كما خاض ألبرت أينشتاين للعالم الأوروبي والفيزياء النظرية
تشكيل / / December 19, 2019
في بداية القرن العشرين في الفيزياء واكتشافات هائلة، بعضها ينتمي إلى ألبرت أينشتاين، الخالق للنظرية النسبية العامة.
العلماء على وشك نظرة جديدة تماما للكون، الذي هو مطلوب منهم الشجاعة الفكرية، وعلى استعداد للتدخل في النظرية والمهارات اللازمة للتعامل مع مجمع جهاز رياضي. دعوة التي تلقتها، وليس كل شيء، وكما يحدث في النقاش العلمي فرضه الخلافات السياسية التي سببها أولا الحرب العالمية الأولى، ثم - وصوله الى السلطة من هتلر في ألمانيا. اينشتاين وعلى الفور ثبت حول شخصية رئيسية التي كسرت الرمح.
اينشتاين ضد كل
ورافق الحرب العالمية الأولى من قبل تصاعد وطني بين سكان الدول الأطراف، بما في ذلك العلماء.
في ألمانيا في عام 1914، و 93 من العلماء والفنانين، بما في ذلك ماكس بلانك وفريتز هابر ويلهلم رونتجن، نشر بيانا، يعرب عن دعمه الكامل للحكومة والحرب، وهو ما يؤدي: "نحن، ممثلي العلم والفن الألماني، أن تعلن عن احتجاج العالم الثقافي ضد الكذب والافتراء، والتي يحاول أعداؤنا لتلويث الشيء الصحيح في ألمانيا المفروضة عليه صراع الثقيلة ل الوجود. <...> بدون العسكرية الألمانية الثقافة الألمانية قد دمرت منذ زمن طويل في مهدها. العسكرية الألمانية هو مشتق من الثقافة الألمانية، وانه ولد في بلد، مثل أي بلد آخر في العالم يتعرضون للعدة قرون، نهب الغارات. "
ومع ذلك وجدت العالم الألماني، الذي تحدث بقوة ضد هذه الأفكار. ألبرت أينشتاين نشرت في عام 1915 عودة البيان "الأوروبيين": "لم يحدث من قبل منذ الحرب لم تنتهك تفاعل الثقافات. <...> واجب الأوروبيين الذين لديهم التعليم وحسن النية - لا تستطيع أن تعطي في أوروبا ". ومع ذلك، فإن هذا النداء، باستثناء أينشتاين وقعت ثلاثة أشخاص فقط.
أصبح العالم الألماني اينشتاين قريب جدا، على الرغم من ولدوا في ألمانيا. المدارس والجامعات تخرج في سويسرا، وسنوات ثم ما يقرب من عشر، ومختلف الجامعات الأوروبية رفضت له القبول في العمل. ويعزى ذلك جزئيا إلى حقيقة كيف تحولت أينشتاين للنظر في ترشيحه.
وهكذا، في رسالة وجهها الى بول درود، خالق نظرية الالكترون من المعادن، وأشار أولا إلى خطأين في نظريته، وبعد ذلك فقط طلب منه تولي هذه المهمة.
ونتيجة لذلك، كان آينشتاين إلى تسوية في مكتب براءات الاختراع السويسري في برن، وفقط في نهاية عام 1909، وكان قادرا على الحصول على منصب في جامعة زيوريخ. وبالفعل في عام 1913، وماكس بلانك نفسه مع المستقبل الحائز على جائزة نوبل في الكيمياء فالتر نيرنست وصل شخصيا في زيوريخ ل إقناع آينشتاين أن يأخذ الجنسية الألمانية، والانتقال إلى برلين وأصبح عضوا في الأكاديمية البروسية للعلوم ومدير معهد الفيزياء.
