Альберт эйнштейн реферат по физике

Обновлено: 05.07.2024

Альберт Эйнштейн (1879-1955) родился в Германии, в городе Ульеме 14 марта 1879 года. С 14 лет вместе с семьёй жил в Швейцарии, где в 1900 году окончил Цюрихский политехникум. Уже в период обучения в политехникуме Эйнштейн своим мнением и высказываниями вошел в противоречие с классической Ньютоновской теорией, чем нажил себе недоброжелателей среди преподавателей и коллег. Из-за этого он имел сложности с устройством на работу, т.к. европейские университеты требовали рекомендации и отзывы, которых из-за разногласий с преподавателями у Эйнштейна не было. Наконец, в 1902 году он получает место технического эксперта в патентном бюро города Берна и обретает определенную финансовую стабильность. Это дало возможность Эйнштейну заниматься за счет личного времени, а иногда и украдкой на службе своими исследованиями. Эйнштейн создает специальную теорию относительности, выполняет исследования по статистической физике, броуновскому движению, теории излучения, издает ряд научных статей. Тогда же он открыл закон взаимосвязи массы и энергии (E=MC 2 ) , который лежит в основе всей ядерной энергетики. Работы Эйнштейна получили известность, и в 1909 году он был избран профессором Цюрихского университета, а затем - Немецкого университета в Праге. К этому времени он женат и имел двух детей. В 1914 году Эйнштейн был приглашен преподавать в Берлинский университет. В период своей жизни в Берлине он завершил создание общей теории относительности, развил квантовую теорию излучения. В его теории фотоэффекта свет рассматривается как поток квантов (фотонов) . Существование фотонов было подтверждено в 1922 году в экспериментах американского физика А. Комптона. Эйнштейн установил основной закон фотохимии (закон Эйнштейна) , по которому каждый поглощенный квант света вызывает одну элементарную фотохимическую реакцию. За открытие законов фотоэффекта и работы в области теоретической физики Эйнштейн получил в 1921 году Нобелевскую премию. Эйнштейн был членом многих академий мира и научных обществ. В 1926 году его избрали почетным членом Академии наук СССР В 1933 году после прихода к власти в Германии фашистов Эйнштейн эмигрировал в США, где он работал в Институте высших исследований. Альберт Эйнштейн активно выступал против разработки и создания ядерного оружия, в письме к президенту Рузвельту 11 октября 1939 года он предупреждал о потенциальных последствиях ядерных взрывов. В последние годы жизни Эйнштейн работал над созданием Единой теории поля. Ее смысл, главным образом, заключается в том, чтобы с помощью одного единственного уравнения описать взаимодействие трех фундаментальных сил: электромагнитных, гравитационных и ядерных. Скорее всего, неожиданное открытие именно в этой области и побудило Эйнштейна уничтожить свой труд. Что это были за работы? Ответ, увы, великий физик навеки унес с собой.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Люди и эпоха. Альберт Эйнштейн.

Григорьева О.В., учитель физики

Альберт Эйнштейн — (1879-1955), физик-теоретик, создатель теории относительности, автор основополагающих трудов по квантовой теории и статистической физике, один из основателей современной физики, иностранный член-корреспондент РАН (1922) и иностранный почетный член АН СССР (1926).

А. Эйнштейн родился 14 марта 1879 года в городе Ульме на юге Германии, в небогатой еврейской семье. Его отец, Герман Эйнштейн (1847—1902), был совладельцем маленького предприятия по производству перьевой набивки для матрасов и перин. Мать, Паулина Эйнштейн (в девичестве Кох, 1858—1920) была из семьи состоятельного торговца кукурузой ЮлиусаДерцбахера.

Летом 1880 года в Мюнхене, куда переехала семья Эйнштейна, Герман Эйнштейн вместе с братом Якобом открыл небольшую фирму по торговле электрическим оборудованием. Вскоре, в Мюнхене родилась младшая сестра Эйнштейна Мария (Майя, 1881—1951).

Начальное образование Альберт Эйнштейн получил в католической школе в Мюнхене. В возрасте 11-13 лет Эйнштейн пережил состояние глубокой религиозности. Но мальчик очень много читал и, вскоре, чтение научно-популярных книг сделало его вольнодумцем и навсегда вселило в него скептическое отношение к авторитетам. С шести лет, по инициативе матери Эйнштейн начал заниматься игрой на скрипке. Впоследствии, увлечение музыкой сохранилось и стало неотъемлемой частью жизни Эйнштейна. Много лет спустя, находясь в США в Принстоне, в 1934 году Альберт Эйнштейн дал концерт, все сборы с которого пошли в пользу эмигрировавших из нацистской Германии учёных и деятелей культуры. На своей скрипке Эйнштейн исполнял произведения Моцарта, чьим страстным поклонником он являлся.

