全部的青春、信念和生命換來的榮譽。她一生共得了10項獎金、16種獎章、107個名譽頭銜,特別是兩次諾貝爾獎。她本來可以躺在任何一項大獎或任何一個榮譽上盡情地享受,但是她視名利如糞土,她將獎金贈給科研事業和戰爭中的法國,而將那些獎章送給6歲的小女兒去當玩具。上帝給的美形她都不為所累,塵世給的美譽她又怎肯背負在身呢?憑誰論短長,漫將浮名換了精修細研,她一如既往,埋頭工作到67歲離開人世,離開了她心愛的實驗室。直到她死後40年,她用過的筆記本里,還有射線在不停地釋放。愛因斯坦說:「在所有的世界著名人物當中,瑪麗·居里是惟一沒有被盛名寵壞的人。」她實事求是,超形脫俗,知道自己的目標,更知道自己的價值。在一般人要做到這兩個自知,排除干擾並終生如一,是很難很難的,但居里夫人做到了。她讓我們明白,人有多重價值,是需要多層開發的。有的人止於形,以售其貌;有的人止於勇,而呈其力;有的人止於心,而有其技;有的人達於理,而用其智。諸葛亮戎馬一生,氣吞曹吳,卻不披一甲,不佩一刃;毛澤東指揮軍民萬眾,在戰火中打出一個新中國,卻從不受軍銜,不背一槍。大音希聲,大道無形,大智之人,不耽於形,不逐於力,不持於技。他們淡淡地生活,靜靜地思考,執著地進取,直進到智慧高地,自由地駕馭規律,而永葆一種理性的美麗。
居里夫人就是這樣一位挺立在智慧高地的偉人。
3. 原子彈爆炸的主要人物
原子彈爆炸主要人物有鄧稼先、錢三強、彭桓武、程開甲、王淦昌等人。
鄧稼先
鄧稼先,九三學社社員,中國科學院院士,著名核物理學家,中國核武器研製工作的開拓者和奠基者,為中國核武器、原子武器的研發做出了重要貢獻。
1924年6月25日出生於安徽懷寧縣一個書香門第的家庭。1935年考入志成中學,在讀書求學期間,深受愛國救亡運動的影響。1948年至1950年,他在美國普渡大學留學,獲得物理學博士學位,畢業當年,他就毅然回國。
鄧稼先是中國核武器研製與發展的主要組織者、領導者,鄧稼先始終在中國武器製造的第一線,領導了許多學者和技術人員,成功地設計了中國原子彈和氫彈,把中國國防自衛武器引領到了世界先進水平。
1982年獲國家自然科學獎一等獎,1980年當選為中國科學院學部委員(院士)。1985年獲兩項國家科技進步獎特等獎,1987年和1989年各獲一項國家科技進步獎特等獎。 1999年被追授「兩彈一星功勛獎章」。由於他對中國核科學事業做出了偉大貢獻,被稱為「兩彈元勛」。
(3)哪個原子彈科學家的夫人是德國人擴展閱讀:
原子彈是核武器之一,是利用核反應的光熱輻射、沖擊波和感生放射性造成殺傷和破壞作用,以及造成大面積放射性污染,阻止對方軍事行動以達到戰略目的的大殺傷力武器。
主要包括裂變武器(第一代核武,通常稱為原子彈)和聚變武器(亦稱為氫彈,分為兩級及三級式)。亦有些還在武器內部放入具有感生放射的氫元素,以增大輻射強度擴大污染,或加強中子放射以殺傷人員。
核武器是指利用能自持進行核裂變或聚變反應釋放的能量,產生爆炸作用,並具有大規模殺傷破壞效應的武器的總稱。其中主要利用鈾235(厬U)或鈈239等重原子核的裂變鏈式反應原理製成的裂變武器,通常稱為原子彈;
1945年7月16日,美國成功爆炸了世界上第一顆原子彈。 1945年8月6日,美國用B-29超級空中堡壘轟炸機運載(小男孩)2萬噸當量原子彈轟炸廣島。
1949年,前蘇聯爆炸成功自己的第一顆原子彈,1952年英國第一顆原子彈爆炸獲得成功,1960年法國也爆炸成功,1964年中國原子彈爆炸成功,成為第五個有核國家。
4. 發明原子彈的人是居里夫人嗎
據了解,發明原子彈的人不是居里夫人。原子彈的理論是愛因斯坦提出,具體的發明者是參與「曼哈頓計劃」的所有科學家,領導者是美國科學家羅伯特·奧本海默。
羅伯特·奧本海默(J. Robert Oppenheimer,1904年4月22日—1967年2月18日),美國猶太人物理學家,曼哈頓計劃的領導者,1945年主導製造出世界上第一顆原子彈,被譽為「原子彈之父」。