كان العمل بالنسبة لآينشتاين في مكتب براءات الاختراع منتجة بشكل مثير للدهشة من جهة النظر العلمية. وقال "عندما مشى شخص ما، وأنا بطحه مذكراتها في درج وتظاهرت أن تشارك في أعمال براءات الاختراع" - فذكر. 1905 نزل في التاريخ كعلم اقتربت بإحراز"بإحراز انوس".
كان هذا العام في مجلة انالين دير PHYSIK أربع مواد من آينشتاين، الذي كان قادرا على وصف نظريا الحركة البراونية أوضح، باستخدام بلانك فكرة كمات الخفيفة، التأثير الكهروضوئي، أو انبعاث الإلكترون من تأثير المعادن عندما المشع مع ضوء (في ذلك J. التجربة. J.. اكتشف طومسون الإلكترون)، وتقديم مساهمة حاسمة في خلق نظرية النسبية الخاصة.
صدفة مدهشة: نظرية النسبية ظهرت في وقت واحد تقريبا مع نظرية الكم، ومثلما فجأة ودون رجعة تغيرت أسس الفيزياء.
في القرن التاسع عشر تأسست عليه بقوة الطبيعة الموجية للضوء، ومهتما العلماء في بنية المادة، التي موجات تنتشر.
على الرغم من أن أحدا لم ينظر بعد في الهواء (ما يسمى هذه المادة) مباشرة، ولا شك، أنه موجود ويتخلل كامل وقال إن الكون لا تنشأ: كان من الواضح أن موجة ينبغي أن تمتد إلى بعض المتوسط مرنة، على غرار الدوائر من حجر يلقى في الماء: سطح الماء عند نقطة من الحجر حدوث يبدأ في التأرجح، وكما هو مرن، وتنتقل الاهتزازات إلى النقطة المجاورة منها - لالمجاورة و هلم جرا. وجود الأشياء المادية التي لا يمكن رؤيتها بمساعدة الأدوات المتاحة، بعد اكتشاف الذرات والإلكترونات، أيضا، ليس من المستغرب.
أحد الأسئلة البسيطة التي الفيزياء الكلاسيكية لا يمكن أن تجد جوابا، هو: يهتم ما إذا كان الهواء الهيئات في ذلك تتحرك؟ وبحلول نهاية القرن التاسع عشر بعض التجارب أظهرت بوضوح أن الأثير هو مجرور بالكامل من قبل الأجسام المتحركة، وغيرها، وليس أقل من مقنع - وهذا هو مهتمة فقط في جزء.
الدوائر على الماء - مثال واحد من موجة في وسيلة مرنة. إذا لم يكن هناك جسم متحرك يحمل استر من ذلك، فإن سرعة الضوء بالنسبة للهيئة تتكون من سرعة الضوء بالنسبة إلى الأثير والأكثر من سرعة الجسم. إذا كان يحمل تماما استر (كما يحدث عندما تتحرك في سائل لزج)، سرعة الضوء بالنسبة إلى الجسم تساوي سرعة الضوء بالنسبة إلى الأثير ولا تعتمد على سرعة الجسم.
في عام 1851 العام أظهر الفيزيائي الفرنسي لويس فيزيو أن استر جزئيا المهتمة في تيار تتحرك من الماء. في سلسلة من التجارب 1880-1887 في أمريكا ألبرت ميكلسون وإدوارد مورلي، من جهة، وأكد بدقة أكبر فيزيو إبرام ومع والآخر - وجدنا أن تدور الأرض حول الشمس، يحمل تماما الأثير جنبا إلى جنب، وهذا هو، وسرعة الضوء في العالم لا يعتمد على كيف التحركات.
لتحديد كيفية تحرك الأرض بالنسبة إلى الأثير، نيكلسون ومورلي إنشاء جهاز خاص، وتداخل (انظر. مخطط أدناه). ضوء من مصدر يقع على لوحة شبه شفافة، وينعكس جزئيا من مرآة 1 و جزئيا يمر على المرآة 2 (المرآة هي على مسافة واحدة من لوحة). الحزم الذي ينعكس من المرايا، ثم إعادة إدخال على لوحة شفافة ومنه تأتي معا في كاشف، حيث نمط التدخل.