Как это ни странно, но в гимназии он не был в числе первых учеников. Единственными предметами, где он преуспевал, были математика и латынь. Эйнштейну очень многое не нравилось в гимназии — в частности, устоявшаяся система механического заучивания материала гимназистами, а также авторитарное отношение учителей к ученикам. Он считал, что излишняя зубрежка наносит вред самому духу учёбы и творческому мышлению. Из-за этих разногласий Альберт Эйнштейн часто вступал в споры со своими преподавателями.После того как дела отца в 1895 г. пришли в упадок, семья переселилась в Милан. Эйнштейн остался в Мюнхене, но вскоре оставил гимназию, так и не получив аттестата, и присоединился к своим родным.

Эйнштейн выдвинул удивительный и на первый взгляд парадоксальный постулат, что скорость света для всех наблюдателей, как бы они ни двигались, одинакова. Этот постулат (при выполнении некоторых дополнительных условий) приводит к полученным ранее ХендрикомЛоренцом формулам для преобразований координат и времени при переходе из одной инерциальной системы отсчета в другую, движущуюся относительно первой. Но Лоренц рассматривал эти преобразования как вспомогательные, или фиктивные, не имеющие непосредственного отношения к реальному пространству и времени. Эйнштейн понял реальность этих преобразований, в частности, реальность относительности одновременности.

Таким образом, принцип относительности, установленный для механики еще итальянским ученым и физиком Галилеем, был распространен на электродинамику и другие области физики. Это привело, в частности, к установлению важного универсального соотношения между массой М, энергией Е и импульсом Р: E2= М2 c4 + P2 с2 (где с — скорость света), которое можно назвать одной из теоретических предпосылок использования внутриядерной энергии.

Значительная роль Альберта Эйнштейна и в создании квантовой теории. Если Планк квантовал лишь энергию материального осциллятора, то Эйнштейн ввел в 1905 году представление о дискретной, квантовой структуре самого светового излучения, рассматривая последнее как поток квантов света, или фотонов (фотонная теория света). Таким образом, Эйнштейну принадлежит теоретическое открытие фотона, экспериментально обнаруженного в 1922 году Комптоном. Исходя из квантовой теории света, объяснил такие явления, как фотоэффект (закон Эйнштейна для фотоэффекта), правило Стокса для флюоресценции, фотоионизацию и др., которые не могла объяснить электромагнитная теория света. За эти исследования в 1921 году ученому была присуждена Нобелевская премия по физике. В 1907 году распространил идеи квантовой теории на физические процессы, непосредственно не связанные со светом. В частности, рассмотрев тепловые колебания атомов в твердом теле и использовав идеи квантовой теории, объяснил уменьшение теплоемкости твердых тел при понижении температуры, разработав первую квантовую теорию теплоемкости твердых тел. В 1909 году впервые рассмотрел корпускулярно-волновой дуализм для излучения, а также флуктуации энергии равновесного излучения, получив формулу для флуктуаций энергии. В 1912 году установил основной закон фотохимии: каждый поглощенный фотон вызывает одну элементарную фотореакцию (закон Эйнштейна). Предсказал в 1916 году явление индуцированного излучения, ввел вероятности спонтанного и вынужденного излучений (коэффициенты Эйнштейна).

В статистической физике развил в 1905 году молекулярно-статистическую теорию броуновского движения, в 1924-25 годах создал квантовую статистику частиц с целым спином (статистика Бозе-Эйнштейна).

В 1915 году предсказал и совместно с В. де Гаазом экспериментально обнаружил эффект изменения механического момента при намагничивании тела (эффект Эйнштейна-де Гааза).

В 1915 году завершил создание общей теории относительности, или современной релятивистской теории тяготения, установившей связь между пространством-временем и материей. К ее созданию Эйнштейна привел анализ известного факта, что отношение инертной массы тела к гравитационной одинаково для всех тел (принцип эквивалентности). Этот принцип вместе с принципом относительности лег в основу общей теории относительности, объяснившей сущность тяготения, состоящую в изменении геометрических свойств, искривлении четырехмерного пространства-времени вокруг тел, которые образуют поле (любая масса влияет на метрику окружающего пространства). Вывел уравнение, описывающее поле тяготения - уравнение Эйнштейна (в 1915 году общековариантные уравнения гравитационного поля получил также Гильберт). Для проверки своей теории предложил три эффекта: искривление светового луча в поле тяготения Солнца, смещение перигелия Меркурия и гравитационное красное смещение. Эти эффекты, как показали последующие эксперименты, действительно действуют и количественно правильно предсказывались общей теорией относительности. В 1916 году постулировал гравитационные волны и в 1918 году вывел формулу для мощности гравитационного излучения.

Общая теория относительности обусловила бурное развитие космологии как науки. Исходя из этой теории, Альберт Эйнштейн в 1917 году предложил новую модель Вселенной, согласно которой Вселенная представляет замкнутое трехмерное пространство (трехмерную сферу) конечного объема и неизменна во времени. Однако эта модель не соответствует действительности, поскольку Вселенная нестационарна, она расширяется. Впервые это теоретически показал А. А. Фридман, а в 1929 году было подтверждено наблюдениями (явление разбегания галактик).