1939年9月,第二次世界大戰在歐洲爆發,美國羅斯福總統下達總動員令,成立了最高機密的曼哈頓計劃,目標是趕在德國之前製造原子彈。新墨西哥州沙漠建立洛斯阿拉莫斯實驗室,整個計劃的經費是20億美元,總工作人數10萬。洛斯阿拉莫斯實驗室成功地製造了第一批原子彈,並於1945年7月16日在阿拉摩高德沙漠上空引爆,試驗成功。1945年8月6日上午8時15分17秒,美國在太平洋蒂尼安島上的空軍基地朝日本廣島投下了第一枚原子彈。
奧本海默領導著整個團隊完成了這場杜魯門所盛贊的「一項歷史上前所未有的大規模有組織的科學奇跡」,從而不僅驗證了科學技術的巨大威力,為盡早結束戰爭作出了貢獻,也為自己贏得了崇高的聲譽,成了舉國上下人所共知的英雄。他被人們譽為「原子彈之父」。
5. 美國製造原子彈的那些人是不是德國人被美國特務捉去了美國嗎
美國研製原子彈的主要還是自己的科學家 比如原子彈之父奧本海莫 氫彈之父費米 愛因斯坦是理論物理學家 其對原子彈項目的貢獻是利用其知名度說服美國政府投資研製原子彈 從技術上其對原子彈的研製沒有直接的貢獻
6. 研究原子彈和氫彈的科學家有哪些
義大利:費米
德國:哈恩、特拉斯曼、梅特納、貝蒂
法國:物理學家J.-F.約里奧-居里
英國:物理學家J.查德威克
美國:理論物理學家J.R.奧本海默、J.弗蘭克、勞倫斯、弗立許、貝瑟
丹麥:玻爾
匈牙利:特勒
奧地利:拉比、弗瑞土
蘇聯:И.В.庫爾恰托夫、基斯卡柯夫斯基、赫廖羅夫、佩特扎克
中國:錢三強、鄧稼先、朱光亞、於敏、周光召、歐陽予、王淦昌
巴基斯坦:阿卜杜勒·卡迪爾·汗
朝鮮:徐相國
印度:拉賈·拉曼納
以色列:博格曼
姓名公開的、最有名的差不多都在上面,其背後的那些研究小組成員和項目技術人員至少數萬,不能一一寫明
7. 阿爾索斯的簡介
美國總統羅斯福接受了愛因斯坦等科學家的建議,開始了美國研製原子彈的工作。然而,隨著名為「曼哈頓工程」的研製工作不斷深入,美國人開始越來越擔心德國———德國的科學家哈恩、海森堡等人與愛因斯坦齊名,再加上整個歐洲的工業生產能力,德國人完全可以研製出原子彈。為搞清德國核武器研究的進展情況,1943年底,美國陸軍成立了一個代號「阿爾索斯」的特殊諜報隊,隊員都來自美國陸軍和海軍情報系統,隊長為帕希上校。此外,「阿爾索斯」還需要一名科學家,他必須是原子物理學家,且沒有參加「曼哈頓工程」,這樣一來,即使被德軍俘虜,他也不會說出美國製造原子彈的秘密。「阿爾索斯」最後選中了丹麥物理學家高德斯密特,因為高德斯密特不僅具備上述條件,而且還能說一口流利的法語和德語,特別是他認識許多德國科學家,與美國人非常想得到的德國核物理學家海森堡相當要好。人員齊備後,美國軍方為「阿爾索斯」制定了三項作戰任務:一是抓捕德國核物理學家;二是奪取德國人手中的鈾金屬及礦石;三是借機破壞德國可能用於原子彈計劃的一切工業設施。
1943年12月,「阿爾索斯」將卡耳佛特少校派到倫敦。他首先查閱了德國近期和過期的全部物理雜志,並詢問了逃到美國的所有歐洲物理學家,如愛因斯坦和費米等人,然後開出一張共有50名可能參與德國核研製工作的科學家名單。
1944年6月,美國第5集團軍攻陷羅馬,「阿爾索斯」的隊員也隨之集中到那裡,他們每個人手中都有這份標明了德國科學家簡歷、住址和工作地點的名單。然而,由於盟軍連續不斷的轟炸,許多德國科學家不知去向,所以,盡快查清納粹德國把這些科學家藏在哪兒以及他們正在干什麼,成為「阿爾索斯」面臨的最大問題。
不久,「阿爾索斯」得到一個情報,據一位瑞士科學家說,德國最著名的核物理學家海森堡博士就住在黑辛根附近,而且在這一地區還藏有其他德國科學家。
1945年3月,美軍進入德國本土,「阿爾索斯」進入黑辛根鎮的海德堡附近,占據了當地的一些實驗室,並俘獲了德國在原子能研究方面的主要科學家哈恩和勞埃。哈恩等人很快被送到海德堡,然而海森堡還沒有抓到,這是「阿爾索斯」最擔心的事,因為他們害怕蘇聯人搶在他們之前把這些科學家弄到手。當「阿爾索斯」的隊員來到黑辛根時,海森堡已經在兩周前離開了。5月2日,「阿爾索斯」秘密進入烏爾費爾德鎮,天快要黑的時候,一名隊員發現了海森堡的住宅。他們進去一看,海森堡正在屋裡。為了保險,「阿爾索斯」隊員命令海森堡留在家中不要亂跑,以免發生意外。第二天,諜報隊員帶來了一個步兵營,趕到海森堡的住宅帶走了這位科學家。至此,「阿爾索斯」諜報隊成功地將二十幾個德國核物理學家一一抓獲。直到此時,美國人才鬆了一口氣。因為在他們看來,抓到一個海森堡比消滅十個德國師重要得多。
