Ahogy Albert Einstein harcoltak az európai világ és az elméleti fizika
Alakítás / / December 19, 2019
Az elején a huszadik század a fizika óriási felfedezések, amelyek közül néhány egyértelműen Albert Einstein, az alkotó általános relativitáselmélet.
A tudósok a határán egy teljesen új kilátás a világegyetem, ami szükséges ezek intellektuális bátorság, készen arra, hogy belevetette magát az elmélet és a készségek kezelésére komplex matematikai apparátus. Nevezzük kapott, nem az összes, és ahogy ez történik, a tudományos vita egymásra politikai különbségek okozta az első Az I. világháború, Akkor - a hatalomra Hitler Németországban. Einstein és azonnal bizonyította kulcsfigurája körül kitört a lándzsát.
Einstein ellen
Az első világháború kísérte hazafias növekedése a lakosság körében a részes államok, köztük a tudósok.
Németországban 1914-ben, a 93 tudós és művész, többek között Max Planck és Fritz Haber Wilhelm Röntgen közzétett egy kiáltványt, fejezi ki teljes mértékben támogatja a kormány és a háború, ami azt eredményezi: „Mi, a képviselők a német tudomány és a művészet, hogy nyilatkozzanak kulturális világ elleni tiltakozás hazugság és rágalom, ami a mi ellenségeink megpróbálják szennyezik a helyes Németországban rá kiszabott súlyos harc létezését.
<...> nélkül a német militarizmus német kultúra elpusztult volna régen a bajt. Német militarizmus egy származéka a német kultúra, és ő született egy olyan országban, hogy mint egyetlen más ország a világon kitéve évszázadok kalandozások kora ".Azonban találtam egy német tudós, aki beszélt erősen ellen ötleteket. Albert Einstein megjelent 1915-ben a visszatérést kiáltvány „európai”: „Soha ezelőtt a háború óta nem sértette a kölcsönhatás a kultúrákat. <...> Az adó európaiak, akik az oktatás és a jó fog - nem engedheti meg magának, hogy Európában ". Azonban ez a fellebbezés, kivéve az Einstein aláírta csak három embert.
Német tudós Einstein vált nemrégiben, bár Németországban született. Oktatási intézmény ben végzett Svájcban, majd közel tíz év során különböző európai egyetemek megtagadta felvételi munkát. Ez részben annak a ténynek köszönhető, hogy hogyan Einstein fordult, hogy fontolja meg a jelöltséget.
Így egy levelet, hogy Paul Drude, a Teremtő az elektron elmélet fémek, először rámutatott két hiba elméletét, és csak ezután kérte, hogy vegye fel a munkát.
Ennek eredményeként, Einstein kellett érnie a svájci szabadalmi hivatal Bernben, és csak a végén 1909-ben tudta, hogy egy pozíciót a zürichi egyetemen. És már 1913-ban Max Planck magát a későbbi Nobel-díjas vegyész Walther Nernst személyesen érkezett Zürich meggyőzni, hogy Einstein német állampolgárságot, menjen Berlinbe, és tagja lesz a porosz Tudományos Akadémia és az intézet igazgatója Fizika.
A munka Einstein a szabadalmi hivatalban hihetetlenül produktív egy tudományos szempontból. „Amikor valaki sétált, azt dugta jegyzetek egy fiókba, és úgy tett, részt vesz a szabadalmi munka” - emlékezett vissza. 1905 vonult be a történelembe, mint tudomány annus mirabilis"Annus mirabilis".
Ebben az évben a lapban Annalen der Physik négy cikkek Einstein, amelyben képes volt elméletileg leírni Brown mozgás magyarázható, használva Planck ötlete fénykvantum, fotoelektromos hatás, vagy elektron-kibocsátás egy fém hatású fénnyel besugározva (abban J. kísérlet. J.. Thomson felfedezte az elektront), és döntően hozzájárul a létrehozását speciális relativitáselmélet.
Hihetetlen véletlen: a relativitáselmélet megjelent majdnem egyidejűleg a kvantumelmélet, és ugyanolyan hirtelen és visszavonhatatlanul megváltoztatta az alapjait fizika.