Начиная с 1933 года, работы Эйнштейна были посвящены вопросам космологии и единой теории поля. Однако попытки построить такую теорию окончились неудачей. В работах Эйнштейна поднят ряд гносеологических проблем, но его философские взгляды не всегда последовательны.

Альберт Эйнштейн - выдающийся физик-теоретик, один из основоположников современной теоретической физики, которому принадлежит заслуга разработки и введения в науку целого ряда крупных физических теорий, в частности, теории относительности. Ему принадлежат труды, легшие в основу статистической физики и квантовой теории. Идеи Эйнштейна привели к принципиально иному, в сравнении с ньютоновским, пониманию физической сути времени и пространства, созданию новой теории гравитации.

Имя Альберта Эйнштейна вошло в перечень самых выдающихся людей XX столетия и одного из величайших ученых всех времен.

Величие, сделанного Эйнштейном в науке, трудно переоценить. Сейчас нет практически ни одной ветви современной физики, где, так или иначе, не присутствовали бы фундаментальные понятия квантовой механики или теории относительности.

Но, пожалуй, еще важнее уверенность, которую своими трудами вселил в ученых Эйнштейн, что природа познаваема и ее законы красивы. Стремление к этой красоте и составляло смысл жизни великого ученого.

Список использованной литературы:

Лекции

Лабораторные

Справочники

Эссе

Вопросы

Стандарты

Программы

Дипломные

Курсовые

Помогалки

Графические

Доступные файлы (1):

Альберт Эйнштейн (нем. Albert Einstein) — физик; один из основателей современной физической теории; создатель Специальной и Общей теорий относительности; лауреат Нобелевской премии по физике 1921 года; его имя прочно ассоциируется с гениальностью и силой человеческого мышления.

Иностранный член-корреспондент РАН (1922г.), иностранный почётный член АН СССР(1926г.).

Эйнштейн жил в Швейцарии (с 1893г.), Германии (с 1914г.) и США (с 1933г.). Создал специальную (1905г.) и общую (1907—1916гг.) теории относительности; открыл закон взаимосвязи массы и энергии (E=mc²), хотя авторство Эйнштейна ставится под сомнение. Автор основополагающих трудов по квантовой теории: ввёл понятие фотона(1905г.), установил законы фотоэффекта, основной закон фотохимии (закон Эйнштейна), предсказал (1916г.) индуцированное излучение. Развил статистическую теорию броуновского движения, заложив основы теории флуктуаций, создал квантовую статистику Бозе — Эйнштейна. С 1933 г. работал над проблемами коcмологии и единой теории поля.

В 30-е годы эмигрировал из Германии в США и позже в знак протеста против национал-социализма отказался от немецкого подданства и вышел из состава Прусской и Баварской Академий наук. Также выступал против войны, в 1940-х — против применения ядерного оружия. В 1940 г. подписал письмо президенту США об опасности создания мощного ядерного оружия в Германии. Горячо поддерживал идею создания еврейского государства.

Альберт Эйнштейн

^ Эйнштейн в 14 лет.

Будучи ребёнком нерелигиозных родителей, Альберт Эйнштейн посещал католическую начальную школу в Мюнхене и до 12-ти лет был довольно глубоко верующим подростком, хотя и не разграничивал христианское и иудейское вероучения. Однако, чтение научно-популярных книг вскоре сделало его вольнодумцем и навсегда породило в нём недоверие к авторитетам.

Обучаясь в Луитпольской гимназии, Альберт Эйнштейн впервые обратился к самообразованию: в возрасте 12 лет в 1891 г. он начал самостоятельно изучать математику с помощью школьного учебника по геометрии. Хотя часто утверждается, будто Эйнштейн был некомпетентен в математике, но это также не соответствует действительности. В гимназии он уже был в числе первых учеников в изучении точных наук, однако укоренившаяся система механического заучивания материала учащимися, которая, как он сам считал, наносит вред самому духу учёбы и творческому мышлению, как и относительно тираническое отношение учителей к ученикам вызывало у Альберта Эйнштейна неприятие, поэтому он часто вступал в споры со своими преподавателями, продолжавшими считать его бесперспективным учеником.

После окончательного разорения отца семейства в 1894 г. Эйнштейны переехали из Мюнхена в Италию в Павию близ Милана. Сам Альберт оставался в Мюнхене ещё некоторое время, чтобы окончить все шесть классов гимназии. Не получив аттестата зрелости, в1895 г. он присоединился к своей семье в Милане. Осенью 1895 г. Альберт Эйнштейн прибыл в Швейцарию, чтобы сдать вступительные экзамены в Высшее техническое училище (Eidgenössische Technische Hochschule) в Цюрихе и стать преподавателем физики. Блестяще проявив себя на экзамене по математике, он в то же время провалил экзамены по ботанике и французскому языку, что не позволило ему поступить в Цюрихский Политехникум. Однако директор училища посоветовал молодому человеку поступить в выпускной класс школы в Аарау (Швейцария), чтобы получить аттестат и повторить поступление.