عندما تتحرك الأرض بالنسبة إلى الأثير، على سبيل المثال في اتجاه مرآة 2، ثم سرعة الضوء في الاتجاهات الأفقية والعمودية سوف لا مباراة، من شأنها أن تؤدي إلى تحول من مراحل الموجة المنعكسة من المرايا المختلفة لكشف (على سبيل المثال، كما هو مبين في الرسم البياني، أسفل اليمين). في الواقع، لم يكن لوحظ نزوح (انظر. اليسار السفلي).
آينشتاين مقابل نيوتن
في محاولة لفهم حركة الأثير، وانتشار الضوء في ذلك لورنتز وعالم الرياضيات الفرنسي هنري بوانكاريه كان تشير إلى أن حجم الأجسام المتحركة تتغير بالمقارنة مع حجم الثابتة وعلاوة على ذلك، فإن الوقت لجسم متحرك يتدفق ببطء أكثر. فمن الصعب أن نتصور - ولورنتز تعتبر هذه الافتراضات أشبه خدعة رياضية من ل تأثير مادي - ولكن يسمح لهم الاتفاق على اليات، ونظرية الكهرومغناطيسية للضوء والبيانات التجريبية.
اينشتاين في مقالين في عام 1905 يمكن على أساس اعتبارات بديهية لإنشاء نظرية متماسكة، فيه كل هذه التأثيرات المذهلة هي نتيجة لاثنين المسلمات:
- سرعة الضوء هي ثابتة ولا تعتمد على كيفية مصدر الخطوة والمتلقي (ويساوي تقريبا 300،000 كم / ثانية).
- إلى أي نظام فيزيائي القوانين الفيزيائية هي نفسها بغض النظر عن ما إذا كان يتحرك دون تسارع (في أي سرعة) أو في بقية.
وجاء في الصيغة المادية الأكثر شهرة - E = MC2! وعلاوة على ذلك، بسبب حركة الأثير مسلمة أول توقف لها قيمة أينشتاين التخلي عنها ببساطة - ضوء يمكن أن تنتشر في الفراغ.
تأثير اتساع الوقت، على وجه الخصوص، يؤدي إلى "مفارقة التوأمين" الشهيرة. إذا كان أحد التوائم اثنين، إيفان، يتم إرسالها على متن مركبة فضاء إلى النجوم، والثاني، بيتر، لا تزال تنتظر منه على الأرض، بعد عودة تبين أن إيفان والذين تقل أعمارهم عن بيتر، لأن الوقت بالنسبة له للتحرك سفينة الفضاء بسرعة تدفقت ببطء أكثر الأرض.
بهذا المعنى، فضلا عن غيرها من الاختلافات بين نظرية النسبية من آليات العادية، يظهر فقط في ضخمة سرعة وقابلة للمقارنة لسرعة الضوء، ولذا فإننا لم نعهدها لهم في حياتهم اليومية الحياة. لالسرعة العادية التي نجتمع في العالم، وجزء ت / ج (أذكر، ج = 300000 كيلو متر في الثانية الواحدة) يختلف قليلا جدا من الأرض، ونعود إلى عالم مألوف ومريح للميكانيكا المدرسة.
ومع ذلك، يجب النظر في الآثار النسبية، على سبيل المثال، عندما تتزامن مدار الساعة لالأقمار الصناعية GPS، مع نظام الأرضي للدقة نظام تحديد المواقع العمل. وبالإضافة إلى ذلك، فإن تباطؤ تأثير الوقت هو التحقيق من الجسيمات الأولية. وكثير منهم غير مستقر وفي وقت قصير جدا تحولت إلى الآخر. عادة، ومع ذلك، فإنها سرعان ما تتحرك، وبالتالي الوقت قبل تحويلها إلى وجهة نظر المراقب وجهة نظر تمتد، مما يسمح لهم بالتسجيل والتحقيق.