A XIX században megszilárdult a hullám fény természete, és a tudósok érdekli az adott anyag szerkezete, amelyben a hullámok terjednek.
Annak ellenére, hogy még senki sem látta a levegő (az úgynevezett ez az anyag) közvetlenül, nem kétséges, hogy létezik, és áthatja az egész Az univerzum nem merült fel: világos volt, hogy a hullám ki kell terjeszteni bizonyos rugalmas közeg, hasonlóan a köröket egy követ dobott a vízbe: vízfelszín ponton beesési kő kezd rezegni, és mivel rugalmas, a rezgések, a szomszédos pont tőlük - a szomszédos és így tovább. A létezése fizikai objektumokat nem lehet látni a segítségével a rendelkezésre álló eszközök, felfedezése után az atomok és elektronok is, nem meglepő.
Egy egyszerű kérdés, hogy a klasszikus fizika nem találja a választ, az volt: tudni szeretné, hogy a levegőben mozgó testek benne? Végére a XIX század néhány kísérletek egyértelműen azt mutatták, hogy az éter teljesen magával ragadott a mozgó testek, és mások, és nem kevesebb, mint meggyőzően -, amely érdekelt csak részben.
Körök a vízen - az egyik példa egy hullám egy rugalmas közegben. Ha nincs mozgó test hordoz-észter egy, a fény sebessége viszonyítva a test áll a fény sebessége viszonyítva az étert, és a legtöbb a test sebessége. Ha ez teljes mértékben hordoz észtert (például akkor fordul elő, amikor mozog egy viszkózus folyadék), a fény sebessége a testhez viszonyítva, egyenlő a fény sebessége viszonyítva az étert, és nem függ a sebesség a testet.
Francia fizikus Louis Fizeau 1851 évben azt mutatta, hogy az észter a részlegesen érdekelt mozgó vízáramba. Egy kísérletsorozatban 1880-1887 amerikai Albert Michelson és Edward Morley, egyrészt megerősítette nagyobb pontossággal Fizeau megkötése és a másik - azt találtuk, hogy a Föld forog a Nap körül, teljesen hordozza az éter mentén, vagyis a fény sebessége a világ nem attól függ, hogy ez mozog.
Annak meghatározására, hogy a föld képest elmozdul, hogy az éter, Michelson és Morley épített egy speciális eszköz, egy interferométer (lásd. program alább). Fény a forrástól esik a félig átlátszó lemez, részben visszaverődik egy tükör 1 és részlegesen halad, hogy a tükör 2 (a tükör egyforma távolságban van a lemez). A gerendák visszaverődik a tükröket, majd adja meg újra a fényáteresztő lemez és abból jön össze, az érzékelő, ahol interferencia mintázat.
Amikor a föld képest mozog az éter, például abba az irányba, a tükör 2, akkor a fény sebessége a vízszintes és függőleges irányban nem fog egyezik, ami kell vezetnie elmozdulásnak hullám fázisok visszavert különböző tükrök a detektor (például úgy, ahogy az ábrán látható, a jobb alsó). A valóságban az elmozdulás nem volt megfigyelhető (lásd. Bal alsó sarokban).
Einstein vs. Newton
Arra törekszik, hogy megértsék a mozgását éter és fény terjedési benne Lorentz és Poincaré francia matematikus volt Henri arra utalnak, hogy a méret a mozgó testek változnak, mivel méretéhez képest fix, ráadásul az idő mozgó testek folyik lassabban. Nehéz elképzelni - és Lorentz tekintik ezeket a feltevéseket, mint egy matematikai trükk, mint fizikai értelemben -, de azok számára, hogy állapodjanak meg a mechanika, az elektromágneses elmélet a fény, és a kísérleti adatok.