В Аарау Альберт Эйнштейн посвящал своё свободное время изучению электромагнитной теории Максвелла. В сентябре 1896 г. он весьма успешно сдал все, за исключением экзамена по французскому языку, выпускные экзамены в кантональной школе Аарау, и получил аттестат, а в октябре 1896 г. был принят в Высшее техническое училище в Цюрихе на педагогический факультет. Здесь он познакомился с родившейся в Венгрии сербской студенткой факультета медицины Милевой Марич, впоследствии ставшей его женой. В этом же году Эйнштейн отказался от своего гражданства и стал апатридом. Чтобы получить швейцарское гражданство, ему требовалось выплатить 1000 швейцарских франков, однако бедственное материальное положение его семьи не позволило ему сделать это во время учёбы.

Стиль и методика преподавания в Политехникуме обнаруживали существенные различия с закостеневшей и авторитарной прусской школой, поэтому дальнейшее обучение давалось Альберту куда проще. Однако определённые трудности всё же возникали. В частности, за годы учёбы в Цюрихе у Эйнштейна предельно осложнились отношения с возглавлявшим кафедру физики профессором В. Г. Вебером (однофамильцем знаменитого физика Вильгельма Эдуарда Вебера). Вебер, занимательный лектор и одарённый экспериментатор, оставался чересчур консервативным в своём неприятии новых теорий в электротехнике. В частности, Вебер негативно относился к теории поля Максвелла, будучи сторонником концепции дальнодействия, и в этом плане у него возникали разногласия с молодым учеником, который интересовался трудами Майкельсона и независимо, не зная об опытах Майкельсона, предложил собственную интерференционную методику, но из-за несогласия преподавателя так и не смог провести задуманные им опыты.

1.2.Начало научной деятельности

В 1900г. Эйнштейн закончил Политехникум, получив диплом преподавателя математики и физики. Хотя его успеваемость не была образцовой, однако он серьёзно заинтересовался целым рядом наук, в том числе геологией, биологией, историей культуры, литературоведением, политической экономией. Хотя в следующем, 1901 году Эйнштейн получил и гражданство Швейцарии, но вплоть до весны 1902г. не был способен найти постоянное место работы, он мог лишь подрабатывать, заменяя учителя в Винтеруре. В армию он призван не был из-за плоскостопия и расширения вен. Вследствие отсутствия заработка Альберт Эйнштейн буквально голодал, не принимая пищу по несколько дней подряд. Впоследствии это стало причиной болезни печени, с которой учёный жил до конца жизни.

^ Роберт Оппенгеймер и Эйнштейн.

На некоторое время Эйнштейну удалось устроиться учителем математики и физики в Шафхаузене, в пансионате для иностранцев, поступавших в высшие учебные заведения Швейцарии. Один из друзей Эйнштейна, математик Марсель Гроссман, бывший одновременно и отцом одного из его учеников, рекомендовал Эйнштейна на должность эксперта третьего класса в федеральное Бюро патентования изобретений с окладом 3500 франков в год. Великий физик работал в Бюро патентов Швейцарии с июля 1902г. по октябрь1909г., занимаясь преимущественно патентованием изобретений, связанных с электромагнетизмом. С 1903г. он был постоянным работником Бюро. Характер работы позволял Эйнштейну посвящать свободное время исследованиям в области теоретической физики.

^ Почтовая марка, посвящённая Альберту Эйнштейну

1.4.Статистика Бозе — Эйнштейна

В 1924 молодой индийский физик Шатьендранат Бозе в кратком письме обратился к Эйнштейну с просьбой помочь в публикации статьи, в которой выдвигал предположение, положенное в основу квантовой статистики. Бозе предложил рассматривать свет в качестве газа фотонов. Эйнштейн пришёл к выводу, что эту же статистику можно использовать для атомов и молекул в целом. В1925 Эйнштейн опубликовал статью на немецком языке, в которой излагал модель Бозе, применимую к системам тождественных частиц с целым спином, называемых бозонами. На основании данной квантовой статистики, известной ныне как статистика Бозе — Эйнштейна, двое физиков ещё в середине 20-ых годов теоретически обосновали существование пятого агрегатного состояния вещества — конденсата Бозе — Эйнштейна.

В 1921 году

Занимаясь разработкой статистики Бозе — Эйнштейна, Альберт Эйнштейн одновременно содействовал Эрвину Шрёдингеру в разработке уравнения Шрёдингера, объясняющего свойства волн де Бройля с позиций классической механики, что соответствовало статистике Больцмана. Вместе с тем, Эйнштейн считал, что исследования в данном направлении сочетания классической и квантовой моделей идеального газа менее перспективны, чем дальнейшее развитие статистики Бозе — Эйнштейна, поэтому отказался от соавторства.