نظرية النسبية الخاصة نشأت من الحاجة إلى التوفيق بين النظرية الكهرومغناطيسية للضوء مع الميكانيكا بسرعة (وبسرعة ثابتة) من الأجسام المتحركة. بعد انتقاله إلى ألمانيا، أكملت اينشتاين نظريته النسبية العامة (GR)، التي تضاف إلى الظواهر الكهرومغناطيسية والميكانيكية الجاذبية. واتضح أن مجال الجاذبية يمكن وصفها بأنها تشوه المكان والزمان من قبل هيئة واسعة النطاق.
واحد نتيجة لانحناء GR هو مسار شعاع عندما يمر الضوء بالقرب من كتلة كبيرة. وكانت المحاولة الأولى في التحقق التجريبي من النسبية العامة التي ستعقد في صيف عام 1914 تحت إشراف كسوف الشمس في شبه جزيرة القرم. ومع ذلك، كان يعتقل فيه المنتخب الألماني من علماء الفلك في اتصال مع الحرب. ومن بالمعنى حفظ GRT سمعة لأنه في لحظة نظرية احتوت على أخطاء وقدم التنبؤ غير صحيح من زاوية انحراف شعاع.
في عام 1919، الفيزيائي البريطاني آرثر إدينجتون خلال مراقبة كسوف الشمس في جزيرة برينسيبي قبالة الساحل الغربي لأفريقيا كانت قادرة على تأكيد أن الضوء نجم (كان ينظر من خلال حقيقة أن الشمس لم يحجب)، ويمر من الشمس وتهرب من زاوية بالضبط، والذي يتنبأ المعادلة أينشتاين.
جعل افتتاح إدينجتون أينشتاين نجما.
اليوم السابع من شهر نوفمبر عام 1919، في ذروة مؤتمر باريس للسلام، عندما كل الاهتمام، فإنه يبدو، ينبغي أن تركز على كيف يمكن للعالم ستكون الوجود بعد الحرب العالمية الأولى، وجاءت صحيفة لندن تايمز خارجا مع افتتاحية: "إن الثورة في العلم: نظرية جديدة للكون، والأفكار نيوتن هزم ".
السعي للصحفيين أينشتاين في كل مكان، مضايقة طلبات لشرح النظرية النسبية باختصار، والقاعات، حيث وقدم المحاضرات العامة، امتلأت (في هذه الحالة، وفقا لمعاصريه، كان أينشتاين ليست جيدة جدا محاضر. كان الطلاب القليل من الفهم جوهر المحاضرة، ولكن لا يزال جاء لرؤية المشاهير).
في عام 1921، آينشتاين جنبا إلى جنب مع الكيمياء الحيوية ومستقبل الرئيس اللغة الإنجليزية من إسرائيل حاييم وايزمان ذهبت في جولة محاضرات في الولايات المتحدة إلى صناديق رفع لدعم المستوطنات اليهودية في فلسطين. ووفقا لصحيفة نيويورك تايمز، «كانت أوبرا متروبوليتان مشغول جميع الأماكن من حفرة الأوركسترا إلى آخر الصف galorki، ومئات من الناس يقفون في الممرات". وأكد المراسل: "تحدثت أينشتاين الألمانية، لكنها تتوق لرؤية وسماع الشخص، التي تكمل المفهوم العلمي للكون نظرية جديدة من الزمان والمكان والحركة، احتلت كل المقاعد في قاعة ".
وعلى الرغم من نجاح عامة الناس، وكان في استقبال نظرية المجتمع العلمية النسبية بصعوبة كبيرة.
من 1910-1921 الزملاء التدريجي التفكير عشر مرات رشحت أينشتاين لجائزة نوبل في الفيزياء، ولكن المحافظ في كل مرة رفضت لجنة نوبل، مشيرا إلى أن نظرية النسبية لم تتلق بعد تجريبية كافية التأكيد.