Einstein két cikkében 1905-ben tudott alapján intuitív megfontolások egy koherens elmélet, amely ezeket a csodálatos hatások az eredmény a két posztulátum:
- fénysebesség állandó, és nem attól függ, hogy a mozgásban forrás és a vevő (és nagyjából megegyezik a 300.000 km / s);
- bármilyen fizikai rendszer fizikai törvények azonosak függetlenül attól, hogy mozog gyorsítás nélkül (bármilyen sebességnél), vagy nyugalomban.
És ő hozta a legtöbb jól ismert fizikai képlet - E = mc2! Továbbá, mivel a mozgását az első posztulátum étert megszűnt van értéke Einstein egyszerűen elhagyták ez - a fény terjednek vákuumban.
A hatás az idő tágulása, különösen, vezet a híres „iker-paradoxon”. Ha az egyik iker, Ivan, küld egy űrhajó a csillagok, és a második, Péter, még vár rá a földön, miután visszatérés kiderül, hogy Ivan megöregedett kevesebb mint Peter, mert az idő, hogy gyorsan mozog űrhajó folyt lassabban Földön.
Ez a hatás, valamint egyéb különbségek a relativitáselmélet a rendes szerelők, csak akkor jelenik meg egy hatalmas sebesség, hasonló a fény sebessége, és így soha nem találkozott velük a mindennapi élet. A normál sebesség, amellyel találkozunk a világban, a frakció v / c (visszahívás, c = 300,000 km másodpercenként) alig különbözik a földről, és visszatérünk a megszokott, kényelmes világa iskola mechanika.
Mindazonáltal a hatásait relativitás figyelembe kell venni például, amikor szinkronizálja óráját a GPS-műholdak, a földi rendszer a pontos munkavégzés helymeghatározó rendszer. Ezen túlmenően, a lassulás ideje hatás vizsgálata elemi részecskék. Sokan közülük nem stabilak, és nagyon rövid idő alatt átalakul a másik. Általában azonban gyorsan mozog, és így idő előtt átkonvertálni a megfigyelő szemszögéből van nyújtva, amely lehetővé teszi számukra, hogy regisztráljon és vizsgálja.
A speciális relativitáselmélet adódott össze kell egyeztetni az elektromágneses elmélet a fény a mechanika gyorsan (és állandó sebességgel) mozgó testek. Költözése után Németországban, Einstein befejezte az általános relativitáselmélet (GR), amely hozzáadódik az elektromágneses és a mechanikai jelenségek a gravitáció. Kiderült, hogy a gravitációs mező lehet leírni, mint egy deformációja térben és időben egy hatalmas testet.
Egyik következménye a görbület GR a fénysugár útját, amikor a fény áthalad közelében egy nagy tömeget. Az első kísérlet a kísérleti igazolása az általános relativitáselmélet volt tartandó 1914 nyarán felügyelete alatt egy napfogyatkozás a Krímben. Ugyanakkor a német csapat csillagászok internálták háborúval kapcsolatban. Ez bizonyos értelemben mentett GRT hírnevét, mert abban a pillanatban az elmélet hibákat tartalmazott, és így téves előrejelzést a hajlásszöge a fény.
1919-ben, a brit fizikus Arthur Eddington alatt napfogyatkozás megfigyelése szigetén Principe ki a nyugat-afrikai partok tudta megerősíteni, hogy a fény csillag (volt látható az a tény, hogy a nap nem szorította), elhaladva a Nap által eltérített pontosan egy szög, amely előre az egyenlet Einstein.
Nyitva Eddington tette Einstein egy szupersztár.
Hetedik nap a 1919 novemberében a magassága a párizsi békekonferencián, amikor a figyelmet, úgy tűnik, arra kell összpontosítani, hogy milyen lesz a világ létezni, miután az első világháború, a londoni The Times újság kijött egy szerkesztői: „A forradalom a tudomány: egy új elmélet a világegyetem, Newton ötletek legyőzni ".
Riporterek követett Einstein mindenhol, zaklató megkeresések megmagyarázni a relativitáselmélet dióhéjban, és a termek, ahol Ő adta előadások, tele voltak (ebben az esetben megfelelően kortársak Einstein nem volt túl jó előadó; diákok kevéssé értették a lényegét az előadás, de még mindig jött, hogy egy híresség).