Физик, перевернувший представления человечества о Вселенной, Альберт Эйнштейн умер 18 апреля 1955г. в 1 час 25 мин. в Принстоне от аневризмы аорты. Не воспринимая никаких форм культа личности, он запретил пышное погребение с громкими церемониями, для чего пожелал, чтобы место и время захоронения не разглашались. 19 апреля 1955г. без широкой огласки состоялись похороны великого учёного, на которых присутствовало всего 12 самых близких друзей. Его прах был сожжён в крематории Юинг-Симтери, а пепел развеян по ветру…

Альберт Эйнштейн был убеждённым демократическим социалистом, гуманистом, пацифистом и антифашистом. Авторитет Эйнштейна, достигнутый благодаря его революционным открытиям в физике, позволял учёному активно влиять на общественно-политические преобразования в мире.

Альберт Эйнштейн также известен как сторонник создания еврейского государства. Будучи сторонником левого сионизма, он содействовал организации Еврейского университета в Иерусалиме в 1925г. и государства Израиль в 1947г. В 1952г. к нему даже поступило предложение стать президентом Израиля, от которого учёный отказался. Считается, что Эйнштейн был первым за всю историю американским гражданином, которому предлагали стать главой иностранного государства.

2.1.Борьба за мир

Значительным является и вклад Альберта Эйнштейна в борьбу за мир. Используя свою известность во всех странах мира, физик призывал народы мира к сопротивлению агрессивным устремлениям нацистской Германии и её союзников во Второй мировой войне. Опасавшийся возможности создания ядерного оружия в Германии Альберт Эйнштейн был в числе учёных и общественных деятелей, подписавшихся под написанным физиком-эмигрантом из Венгрии Лео Силардом обращением к президенту США Франклину Делано Рузвельту. Обращение взывало к необходимости предупреждения разработки атомного оружия гитлеровской Германией путём ускорения ядерной программы самих США, отмечая, что разрушительный потенциал урана и производных радиоактивных элементов может привести к созданию оружия невиданной раннее разрушительной силы.

Эйнштейн был одним из основателей Пагуошского движения учёных за мир. Хотя его первая конференция проводилась уже после смерти Эйнштейна, в 1957г., но инициатива созвания такого движения была выложена в получившем широкую известность Манифесте Рассела — Эйнштейна (написанном совместно с Бертраном Расселом), предупреждавшем также об опасности создания и применения водородной бомбы. В рамках этого движения Эйнштейн, бывший его председателем, совместно с Альбертом Швейцером, Бертраном Расселом, Фредериком Жолио-Кюри и другими всемирно известными деятелями науки вёл борьбу против гонки вооружений, создания ядерного и термоядерного оружия. После смерти Эйнштейна руководство движением взял на себя Рассел.

Отношение Эйнштейна к вере и религии менялось в течении его жизни.

В 1934 году Эйнштейн становится почетным членом Ассоциации рационалистской прессы, также он работал в комиссии экспертовПервого гуманистического общества Нью-Йорка.

Эйнштейн одобрял работу психолога Пола Диля (англ. Paul Diel), предлагавшего биологические и физиологические основы для нравственности вместо теологических или социологических.

^ Эйнштейн и Нильс Бор

Широкую известность приобрели фотографии Альберта Эйнштейна. Одна из наиболее знаменитых была сделана 11 февраля 1949г. канадским фотографом армянского происхождения Юсуфом Каршем. Однако её популярность была превзойдена фотографией с 72-ого дня рождения физика в 1951г. Фотограф Артур Сасс попросил Эйнштейна улыбнуться для камеры, на что тот показал язык. Это изображение стало иконой современной популярной культуры, представляя портрет одновременно и гения, и жизнерадостного живого человека.

В архивах Нобелевского комитета сохранилось около 60 номинаций Эйнштейна в связи с формулировкой теории относительности, однако премия была присуждена только в результате номинации шведского физика Карла Вильгельма Озеена, в связи с объяснением фотоэлектрического эффекта. Озеен особенно подчеркивал, что на этот раз он номинирует Эйнштейна не в связи с теорией, которая представлялась спорной членам Нобелевского комитета, а в связи с объяснением природного явления, несомненно наблюдаемого в эксперименте. В результате этой номинации Эйнштейн получил премию за 1921 г. задним числом одновременно с Нильсом Бором осенью 1922 г.

* Данная работа не является научным трудом, не является выпускной квалификационной работой и представляет собой результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебных работ.

АЛЬБЕРТ

Я верю в бога Спинозы, проявляющего

Себя в упорядоченности мира, но не в

Бога, занимающегося судьбами и делами

Альберт Эйнштейн родился в немецком городе Ульме, в еврейской семье. Его отец Герман Эйнштейн вместе со своим братом Яковом владел небольшой фабрикой по производству электроприборов. Мать Эйнштейна, фрау Эйнштейн-Кох, хорошо играла на рояле. От неё сыну достался хороший музыкальный слух и любовь к музыке.

Когда Альберту исполнилось десять лет, семья переехала в Мюнхен. Здесь он закончил подготовительную католическую школу и поступил в гимназию. Мальчику плохо давались латынь и греческий. За это его считали слабоумным. Альберт увлекался чтением книг о природе. Любимой его книгой стал учебник по геометрии. За год до окончания гимназии Эйнштейну предложили покинуть это учебное заведение. Он уже тогда высказывал мысль, что Бога нет и всё в природе происходит согласно законам физики и математике.