到第二次世界大戰結束時,「阿爾索斯」諜報隊通過各種手段,把德國、義大利的幾千名科學家、工程師帶到了美國本土。1945年10月,「阿爾索斯」正式解散。那些被「阿爾索斯」「搶」過來的科學家對美國原子物理學、核物理學、化學和數學等學科的發展起到了不可估量的作用。
8. 和居里夫人有同樣事跡的英雄
20世紀最偉大的物理學家阿爾伯特·愛因斯坦(Albert.Einstein)1879年3月14日出生在德國西南的烏耳姆城,一年後隨全家遷居慕尼黑。愛因斯坦的父母都是猶太人,父親赫爾曼·愛因斯坦和叔叔雅各布·愛因斯坦合開了一個為電站和照明系統生產電機、弧光燈和電工儀表的電器工廠。母親玻琳是受過中等教育的家庭婦女,非常喜歡音樂,在愛因斯坦六歲時就教他拉小提琴。
愛因斯坦小時候並不活潑,三歲多還不會講話,父母很擔心他是啞巴,曾帶他去給醫生檢查。還好小愛因斯坦不是啞巴,可是直到九歲時講話還不很通暢,所講的每一句話都必須經過吃力但認真的思考。
在四、五歲時,愛因斯坦有一次卧病在床,父親送給他一個羅盤。當他發現指南針總是指著固定的方向時,感到非常驚奇,覺得一定有什麼東西深深地隱藏在這現象後面。他一連幾天很高興的玩這羅盤,還糾纏著父親和雅各布叔叔問了一連串問題。盡管他連「磁」這個詞都說不好,但他卻頑固地想要知道指南針為什麼能指南。這種深刻和持久的印象,愛因斯坦直到六十七歲時還能鮮明的回憶出來。
愛因斯坦在念小學和中學時,功課屬平常。由於他舉止緩慢,不愛同人交往,老師和同學都不喜歡他。教他希臘文和拉丁文的老師對他更是厭惡,曾經公開罵他:「愛因斯坦,你長大後肯定不會成器。」而且因為怕他在課堂上會影響其他學生,竟想把他趕出校門。
愛因斯坦的叔叔雅各布在電器工廠里專門負責技術方面的事務,愛因斯坦的父親則負責商業的往來。雅各布是一個工程師,自己就非常喜愛數學,當小愛因斯坦來找他問問題時,他總是用很淺顯通俗的語言把數學知識介紹給他。在叔父的影響下,愛因斯坦較早的受到了科學和哲學的啟蒙。
父親的生意做得並不好,但卻是一個樂觀和心地善良的人,家裡每星期都有一個晚上要邀請來慕尼黑念書的窮學生吃飯,這樣等於是救濟他們。其中有一對來自立陶宛的猶太兄弟麥克斯和伯納德,他們都是學醫科的,喜歡閱讀書籍、興趣廣泛。他們被邀請來愛因斯坦家裡吃飯,並和羞答答、長著黑頭發和棕色眼睛的小愛因斯坦交成了好朋友。
麥克斯可以說是愛因斯坦的「啟蒙老師」,他借了一些通俗的自然科學普及讀物給他看。麥克斯在愛因斯坦十二歲時,給了他一本施皮爾克的平面幾何教科書。愛因斯坦晚年回憶這本神聖的小書時說:「這本書里有許多斷言,比如,三角形的三個高交於一點,它們本身雖然並不是顯而易見的,但是可以很可靠地加以證明,以致任何懷疑似乎都不可能。這種明晰性和可靠性給我留下了一種難以形容的印象。」
愛因斯坦還幸運地從一部卓越的通俗讀物中知道了自然科學領域里的主要成果和方法,科普讀物不但增進了愛因斯坦的知識,而且撥動了年輕人好奇的心弦,引起他對問題的深思。
愛因斯坦十六歲時報考瑞士蘇黎世的聯邦工業大學工程系,可是入學考試卻告失敗。他接受了聯邦工業大學校長以及該校著名的物理學家韋伯教授的建議,在瑞士阿勞市的州立中學念完中學課程,以取得中學學歷。
1896年10月,愛因斯坦跨進了蘇黎世工業大學的校門,在師范系學習數學和物理學。他對學校的注入式教育十分反感,認為它使人沒有時間、也沒有興趣去思考其他問題。幸運的是,窒息真正科學動力的強制教育,在蘇黎世的聯邦工業大學要比其他大學少得多。愛因斯坦充分的利用學校中的自由空氣,把精力集中在自己所熱愛的學科上。在學校中,他廣泛的閱讀了赫爾姆霍茲、赫茲等物理學大師的著作,他最著迷的是麥克斯韋的電磁理論。他有自學本領、分析問題的習慣和獨立思考的能力。