بعد البعثة، إدينجتون بدأت كل لإعطاء أكبر فضيحة، وفي عام 1921، لا يزال غير مقتنع استغرق أعضاء اللجنة حل أنيق - جائزة جائزة أينشتاين، لم يذكر نظرية النسبية، وهما: "بالنسبة للخدمات إلى الفيزياء النظرية وخصوصا لإكتشافه من قانون الكهروضوئية تأثير ".
الفيزياء الآرية ضد أينشتاين
تسببت شعبية آينشتاين في الغرب رد فعل مؤلم من الزملاء في ألمانيا، والتي كانت معزولة تقريبا بعد بيان المتشددين عام 1914 والهزيمة في الحرب العالمية الأولى. في عام 1921، كان أينشتاين عالم فقط الألماني الذي تلقى دعوة إلى العالم الكونغرس الفيزياء سولفاي في بروكسل (الذي، مع ذلك، تجاهل لصالح رحلة إلى الولايات المتحدة مع وايزمان).
في الوقت نفسه، على الرغم من الخلافات الايديولوجية، مع غالبية الزملاء وطنية تمكن اينشتاين للحفاظ على علاقات ودية. ولكن الطلاب اليمين المتطرف والعلماء، حصل أينشتاين سمعة باعتباره خائنا الذي يقرع في ضلال العلم الألماني.
كان واحدا من ممثلي هذا الجناح فيليب لينارد. وعلى الرغم من حقيقة أن في عام 1905 لدراسة تجريبية من الإلكترونات، مما أدى إلى التأثير الكهروضوئي، لينارد حصل على جائزة نوبل في الفيزياء، وكان يعاني دائما من حقيقة أن مساهمته في العلم لا يعترف بما فيه الكفاية درجة.
أولا، في عام 1893، وقال انه استعار أنبوب التصريف محلية الصنع رونتجن، وفي عام 1895، اكتشف رونتجن أن أنابيب تصريف تنبعث غير معروف حتى الآن لأشعة العلم. يعتقد ليونارد أن افتتاح ينبغي النظر على الأقل مشتركة، ولكن ذهب كل مجد اكتشاف وجائزة نوبل في الفيزياء في عام 1901 إلى واحد رونتجن. كان لينارد ساخطا وقال هذا هو الأشعة الأم، في حين أن الأشعة السينية ليست سوى قابلة. في هذه الحالة، على ما يبدو، في تجارب حاسمة أشعة X أنبوب لينارد لا يزال غير المستخدمة.
ثانيا، كان لينارد أساء كثيرا من قبل الفيزيائي البريطاني. عندما تحدى أولوية اكتشاف الإلكترون في طومسون واتهم عالم بريطاني أنه يشير بشكل غير صحيح إلى عمله. خلقت لينارد نموذجا للذرة، الذي يمكن اعتباره رائد نموذج رذرفورد، ولكن لم يتم وضع علامة بشكل صحيح. ليس من المستغرب، ودعا ليونارد الإنجليزية أمة من الأنانية والتجار مخادع، والألمان، على العكس من ذلك - الأمة الأبطال وبعد الحرب العالمية الأولى، وعرضت لترتيب القاري الفكرية البريطانية الحصار.
ثالثا، كان أينشتاين قادرة على شرح نظريا التأثير الكهروضوئي، ولينارد في عام 1913، وحتى قبل الجدل تتعلق بالحرب، حتى أوصى له لالأستاذية. لكن جائزة نوبل لاكتشافه لقانون التأثير الكهروضوئي في عام 1921 قدم واحدة اينشتاين.
كانت بداية 20S في عام وقت صعب بالنسبة لينارد. اصطدم مع الأفكار اليسارية بحماس من قبل الطلاب وإذلال علنا عندما، بعد مقتل السياسات الليبرالية اليهودية رفض الأصل، والألمانية وزير الخارجية والتر Rathenau الى الانخفاض العلم لبناء معهده هايدلبرغ.