Некоторое время Эйнштейн перебивался платными уроками физики. Потом один из знакомых Альберта рассказал о его проблемах директору Федерального ведомства патентов в Берне. Благодаря его помощи, Эйнштейна приняли на должность референта патентного бюро третьего класса с годовым жалованьем в три с половиной тысячи швейцарских франков.

Вы великий человек. Ваше искусство понятно всем. О вас знает весь мир.

Чарли Чаплин ответил:

Ваша теория относительности не понятна никому, и о вас знает весь мир. Значит, вы ещё более великий человек.

Теория относительности рассматривает действие законов физики не в привычном нам мире нашей планеты и нашей Солнечной системы, где все объекты движутся с обычными скоростями, - в мире, в котором справедливы законы механики и отсчёта времени, открытые Ньютоном. Эта теория объясняет действие законов физики в масштабах огромной Вселенной, где главные объекты двигаются с огромными скоростями и поэтому процессы и явления этого мира нельзя объяснить с помощью законов Ньютона.

Единственной неизмеримой величиной тогда становится скорость света, потому что ничто не движется с большей скоростью. Зато такие понятия как время и пространство, постоянные при малых скоростях, начинают меняться. Время замедляется, пространство искривляется.

Для объяснения разной скорости течения времени популяризаторы науки придумали такой пример. Двадцатилетний космонавт улетает в космос на ракете, которая движется со скоростью света Его брат-близнец остаётся на Земле. Время при движении со скоростью света замедляется. Поэтому когда через 50 лет космонавт возвращается на Землю, он всё ещё молод, а его встречает бородатый старик – его брат –близнец, ведь на земле время текло по-прежнему. Этот пример приводился во многих популярных книгах по теории относительности. Он обошёл все страны и континенты и запутал всех неспециалистов, которые хотели понять теорию относительности.

Нам кажется, что луч солнца прямой - на самом деле он мчится во Вселенной по кривой, изгибаясь под действием силы притяжения масс материи, из которой состоит сама Вселенная. Это хорошо заметно, когда происходит полное солнечное затмение. Лучи, идущие от звёзд, изгибаются, когда проходят около Солнца.

Согласно расчётам Эйнштейна, наша Вселенная – не просто сфера, наполненная звёздами, а сфера, обладающая четвёртым измерением. Мир, в котором мы живём, - трёхмерный. Все вещи в нём имеют три измерения: длину, ширину и высоту. Представить себе четвёртое измерение очень трудно, почти невозможно. Один из физиков писал, что представить себе четвёртое измерение – всё равно что слепому от рождения вообразить краски.

Чтобы понять, как четырёхмерное пространство отличается от трёхмерного, пользуются представлением о двухмерном пространстве. Двухмерное пространство – это плоскость, на которой есть два измерения: длина и ширина. На такой плоскости могут существовать точки, линии, треугольники, квадраты, круги. Если в двухмерный мир поместить объёмное трёхмерное тело, то для обитателя двухмерного мира он станет двухмерным: куб – квадратом, шар – кругом, сфера – эллипсом. Ведь в двухмерном пространстве лучи двигаются только по самой плоскости, и поэтому видеть можно только то, что соприкасается с этой плоскостью ил пересекает её. И тогда при пересечении плоскости кубом получается квадрат, при пересечении шаром – круг. А если шар не пересекает плоскость, а только касается её, то он вообще воспринимается как точка.

Если представить себе, что в этом двухмерном мире живут двухмерные люди, то, вмешиваясь в их мир из нашего трёхмерного мира, можно творить чудеса. Ведь стены домов в двухмерном мире – это просто линия –квадратов и прямоугольников. Этим домам не нужны крыши. А сами двухмерные люди имеют вид плоских геометрических фигурок. Поэтому из трёхмерного мира можно взять двухмерного человека и перенести его из одного дома в другой, не открывая дверей этих двухмерных домов. И двухмерному человеку будет казаться, что он чудесным образом проник сквозь своё двухмерное пространство. Если любого двухмерного человека поднять над плоскостью, то он исчезает из поля видимости его двухмерного мира – и его никто никогда не сможет найти. Хотя по понятиям трёхмерного мира он будет находиться в сантиметре от тех, кто его ищет.

Вселенная двухмерного мира – это лента Мебиуса – удивительное явление, с помощью которого можно хоть как то представить себе четырёхмерное пространство. Эту ленту впервые описал живший в 19 веке немецкий астроном и геометр Август Фердинанд Мебиус, и она названа его именем. Лента Мебиуса имеет только одну поверхность. Это кажется невероятным. Любая плоскость, лента имеет две поверхности. И чтобы перебраться с одной стороны на другую, нужно перелезть через край ленты.