1921-ben Einstein együtt egy angol biokémikus és jövőbeni elnöke Izrael Chaim Weizmann Elmentem egy előadás túra az Egyesült Államok az anyagi források, hogy támogassa zsidó telepek Palesztinában. A The New York Times, «The Metropolitan Opera voltak elfoglalva az összes helyet a zenekari árokba, hogy az utolsó sorban galorki, több száz ember állt a folyosón.” Levelező hangsúlyozta: „Einstein beszélt németül, de alig várja, hogy lássa és hallja az ember, amely kiegészítette a tudományos koncepció az univerzum egy új elmélet a tér, az idő és a mozgás, elfoglalta a helyet teremben. "
Annak ellenére, hogy a siker a nagyközönség, a tudományos közösség relativitáselmélet fogadta nagy nehezen.
Tól 1910-1921 progresszív gondolkodású kollégákkal tízszer jelölték Einstein a fizikai Nobel-díjat, de a konzervatív minden alkalommal, amikor a Nobel-bizottság elutasította, hivatkozva arra, hogy a relativitáselmélet még nem kapott elegendő kísérleti megerősítést.
Miután az expedíció, Eddington kezdődött minden, hogy nagyobb botrány, és 1921-ben, még mindig nem győzte meg a bizottság tagjai tudomásul elegáns megoldás - a díjat Einstein-díj, nem beszélve a relativitáselmélet, nevezetesen: „Mert szolgáltatások elméleti fizika és főleg az ő felfedezése a törvény a fotoelektromos hatást. "
Árja fizika ellen Einstein
Einstein népszerűsége a nyugati okozott fájdalmas reakció kollégák Németországban, melyeket gyakorlatilag után izolált militáns kiáltvány 1914 és a vereség az első világháború. 1921-ben Einstein volt az egyetlen német tudós, aki meghívást kapott a világ Solvay fizika kongresszusa Brüsszelben (amit azonban figyelmen kívül hagyni javára az utazás az USA A Weizmann).
Ugyanakkor, annak ellenére, hogy ideológiai különbségek, a legtöbb hazafias kollégái Einstein sikerült fenntartani a baráti kapcsolatok. De a szélsőjobboldali diákok és kutatók, Einstein szerzett hírnevet, mint egy áruló, aki kopogtat német tudományos tévútra.
Az egyik képviselője ebben a szárnyban volt Lénárd Fülöp. Annak ellenére, hogy 1905-ben egy kísérleti tanulmány elektronok, így a fényelektromos hatás, Lenard megkapta a fizikai Nobel-díjat, mindig szenvedett az a tény, hogy hozzájárulása a tudomány nem ismeri eléggé fokozatot.
Először 1893-ban, ő kölcsönözte a kisülési cső házi Röntgen, és 1895-ben Röntgen felfedezte, hogy a kisülési csövek bocsátanak ki eddig ismeretlen a tudomány sugarak. Leonard úgy véli, hogy a nyílást kell legalább minősül közös, de a dicsőség az a felfedezés és a fizikai Nobel-díjat 1901-ben ment egy Röntgen. Lenard méltatlankodott, és azt mondta, hogy az anya-sugarak, míg a X-ray csak egy szülésznő. Ebben az esetben, nyilvánvalóan, a döntő kísérletek röntgencső Lenard még nem használják.
Másodszor, Lénárd sokkal megsértődött brit fizikus. Kifogásolta a kiemelt felfedezése elektron Thomson és azzal vádolta a brit tudós, hogy helytelenül hivatkozik a munkáját. Lenard létrehozott egy atom modell, amely lehet tekinteni az előfutára a Rutherford modell volt, de nem jelölt megfelelően. Nem meglepő, hogy Leonard úgynevezett angol nemzet önző és álnok kereskedők, és a németek, éppen ellenkezőleg - a nemzet hősök és miután az első világháború, felajánlotta, hogy gondoskodjon a brit szellemi Continental blokádot.