مدخراته استثمارها في سندات الدين الحكومية، وأحرقت نتيجة للتضخم، وفي عام 1922 من آثار سوء التغذية خلال الحرب، وفاة ابنه الوحيد. لينارد أصبح يميل إلى الاعتقاد بأن المشكلة ألمانيا (بما في ذلك العلوم الألمانية) هي نتيجة مؤامرة يهودية.
والمقرب من لينارد في هذا الوقت أصبح يوهانس شتارك، على جائزة نوبل في الفيزياء في عام 1919، كما تميل إلى إلقاء اللوم على فشلهم في مكائد اليهود. ستارك بعد الحرب، في مقابل المجتمع الليبرالي البدنية نظمت المحافظة "الألمانية كلية المجتمع المهنية المعلمين "، والتي حاولت السيطرة على تمويل الأبحاث والتعيين في المناصب العلمية والتدريس، ولكن ليس نجح. بعد فشلها في حماية وهو طالب دراسات عليا في عام 1922، وقال ستارك التي تحيط به من المعجبين أينشتاين، واستقال من منصب أستاذ جامعي.
في عام 1924، بعد ستة أشهر من انقلاب بير هول في Grossdeutsche تسايتونج الصحيفة قد نشرت مقالا لينارد وستارك "هتلر وروح العلم". مقارنة المؤلفين هتلر مع عمالقة من هذا القبيل من العلم كما غاليليو وكيبلر ونيوتن، وفاراداي ( "ما السعادة، أن العبقرية في الجسد الحي بيننا! ")، وأشاد أيضا العبقرية الآرية وأدان متحللة له اليهودية.
ووفقا لينارد وستارك، والذي تجلى العلوم النفوذ اليهودي الخبيث نفسها في مناطق جديدة من الفيزياء النظرية - الكم الميكانيكا والنظرية النسبية، مطالبين برفض الأفكار القديمة واستخدام معقدة وغير مألوفة الرياضية جهاز.
للجيل القديم من العلماء، حتى أولئك الموهوبين ليونارد، كان التحدي الذي كانت قليلة قادرة على قبول.
عارضت لينارد على "يهودية"، وهذا هو، والفيزياء النظرية "الآرية"، وهذا هو التجريبية، وطالب العلم الألماني ركزت على هذا الأخير. في مقدمة كتاب "الفيزياء الألماني"، كتب يقول: "إن الفيزيائي الألماني؟ - نطلب من الناس. ويمكنني أن أقول أيضا الفيزياء الآرية، أو الفيزياء الشمال الأوروبي الناس المخبرين الفيزياء، الفيزياء الذين أسسوا دراسة العلوم الطبيعية ".
لفترة طويلة، ظلت "الفيزياء الآري" لينارد وستارك ظاهرة هامشية، والفيزياء مختلفة كانوا يعملون أصلا في ألمانيا، والبحوث النظرية والتجريبية من أعلى المستوى.
تغير كل شيء عندما في عام 1933 أصبح مستشارا لألمانيا أدولف هتلر. آينشتاين، الذي كان في ذلك الوقت في الولايات المتحدة، رفضت المواطنة والانتماء الألمانية في أكاديمية العلوم ورئيس أكاديمية ماكس بلانك رحب بقرار: "على الرغم من هوة عميقة بين وجهات النظر السياسية لدينا، سوف صداقتنا الشخصية تبقى دائما دون تغيير" - أكد شخصية أينشتاين المراسلات. ومع ذلك، فقد انزعج بعض أعضاء الأكاديمية من خلال حقيقة أن أينشتاين لم يكن لديك الوقت استبعاد برهاني منه.
سرعان ما أصبح يوهانس شتارك رئيس المعهد الفيزيائي التقني ومؤسسة الأبحاث الألمانية. خلال العام المقبل قد غادر ألمانيا ربع جميع علماء الفيزياء وعلماء الفيزياء النظرية النصف.