早期工作
1900年,愛因斯坦從蘇黎世工業大學畢業。由於他對某些功課不熱心,以及對老師態度冷漠,被拒絕留校。他找不到工作,靠做家庭教師和代課教師過活。在失業一年半以後,關心並了解他才能的同學馬塞爾·格羅斯曼向他伸出了援助的手。格羅斯曼設法說服自己的父親把愛因斯坦介紹到瑞士專利局去作一個技術員。
愛因斯坦終身感謝格羅斯曼對他的幫助。在悼念格羅斯曼的信中,他談到這件事時說,當他大學畢業時,「突然被一切人拋棄,一籌莫展的面對人生。他幫助了我,通過他和他的父親,我後來才到了哈勒(時任瑞士專利局局長)那裡,進了專利局。這有點象救命之恩,沒有他我大概不致於餓死,但精神會頹唐起來。」
1902年2月21日,愛因斯坦取得了瑞士國籍,並遷居伯爾尼,等待專利局的招聘。1902年6月23日,愛因斯坦正式受聘於專利局,任三級技術員,工作職責是審核申請專利權的各種技術發明創造。1903年,他與大學同學米列娃.瑪麗克結婚。
1900~1904年,愛因斯坦每年都寫出一篇論文,發表於德國《物理學雜志》。頭兩篇是關於液體表面和電解的熱力學,企圖給化學以力學的基礎,以後發現此路不通,轉而研究熱力學的力學基礎。1901年提出統計力學的一些基本理論,1902~1904年間的三篇論文都屬於這一領域。
1904年的論文認真探討了統計力學所預測的漲落現象,發現能量漲落取決於玻爾茲曼常數。它不僅把這一結果用於力學體系和熱現象,而且大膽地用於輻射現象,得出輻射能漲落的公式,從而導出維恩位移定律。漲落現象的研究,使他於1905年在輻射理論和分子運動論兩方面同時做出重大突破。
1905年的奇跡
1905年,愛因斯坦在科學史上創造了一個史無前例奇跡。這一年他寫了六篇論文,在三月到九月這半年中,利用在專利局每天八小時工作以外的業余時間,在三個領域做出了四個有劃時代意義的貢獻,他發表了關於光量子說、分子大小測定法、布朗運動理論和狹義相對論這四篇重要論文。
1905年3月,愛因斯坦將自己認為正確無誤的論文送給了德國《物理年報》編輯部。他靦腆的對編輯說:「如果您能在你們的年報中找到篇幅為我刊出這篇論文,我將感到很愉快。」這篇「被不好意思」送出的論文名叫《關於光的產生和轉化的一個推測性觀點》。
這篇論文把普朗克1900年提出的量子概念推廣到光在空間中的傳播情況,提出光量子假說。認為:對於時間平均值,光表現為波動;而對於瞬時值,光則表現為粒子性。這是歷史上第一次揭示了微觀客體的波動性和粒子性的統一,即波粒二象性。
在這文章的結尾,他用光量子概念輕而易舉的解釋了經典物理學無法解釋的光電效應,推導出光電子的最大能量同入射光的頻率之間的關系。這一關系10年後才由密立根給予實驗證實。1921年,愛因斯坦因為「光電效應定律的發現」這一成就而獲得了諾貝爾物理學獎。
這才僅僅是開始,阿爾伯特·愛因斯坦在光、熱、電物理學的三個領域中齊頭並進,一發不可收拾。1905年4月,愛因斯坦完成了《分子大小的新測定法》,5月完成了《熱的分子運動論所要求的靜液體中懸浮粒子的運動》。這是兩篇關於布朗運動的研究的論文。愛因斯坦當時的目的是要通過觀測由分子運動的漲落現象所產生的懸浮粒子的無規則運動,來測定分子的實際大小,以解決半個多世紀來科學界和哲學界爭論不休的原子是否存在的問題。
三年後,法國物理學家佩蘭以精密的實驗證實了愛因斯坦的理論預測。從而無可非議的證明了原子和分子的客觀存在,這使最堅決反對原子論的德國化學家、唯能論的創始人奧斯特瓦爾德於1908年主動宣布:「原子假說已經成為一種基礎鞏固的科學理論」。
1905年6月,愛因斯坦完成了開創物理學新紀元的長論文《論運體的電動力學》,完整的提出了狹義相對論。這是愛因斯坦10年醞釀和探索的結果,它在很大程度上解決了19世紀末出現的古典物理學的危機,改變了牛頓力學的時空觀念,揭露了物質和能量的相當性,創立了一個全新的物理學世界,是近代物理學領域最偉大的革命。