Harmadszor, Einstein tudta elméletileg megmagyarázni a fotoelektromos hatás, és Lénárd 1913-ban, még mielőtt a vita kapcsolatos háború, még beajánlotta egy professzori. De a Nobel-díjat a felfedezés a törvény a fotoelektromos hatás 1921-ben adta egy Einstein.
Az elején a 20-as évek általános volt egy nehéz időszak a Lenard. Ő összecsaptak baloldali eszmék lelkesedéssel diákok és nyilvánosan megalázták, amikor a gyilkosság után a zsidó liberális politika eredetéről, és a német külügyminiszter Walter Rathenau volt hajlandó dip a zászlót, hogy az intézet épülete Heidelberg.
Megtakarított pénzét befektetni, hitelviszonyt megtestesítő értékpapírok a kormány, égettek eredményeként az infláció, és 1922-ben a hatása az alultápláltság, a háború alatt a halál az egyetlen fia. Lenard vált hajlamos azt hinni, hogy a probléma a német (a német Science) az eredménye egy zsidó összeesküvés.
A közeli munkatársa Lénárd ebben az időben vált Johannes Stark, a fizikai Nobel-díjat 1919-ben, szintén hajlamosak hibáztatni a saját hibák a machinációk a zsidókat. Stark a háború után, szemben a liberális Fizikai Társaság szervezésében a konzervatív „német szakmai közösség főiskolán tanár”, amellyel megpróbálta irányítani a kutatás finanszírozását, és a találkozó a tudományos és oktatási helyzetét, de nem Sikerült neki. Miután nem tudta megvédeni egy végzős hallgató, 1922-ben Stark azt mondta, hogy van körülvéve csodálói Einstein, és lemondott a poszt egyetemi tanár.
1924-ben, hat hónap után a müncheni sörpuccs a Grossdeutsche Zeitung újságban megjelent egy cikk Lenard és Stark, „Hitler és a szellem a tudomány.” A szerzők összehasonlították az Hitler ilyen óriások a tudomány, mint a Galileo, Kepler, Newton, és Faraday ( „Mit boldogság, hogy a zseni a testben élő köztünk! „), és azt is dicsérte az árja zseni és elítélte a bomló Judaizmus.
Szerint a Lenard és Stark, a tudomány vészes zsidó befolyás nyilvánult meg az új területeken az elméleti fizika - quantum mechanika és a relativitáselmélet, igényes elutasítása régi ötletek és egy bonyolult és szokatlan matematikai készülékek.
Az idősebb generáció a tudósok, még azok is, tehetséges, mint Leonard, ez volt a kihívás, hogy kevesen voltak képesek elfogadni.
Lenard szemben a „zsidó”, vagyis az elméleti fizika „árja”, azaz kísérleti, és követelte, hogy a német tudomány összpontosított az utóbbi. Az előszót a könyv „német fizika”, ezt írta: „A német fizikus? - Kérdezze meg az embereket. Azt is mondhatnám, az árja fizika, vagy a fizika északi népek bejelentők fizika, fizika, akik megalapították a tanulmány természettudományos. "
Hosszú ideig, „árja fizika” Lénárd és Stark maradt marginális jelenség, és a különböző fizikai származási részt vettek Németországban, elméleti és kísérleti kutatások a legmagasabb szinten.
Minden megváltozott, amikor 1933-ban lett Németország kancellárja Adolf Hitler. Einstein, aki abban az időben az Egyesült Államokban, nem volt hajlandó a német állampolgárságot, és tagsága Tudományos Akadémia és Akadémia elnöke, Max Planck üdvözölte a döntést: „Annak ellenére, hogy a mély szakadék tátong a politikai nézetek, a személyes barátság mindig változatlan marad” - nyugtatta Einstein személyes levelezés. Azonban néhány tagja a Tudományos Akadémia is bosszantott az a tény, hogy Einstein nem volt ideje demonstratív zárni azt.
Hamarosan Johannes Stark elnöke lett a Fizikai-Műszaki Intézet és a Német Kutatási Alapítvány. A következő évben Németországban hagyott negyede fizikusok és az elméleti fizikusok felét.