Если представить, что края ленты очень широки и изогнуты в ширину так же, как лента Мебиуса в длину, и соединены, то получится сфера Мебиуса. Это сфера, вывернутая наизнанку. Двигаясь по её внешней стороне, можно, не пробивая её стенки, попасть внутрь сферы. Это тело и есть в четвёртом измерении. Согласно представлениям Эйнштейна, наша Вселенная имеет именно такой вид, форму, она именно такое тело. Причём Вселенная – не то что внутри этой сферы, а плоскость, плёнка, из которой скручена эта диковинная сфера.

Увидеть нам такую сферу – то же самое, что человеку двухмерного мира увидеть шар, проходящий через его мир – плоскость. Сначала, когда сфера коснётся плоскости, человек двухмерного мира увидит точку, потом маленький круг (срез нижней части сферы), потом маленький круг станет шире, потом ещё шире, потом опять станет уменьшаться, пока не превратится в точку, а потом исчезнет и точка. Если сквозь плоскость двухмерного мира время от времени будут проходить сферы, то двухмерные люди начнут строить гипотезы и догадки, что же это за круги, начинающиеся с точки, увеличивающиеся, а потом сходящиеся на нет. Если кто то из них сумеет понять, представить, что это не просто круги, а трёхмерная сфера, проходящая через плоскость, то он будет Эйнштейном своего двухмерного мира.

Эйнштейн понял четырёх мерность нашей Вселенной, проанализировав математическое описание поверхностей, возникающих в геометрии, созданной великим русским математиком Лобачевским и немецким учёным Риманом. Эту геометрию называют неевклидовой. Согласно её законам, параллельные прямые пересекаются, а самое краткое расстояние между точками не прямая, а кривая – дуга. Эта геометрия похожа на обычную, евклидовую, геометрию, чертежи которой нанесены на выпуклые и вогнутые поверхности. А новая физика, основание которой заложил Эйнштейн, отличается от старой физики так, как топографическая карта местности от огромного глобуса. Иногда теорию относительности называют геометрией пространства – времени.

Формулы Эйнштейна, в которые он математически облёк представления о Вселенной, позволяют вычислить радиус Вселенной. Её кривизна зависит от массы тел, которые её составляют. Массу астрономы нашли через среднюю плотность отдельных участках Млечного Пути, наблюдаемых в телескопы. В результате, согласно формулам Эйнштейна, получилась положительная величина кривизны. Это значит, что Вселенная замкнута, а её радиус равен тридцати пяти миллиардам световых лет. То есть наша Вселенная не бесконечна. Она безгранична, как лента Мебиуса, как сфера в четвёртом измерении.

Всю свою теорию Эйнштейн сформулировал в десяти очень сложных дифференциальных уравнениях тяготения. Эти уравнения имеют несколько вариантов решений. Один из вариантов разработал в 1922 году петербургский учёный Александр Фридман. Согласно его расчётам, получилось, что галактики не могут находиться на постоянном расстоянии друг от друга, а должны разлетятся в разные стороны с огромными скоростями.

Получилось, что Вселенная не только имеет форму трудно представляемой сферы в четвёртом измерении, но она ещё и не стационарна.

Это было настолько необычно, что сам Эйнштейн выступил против решения Фридмана и попытался доказать, что тот ошибся. Но на этот раз ошибся сам Эйнштейн. Пересчитав второй раз, он убедился, что Фридман прав. А спустя несколько лет астрономы открыли знаменитое красное смещение в спектрах далёких галактик, это означает, что галактики в самом деле удаляются от Земли с очень большой скоростью.

Английский физик Джеймс Джинс представил Вселенную в виде мыльного пузыря в четвёртом измерении, раздувающегося на глазах. Голландский художник Эсхер изобразил Вселенную как клубок расползающихся змей.

Современная модель Вселенной носит название Разбегающаяся Вселенная. Возникла теория, согласно которой Вселенная образовалась в результате взрыва от столкновения двух элементарных частиц. Знаменитая формула Эйнштейна Е=мс^2, то есть энергия равняется массе тела частицы, умноженную на возведённую в квадрат скорость света. Скорость света – около 300000 километров в секунду. Эта формула устанавливает связь между массой тела и энергией. Энергия оказалась пропорциональна массе. Но огромный множитель пропорциональности означает, что в самой маленькой частичке любого вещества скрыта необычайно большая энергия. Если высвободить её, то получится взрыв, в результате которого может образоваться Вселенная. Или звезда – например, наше Солнце. Или просто взрыв атомной бомбы такой силы, что она может уничтожить целый город. А если взять большую бомбу, то она разнесёт на кусочки всю нашу планету Земля.

Больше болеть нельзя.

Он написал Эйнштейну письмо, в котором сравнивал значение его теории относительности с открытием Коперника. Макс Планк сразу понял и принял теорию относительности. Физика как наука уже стояла на пороге этой теории. Альберт Эйнштейн сумел сделать шаг и переступить порог. Максу Планку, который сам стоял на этом пороге, был ясен и понятен этот шаг. Но не многие из физиков того времени поняли и оценили открытие Эйнштейна. Макс Планк был одним из самых известных европейских учёных. В своём письме Эйнштейну Планк спрашивал, кто он такой и какое у него научное звание. Эйнштейн ответил, что он – чиновник бюро патентов, эксперт третьего класса, но скоро его повысят и он станет экспертом второго класса.