狹義相對論不但可以解釋經典物理學所能解釋的全部現象,還可以解釋一些經典物理學所不能解釋的物理現象,並且預言了不少新的效應。狹義相對論最重要的結論是質量守恆原理失去了獨立性,他和能量守恆定律融合在一起,質量和能量是可以相互轉化的。其他還有比較常講到的鍾慢尺縮、光速不變、光子的靜止質量是零等等。而古典力學就成為了相對論力學在低速運動時的一種極限情況。這樣,力學和電磁學也就在運動學的基礎上統一起來。
1905年9月,愛因斯坦寫了一篇短文《物體的慣性同它所含的能量有關嗎?》,作為相對論的一個推論。質能相當性是原子核物理學和粒子物理學的理論基礎,也為20世紀40年代實現的核能的釋放和利用開辟了道路。
在這短短的半年時間,愛因斯坦在科學上的突破性成就,可以說是「石破天驚,前無古人」。即使他就此放棄物理學研究,即使他只完成了上述三方面成就的任何一方面,愛因斯坦都會在物理學發展史上留下極其重要的一筆。愛因斯坦撥散了籠罩在「物理學晴空上的烏雲」,迎來了物理學更加光輝燦爛的新紀元。
廣義相對論的探索
狹義相對論建立後,愛因斯坦並不感到滿足,力圖把相對性原理的適用范圍推廣到非慣性系。他從伽利略發現的引力場中一切物體都具有同一加速度這一古老實驗事實找到了突破口,於1907年提出了等效原理。在這一年,他的大學老師、著名幾何學家閔可夫斯基提出了狹義相對論的四維空間表示形式,為相對論進一步發展提供了有用的數學工具,可惜愛因斯坦當時並沒有認識到它的價值。
等效原理的發現,愛因斯坦認為是他一生最愉快的思索,但以後的工作卻十分艱苦,並且走了很大的彎路。1911年,他分析了剛性轉動圓盤,意識到引力場中歐氏幾何並不嚴格有效。同時還發現洛倫茨變化不是普適的,等效原理只對無限小區域有效……。這時的愛因斯坦已經有了廣義相對論的思想,但他還缺乏建立它所必需的數學基礎。
1912年,愛因斯坦回到蘇黎世母校工作。在他的同班同學、母校任數學教授的格羅斯曼幫助下,他在黎曼幾何和張量分析中找到了建立廣義相對論的數學工具。經過一年的奮力合作,他們於1913年發表了重要論文《廣義相對論綱要和引力理論》,提出了引力的度規場理論。這是首次把引力和度規結合起來,使黎曼幾何獲得實在的物理意義。
不過他們當時得到的引力場方程只對線性變換是協變的,還不具有廣義相對論原理所要求的任意坐標變換下的協變性。這是由於愛因斯坦當時不熟悉張量運算,錯誤的認為,只要堅持守恆定律,就必須限制坐標系的選擇,為了維護因果性,不得不放棄普遍協變的要求。
科學成就的第二個高峰
在1915年到1917年的3年中,是愛因斯坦科學成就的第二個高峰,類似於1905年,他也在三個不同領域中分別取得了歷史性的成就。除了1915年最後建成了被公認為人類思想史中最偉大的成就之一的廣義相對論以外,1916年在輻射量子方面提出引力波理論,1917年又開創了現代宇宙學。
1915年7月以後,愛因斯坦在走了兩年多彎路後,又回到普遍協變的要求。1915年10月到11月,他集中精力探索新的引力場方程,於11月4日、11日、18日和25日一連向普魯士科學院提交了四篇論文。
在第一篇論文中他得到了滿足守恆定律的普遍協變的引力場方程,但加了一個不必要的限制。第三篇論文中,根據新的引力場方程,推算出光線經過太陽表面所發生的偏轉是1.7弧秒,同時還推算出水星近日點每100年的進動是43秒,完滿解決了60多年來天文學的一大難題。
1915年11月25日的論文《引力的場方程》中,他放棄了對變換群的不必要限制,建立了真正普遍協變的引力場方程,宣告廣義相對論作為一種邏輯結構終於完成了。1916春天,愛因斯坦寫了一篇總結性的論文《廣義相對論的基礎》;同年底,又寫了一本普及性的小冊子《狹義與廣義相對論淺說》。
1916年6月,愛因斯坦在研究引力場方程的近似積分時,發現一個力學體系變化時必然發射出以光速傳播的引力波,從而提出引力波理論。1979年,在愛因斯坦逝世24年後,間接證明了引力波存在。
1917年,愛因斯坦用廣義相對論的結果來研究宇宙的時空結構,發表了開創性的論文《根據廣義相對論對宇宙所做的考察》。論文分析了「宇宙在空間上是無限的」這一傳統觀念,指出它同牛頓引力理論和廣義相對論都是不協調的。他認為,可能的出路是把宇宙看作是一個具有有限空間體積的自身閉合的連續區,以科學論據推論宇宙在空間上是有限無邊的,這在人類歷史上是一個大膽的創舉,使宇宙學擺脫了純粹猜想的思辨,進入現代科學領域。
漫長艱難的探索
廣義相對論建成後,愛因斯坦依然感到不滿足,要把廣義相對論再加以推廣,使它不僅包括引力場,也包括電磁場。他認為這是相對論發展的第三個階段,即統一場論。
1925年以後,愛因斯坦全力以赴去探索統一場論。開頭幾年他非常樂觀,以為勝利在望;後來發現困難重重,他認為現有的數學工具不夠用;1928年以後轉入純數學的探索。他嘗試著用各種方法,但都沒有取得具有真正物理意義的結果。
1925年~1955年這30年中,除了關於量子力學的完備性問題、引力波以及廣義相對論的運動問題以外,愛因斯坦幾乎把他全部的科學創造精力都用於統一場論的探索。
1937年,在兩個助手合作下,他從廣義相對論的引力場方程推導出運動方程,進一步揭示了空間——時間、物質、運動之間的統一性,這是廣義相對論的重大發展,也是愛因斯坦在科學創造活動中所取得的最後一個重大成果。
在同一場理論方面,他始終沒有成功,他從不氣餒,每次都滿懷信心底從頭開始。由於他遠離了當時物理學研究的主流,獨自去進攻當時沒有條件解決的難題,因此,同20年代的處境相反,他晚年在物理學界非常孤立。可是他依然無所畏懼,毫不動搖地走他自己所認定的道路,直到臨終前一天,他還在病床上准備繼續他的統一場理論的數學計算。
最偉大的科學家的風格
愛因斯坦因為在科學上的成就,獲得了許多獎狀以及名譽博士的授予證書。如果一般人就會把這些東西高高掛起。可是愛因斯坦把以上的東西,包括諾貝爾獎獎狀一起亂七八糟地放在一個箱子里,看也不看一眼。英費爾德說他有時覺得愛因斯坦可能連諾貝爾獎是什麼意義都不知道。據說他在得獎的那一天,臉上和平日一樣平靜,沒有顯出特別高興或興奮。
少年時代的愛因斯坦在瑞士生活時,過的是窮學生的生活,他對物質生活要求不高,有一碟義大利面條加上一點醬他就感到很滿意。成名後,成為教授以及後來為了躲避納粹的迫害移民美國,他是有條件過很好的物質享受的,但是他仍保留像窮學生那樣簡朴無華的生活。
當愛因斯坦來到普林斯頓的高等科學研究所工作時,當局給了他相當的高薪——年薪一萬六千美元,他卻說:「這么多錢,是否可以給我少一點?給我三千美元就夠了。」
愛因斯坦對自己的衣著也是不注意的,長年披著一件黑色皮上衣,不穿襪子,不結領帶,褲子有時既沒有綁皮帶也沒有吊帶,他和人在黑板前討論問題時,一面寫黑板,一面要把那像要滑下的褲子用手拉住,這種情形是有些滑稽,而他的頭發卻留得長長的,不加修飾。這對當年「貴族學府」普林斯頓大學的學生來說是驚異的事,難怪他們要希望上帝叫他把頭發剪掉。
愛因斯坦是很節儉的人,他在計算的紙上是兩面都寫,而且他把許多寄給他的信的信封裁開,當作計算的草稿紙,不讓它們在進了紙簍之前失掉可以再利用的價值。愛因斯坦在外出時經常坐二、三等車,平時只吃一些簡單的食物。
1909年7月,愛因斯坦應邀到日內瓦,參加隆重的日內瓦大學三百五十周年校慶和紀念建校人加爾文的慶祝活動,並接受日內瓦大學頒發給他的榮譽博士學位。在慶祝活動的遊行中,學校里的顯要人物和政府中的大人物,都身穿燕尾服、頭戴高禮帽,或者身穿中世紀式的銹金長袍,頭戴平頂絲帽,而愛因斯坦卻穿著一套平時上街穿的衣服,戴著一頂草帽。對這次慶祝活動所舉辦的盛大宴會,愛因斯坦很不以為然,他對坐在旁邊的人說,「如果加爾文還活著,他會堆起一大堆柴禾,因為搞這樣的鋪張浪費的盛宴而把我們全都燒死。」
愛因斯坦自己曾說過:「安逸和幸福,對我來說從來不是目的。我稱這些倫理基礎為豬倌的理想……」。他甚至拒絕自己被安排在上流社會中,而居於與眾不同的地位,對社會上對他的特殊照顧感到憤怒。
愛因斯坦是很珍惜時間的人,他不喜歡參加社交活動與宴會,他曾諷刺地說:「這是把時間喂給動物園。」他集中精神專心的鑽研,他不希望寶貴的時間消耗在無意義的社交談話上。他也不想聽那些奉承和贊揚的話。他認為:「一個以偉大的創造性觀念造福於全世界的人,不需要後人來贊揚。他的成就本身就已經給了他一個更高的報答。」1929年3月,為了躲避五十壽辰的慶祝活動,他在生日前幾天,就秘密跑到柏林近郊的一個花匠的農舍里隱居起來。
作為物理學革命中的偉大科學巨匠,愛因斯坦從來沒有自認為是一個超人。他認識到,自己所走的道路是前人走過的道路的延伸,科學的新時代是在前人工作基礎上的合理發展,因此他總是抱著感激和敬仰的心情贊賞前人的貢獻。
在談到相對論的創立時,他說:「相對論實在可以說是對麥克思韋和洛倫茲的偉大構思畫了最後一筆,因為它力圖把場物理學擴充到包括引力在內的一切現象。」愛因斯坦曾幾次在信中對贊揚他的成就的朋友寫道:「我完全知道我沒有什麼特殊的才能:興趣、專一、頑強工作,以及自我批評使我達到我想要達到的理想境界。」
全人類命運的關注者
愛因斯坦熱愛科學,也熱愛人類。他沒有因為埋頭於科學研究而把自己置於社會之外,一直關心著人類的文明和進步,並為之頑強、勇敢地戰斗。他說過:「人只有獻身於社會,才能找出那實際上是短暫而又有風險的生命的意義」,他自己正是這樣去做的。
1914年4月,愛因斯坦接受德國科學界的邀請,遷居到柏林,8月即爆發了第一次世界大戰。他雖身居戰爭的發源地,生活在戰爭鼓吹者的包圍之中,卻堅決地表明了自己的反戰態度。9月,愛因斯坦參與發起反戰團體「新祖國同盟」,在這個組織被宣布為非法、成員大批遭受逮捕和迫害而轉入地下的情況下,愛因斯坦仍堅決參加這個組織的秘密活動。
10月,德國的科學界和文化界在軍國主義分子的操縱和煽動下,發表了所謂「文明世界的宣言」,為德國發動的侵略戰爭辯護,鼓吹德國高於一切,全世界都應該接受「真正德國精神」。在「宣言」上簽名的有九十三人,都是當時德國有聲望的科學家、藝術家和牧師等。就連能斯脫、倫琴、奧斯特瓦爾德、普朗克等都在上面簽了字。當徵求愛因斯坦簽名時,他斷然拒絕了,而同時他卻毅然在反戰的《告歐洲人書》上簽上自己的名字。這一舉動震驚了全世界。
1917年,列寧領導的蘇聯社會主義革命勝利後,愛因斯坦熱情地支持這個偉大的革命,贊揚這是一次對全世界將有決定性意義的、偉大的社會實驗,表示:「我尊敬列寧,因為他是一位有完全自我犧牲精神、全心全意為實現社會正義而獻身的人。我並不認為他的方法是切合實際的,但有一點可以肯定:象他這種類型的人,是人類良心的維護者和再造者。」
1918年11月,德國工人和士兵在俄國十月革命勝利的影響和鼓舞下,發動起義,推翻了德皇威廉二世下台第三天,愛因斯坦即給他的母親連續寫了兩張明信片,歡呼「偉大的事變發生了……親身經歷了這個事變是多麼榮幸!」
在二十年代到三十年代初期,愛因斯坦基本上是一個絕對的和平主義者。但是,侵略和掠奪戰爭不斷發生的現實,打破了他那美好的夢想。特別是1933年希特勒上台後,德國日益法西斯化,使愛因斯坦意識到新的野蠻戰爭不可避免,促使他改變了自己的觀點。他明確表示:「當法律和人類尊嚴必需保衛時,我們一定要戰斗。自從法西斯的危險到來後,現在我不再相信絕對的被動的和平主義是有效的了。只要法西斯主義統治歐洲,那就不會有和平。」
由於愛因斯坦的進步活動,又因為他是猶太人,因而被德國納粹分子列為重要的迫害對象,幸而他1932年底離開德國到美國講學,才未遭毒手。他在柏林的住屋被查抄和搗毀,他的財產被沒收,他的著作被焚毀,納粹還懸賞二萬馬克要殺害他。面對納粹分子暗殺的危險,愛因斯坦沒有絲毫的畏懼,而是更堅定地戰斗。當他的摯友勞厄寫信勸他對政治問題採取明哲保身的態度時,他不顧個人安危,大聲疾呼,指出法西斯就意味著戰爭,和平必須用武裝來保衛,呼籲美國人民起來同法西斯作斗爭。
在為人類的進步事業而戰斗的歷程中,愛因斯坦一直關心著被壓迫、被奴役的國家和民族。他反對法西斯滅絕猶太人的暴行,為爭取猶太人的生存權利而大聲疾呼。但他也反對狹隘的猶太民族主義,希望看到猶太人「同阿拉伯人在和平共處的基礎上達成公平合理的協議,而不希望創立一個猶太國」。他反對美國的種族歧視政策,支持黑人的解放運動,並呼籲「美國黑人在這個方向上所作的堅定的努力,應當得到大家的贊揚和支援」。
在五十年代美國麥卡錫份子興風作浪的時期,麥卡錫參議員說他是「美國的第一敵人」,而一些狂熱人士還造謠說他是共產份子,並且說他的前助手英費爾德從他那裡知道原子彈的材料,准備供給蘇聯這些情報。事實上他除了擔心納粹能製造新式武器,在1939年8月2日向羅斯福總統建議這方面該進行研究寫的一封信外,他以後完全不知道美國政府秘密從事原子彈的製造,一些從事這一工作的愛因斯坦的朋友也對他保密,不讓他知道有這回事。但當他知道德國沒有製成原子彈,而美國已造出原子彈後,他的心情感到沉重和不安。他說,如果他知道德國不會製造原子彈,他就不會為「打開這個潘多拉魔匣做任何事情。」
當愛因斯坦後來從無線電廣播知道美國對廣島、長崎投下原子彈,殺傷許多平民時他感到非常痛心。他後來寫了一封告美國公民書,說:「我們將此種巨大力量解放的科學家們,對於一切事物都要優先負起責任,必須限制原子能絕對不能使用來殺害全人類,而是用來增進人類的幸福方面。」1955年,愛因斯坦與羅素聯名發表了反對核戰爭和呼籲世界和平的《羅素—愛因斯坦宣言》。
在1949年愛因斯坦寫了一篇《為什麼要社會主義?》的論文。在這里,他提出了現在看來還是正確的看法!「計劃經濟還不就是社會主義。計劃經濟本身可能伴隨著對個人的完全奴役。社會主義的建成,需要解決這樣一些極端困難的社會——政治問題,鑒於政治權力和經濟權力的高度集中,怎樣才有可能防止行政人員變成權力無限和傲慢自負呢?怎樣能夠使個人的權利得到保障,同時對於行政權力能夠確保有一種民主的平衡力量呢?」
巨星隕落
1955年4月18日,人類歷史上最偉大的科學家,阿爾伯特.愛因斯坦因主動脈瘤破裂逝世於美國普林斯頓。巨星隕落,舉世同悲。
在愛因斯坦去世的前幾天還錄音對以色列廣播,他說:「我們這時代最大的問題是人類分成兩個互相對敵的陣營:共產世界和所謂的自由世界。由於「自由」及「共產」這兩個詞的意義對我很難理解,我寧願用「東方」和「西方」的權力沖突來說,然而,這地球是圓的,這樣「東方」和「西方」的真正精確意義也不能清楚。」
愛因斯坦生前不要虛榮,死後更不要哀榮。他留下遺囑,要求不發訃告,不舉行葬禮。他把自己的腦供給醫學研究,身體火葬焚化,骨灰秘密的撒在不讓人知道的河裡,不要有墳墓也不想立碑。在把他的遺體送到火葬場火化的時候,隨行的只有他最親近的12個人,而其他人對於火化的時間和地點都不知道。
愛因斯坦在去世之前, 把他在普林斯頓默謝雨街112號的房子留給跟他工作了幾十年的秘書杜卡斯小姐,並且強調:「不許把這房子變成博物館。」他不希望把默謝雨街變成一個朝聖地。他一生不崇拜偶像,也不希望以後的人把他當作偶像來崇拜。
愛因斯坦曾經說過:「我自己不過是自然的一個極微小的部分」,他把一切獻給了人類從自然界獲得自由的征程,最後連自己的骨灰也回到了大自然的懷抱。但是正如英費爾德第一次與他接觸時所感受到的那樣:「真正的偉大和真正的高尚總是並肩而行的」,愛因斯坦的偉大業績和精神永遠留給了人類。
逸事
愛因斯坦逃學記
1895年春天,愛因斯坦已16歲了。根據德國當時的法律,男孩只有在17歲以前離開德國才可以不必回來服兵役。由於對軍國主義深惡痛絕,加之獨自一人呆在軍營般的路易波爾德中學已忍無可忍,愛因斯坦沒有同父母商量就私自決定離開德國,去義大利與父母團聚。
但是,半途退學,將來拿不到文憑怎麼辦呢?一向忠厚、單純的愛因斯坦,情急之中竟想出一個自以為不錯的點子。他請數學老師給他開了張證明,說他數學成績優異,早達到大學水平。又從一個熟悉的醫生那裡弄來一張病假證明,說他神經衰弱,需要回家靜養。愛因斯坦以為有這兩個證明,就可逃出這厭惡的地方。
誰知,他還沒提出申請,訓導主任卻把他叫了去,以他敗壞班風,不守校紀的理由勒令退學。
愛因斯坦臉紅了,不管什麼原因,只要能離開這所中學,他都心甘情願,也顧不得什麼了。他只是為自己想出一個並未實施的狡猾的點子突然感到內疚,後來每提及此事,愛因斯坦都內疚不已。大概這種事情與他坦率、真誠的個性相去太遠。
韋伯先生的慧眼
愛因斯坦十六歲時報考瑞士蘇黎世的聯邦工業大學工程系,可是入學考試卻告以失敗。看過他的數學和物理考卷的該校物理學家韋伯先生卻慧眼識英才,稱贊他:「你是個很聰明的孩子,愛因斯坦!」