Прочёл, но ровно ничего не понял.

Несмотря на непререкаемый авторитет Макса Планка, университет отказал Эйнштейну в праве преподавания. Позднее, после личного ходатайства другого крупного учёного с европейским именем Ганса Ладенбурга, Эйнштейну разрешили читать необязательный курс лекций в Бернском университете города Цюриха. На его лекции записалось всего 17 студентов. За чтение этих лекций Эйнштейну уже платили жалование, но меньше, чем он получал в патентном бюро в Берне.

Постепенно к Эйнштейну пришла известность. Очень много для того, чтобы учёный мир принял теорию относительности, сделал Макс Планк и его многочисленные ученики. Макс Планк ввел в науку и сам термин – теория относительности.

Теперь университеты наперебой приглашали Эйнштейна для чтения хотя бы краткого курса лекций. Когда он читал, залы были набиты битком, несмотря на то, что его лекции не отличались доступностью. Сам Эйнштейн не старался овладеть мастерством лектора. Он сказал по этому поводу, что, читая лекции, Элегантность он оставляет портным и сапожникам.

Эйнштейн умел оригинально отвечать на вопросы журналистов. Так, его спросили, ведёт ли он картотеку своих идей. Эйнштейн ответил, что хорошие идеи так редко приходят в голову, что их можно помнить и без картотеки.

Его имя обрастало анекдотами, что сделало его ещё более популярным. Однажды в ответ на какой – то вопрос он показал фотожурналистам язык. Фотографию Эйнштейна, показывающего язык, напечатали все газеты мира. Этот жест великого физика пытались растолковать как некий символ. Одни говорили, что он дразнит человечество, которое не может понять его теорию относительности, другие – что он показывает язык Богу, раскрыв его тайну строения вселенной.

О непонятности теории относительности слагались легенды. Когда Эйнштейн впервые посетил США, с ним встретился президент страны Гардинг, а американский Конгресс должен был принять резолюцию, приветствовавшую прибытие Эйнштейна. Несколько конгрессменов попросили объяснить им теорию относительности. Один из них заявил, что он чуть не сошёл с ума, пытаясь разобраться в теории относительности по популярной книге, и не хочет приветствовать того, чью теорию он не понимает. Приветственная резолюция всё же была принята.

Эйнштейна исключили из Академии наук. Он не мог вернуться в Германию. Но и оставаться в США он тоже не хотел. Эйнштейн никогда не скрывал своих взглядов. Он сочувственно отзывался о коммунизме. Ленина называл совестью человечества. С умилением смотрел советские фильмы. Неоднократно заявлял о своём неверии в Бога. В США у него тоже нашлось много недоброжелателей.

Эйнштейн вернулся в Европу и поселился у бельгийского короля, с семьёй которого у него сложились дружеские отношения. Но после многочисленных угроз от фашистов всё – таки уехал в США. Принстонский институт высших исследований, созданный на деньги американского миллионера Бамбергера, пригласил его на должность руководителя исследовательской группы с пожизненным жалованием и правом приглашения ассистентов по своему усмотрению. Эйнштейн принял это предложение и поселился в Принстоне на улице Мерсер, дом 112.

Из формулы Эйнштейна Е=мс^2 было ясно, что при расчленении атома можно получить огромную энергию. Сам Эйнштейн часто говорил, что, по его мнению, человечество не созрело для того, чтобы разумно использовать атомную энергию. Однажды когда с ним попытался поговорить молодой изобретатель, решивший создать атомную бомбу, Эйнштейн сказал ему:

Я считаю этот проект неправильным по моральным причинам. К тому же его, по – видимому, невозможно осуществить технически.

Когда стало известно, что Нильсу Бору удалось вызвать цепную ядерную реакцию, Эйнштейн понял, что атомная бомба может появиться в самое ближайшее время, и скорее всего в Германии, где для этого созданы все условия. Оп этому поводу Эйнштейн писал американскому президенту Рузвельту:

Благодаря письму Эйнштейна физики, собравшиеся в Америке для создания атомной бомбы, получили возможность успешно выполнить эту работу. Когда первые бомбы были сброшены на японские города, Эйнштейн открыто заявил, что если бы он знал, что фашисты не успеют изготовить атомную бомбу, он никогда не обратился бы к Рузвельту с просьбой о содействии исследованиям в области атомной энергии. Впоследствии он неоднократно выступал с заявлениями, в которых осуждал производство ядерного оружия.

Умер Эйнштейн в Принстонском госпитале. У него началось воспаление мочевого пузыря, врачи предложили ему операцию, но он отказался. Обычное лечение, казалось, шло хорошо, но в одну из ночей, в 1час 25 минут, Эйнштейн неожиданно скончался.

Читайте также: