个人介绍
爱因斯坦与物理学革命

主讲教师:陆埮

教师团队:共1

  • 陆埮
学校: 南京紫金山天文台
专业大类: 天文学
开课专业: 天体物理
学分: 0.2
课时: 2

有一种说法:爱因斯坦成功地领导了20世纪的物理学革命;似乎他又吹响了21世纪物理学革命的号角。可是,21世纪时,爱因斯坦去世已经50多年了,为什么说是他吹响了21世纪物理学革命的号角呢?陆埮教授对此纵观整个物理学的历史,分析21世纪物理的发展状况,从而提出他对这种说法的理解。

教师团队

陆埮

职称:院士

单位:中国科学院

陆埮院士

陆埮院士,天体物理学家。2003年7月调入中国科学院紫金山天文台,同年11月当选为中国科学院院士。长期从事高能天体物理科研和教学工作。2004年起任中国物理学会引力与相对论天体物理分会主任,2006年初兼任南京大学与紫金山天文台共建的粒子-核-宇宙学联合研究中心主任。科研领域包括粒子物理、伽玛射线暴、脉冲星、奇异星和宇宙学等。陆埮院士和他的研究小组在国内外学术刊物上发表论文280余篇,并著有《从电子到夸克》、《宇宙——物理学的最大研究对象》等书。

平易近人

学问之外,陆埮与学生们的关系更像是朋友。一年一度的“饺子派对”就是陆老与弟子们的一大乐事。从1983年起,陆埮每年元旦的下午都要请自己的研究生到家里来包饺子吃,然后晚上和学生们一起边吃茶点,边看他平时录下来的电视剧等节目。最早只有七、八个学生,在陆老那间不大的卧室里,一张方桌已占去了大半空间,大家围坐在一起,自己动手,一边包饺子,一边说着话,天南地北,其乐融融。后来学生人数变为十几、二十几个,包括学生的学生也都加入进来,小小的屋子里每一次都充满着欢声笑语。

四快一慢

陆埮对学生的治学有个“四快一慢原则”:构思快,推导公式快,计算快,写文章快,投稿慢。

有一次,陆的学生黄永锋写的一篇论文经反复推敲,终于定稿后准备投寄,就来到陆老师家借打印机一用,打印出三份后,突然无意中发现文中一个逗号用错了。他试着征询陆老师的意见:“您看这个逗号不要紧吧?”陆老说:“文章就象泼出去的水,一旦投寄出去就收不回来。这是非常严肃认真的事。既然我们自己已经发现了这个错误,就一定得改过来。”

谁是爱因斯坦

阿尔伯特·爱因斯坦(1879-1955)美籍德裔犹太人,因为“对理论物理的贡献,特别是解释了光电效应”而获得1921年诺贝尔物理学奖,现代物理学的开创者、奠基人,相对论—“质能关系”的创立者,“决定论量子力学诠释”的捍卫者(振动的粒子)—不掷骰子的上帝。

简介

阿尔伯特·爱因斯坦Albert Einstein ,出生在德国的一个犹太人家庭里。是世界十大杰出物理学家之一,现代物理学的创始人、集大成者和奠基人,著名思想家和哲学家。爱因斯坦1900年毕业于苏黎世联邦理工学院,入瑞士国籍(原籍德国)。1905年获苏黎世大学哲学博士学位。曾在伯尔尼专利局任职,在苏黎世工业大学担任大学教授。1913年返德国,任柏林威廉皇帝物理研究所所长和柏林洪堡大学教授,并当选为普鲁士皇家科学院院士。1933年爱因斯坦在英国期间,被格拉斯哥大学授予荣誉法学博士学位(LL.D)。因为受到纳粹政权以及希特勒的迫害,逃亡到美利坚合众国,担任普林斯顿高等研究所教授,从事理论物理研究工作,1940年加入美国国籍。

爱因斯坦吐舌头

美国著名已故物理学家爱因斯坦58年前拍摄的一幅对着记者伸出舌头的照片,6月20日在新罕布什尔州举行的一场拍卖会上售出,售价74324美元。

照片上,爱因斯坦眉峰高耸、圆睁双眼,对着镜头伸出长长的舌头。样子趣怪,让人不禁莞尔。

1951年3月,在爱因斯坦72岁生日聚会上,经过众多记者轮番拍摄之后,这位年逾古稀的老人脸都笑麻了。轮到赛西,他用吐舌头代替僵硬的笑容。这幅照片成为20世纪具有影响力的一张形象符号。爱因斯坦后来答问为何要吐舌头,他说他是为全人类拍摄吐舌头的照片。

巨星陨落

1955年4月18日,人类历史上最伟大的科学家之一,爱因斯坦因主动脉瘤破裂逝世于美国普林斯顿。

在爱因斯坦去世的前几天还录音对以色列广播,他说:“我们这时代最大的问题是人类分成两个互相对敌的阵营:共产世界和所谓的自由世界。由于“自由”及“共产”这两个词的意义对我很难理解,我宁愿用“东方”和“西方”的权力冲突来说,然而,这地球是圆的,这样“东方”和“西方”的真正精确意义也不能清楚。”

爱因斯坦的生前不要虚荣,死后更不要哀荣。他留下遗嘱,要求不发讣告,不举行葬礼。他把自己的脑供给医学研究,身体火葬焚化,骨灰秘密的撒在不让人知道的河里,不要有坟墓也不想立碑。在把他的遗体送到火葬场火化的时候,随行的只有他最亲近的12个人,而其他人对于火化的时间和地点都不知道。

爱因斯坦在去世之前, 把他在普林斯顿默谢雨街112号的房子留给跟他工作了几十年的秘书杜卡斯小姐,并且强调:“不许把这房子变成博物馆。”他不希望把默谢雨街变成一个朝圣地。他一生不崇拜人格化的神,也不希望以后的人把他当作神来崇拜。《上帝的迷思》一书就是记录他这种嘲笑了一个人格化神的想法的信仰。

何为物理学

物理(Physics)是研究物质世界最基本的结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律及所使用的实验手段和思维方法的自然科学,全称物理学。“物理”一词的最先出自古希腊文φυσικ,原意是指自然,泛指一般的自然科学。在古希腊人那里,物理学就是“自然哲学”,出现了泰勒斯、阿基米德等一批著名的自然哲学家、科学家,“物理学”的名称就来自亚里士多德的《物理学》一书。后来牛顿的经典物理学奠基之作,就叫做《自然哲学之数学原理》。

分类简介

●牛顿力学(Mechanics)研究物体机械运动的基本规律及关于时空相对性的规律

●电磁学(Electromagnetism)研究电磁现象,物质的电磁运动规律及电磁辐射等规律

●热力学(Thermodynamics)研究物质热运动的统计规律及其宏观表现

●相对论(Relativity)研究物体的高速运动效应以及相关的动力学规律

●量子力学(Quantum mechanics)研究微观物质运动现象以及基本运动规律

此外,还有:

粒子物理学、原子核物理学、原子与分子物理学、固体物理学、凝聚态物理学、激光物理学、等离子体物理学、地球物理学、生物物理学、天体物理学等等。

物理学史

伽利略(1564年-1642年)人类现代物理学的创始人,奠定了人类现代物理科学的发展基础。

● 1900-1926年 建立了量子力学。

● 1926年 建立了费米狄拉克统计。

● 1927年 建立了布洛赫波的理论。

● 1928年 索末菲提出能带的猜想。

● 1929年 派尔斯提出禁带、空穴的概念,同年贝特提出了费米面的概念。

● 1947年贝尔实验室的巴丁、布拉顿和肖克莱发明了晶体管,标志着信息时代的开始。

● 1957年 皮帕得测量了第一个费米面超晶格材料纳米材料光子。

● 1958年杰克.基尔比发明了集成电路。

● 20世纪70年代出现了大规模集成电路。

物理学史上的爱因斯坦

爱因斯坦的三大贡献 

爱因斯坦的贡献是,首先建立了相对时空观,然后约定了在相对时空观的前提下适用的逻辑规律,如相对同一律、相对矛盾律、相对排中律、相对因果律等,最后利用这些逻辑规律从假设中推导出相对论的各个命题。 

通常,人们只知道爱因斯坦的相对时空观和相对论两大贡献而忘记了他对逻辑的贡献。要知道,如果没有逻辑的贡献,爱因斯坦就不可能有前面两大贡献。

时间、空间、物理学与爱因斯坦

爱因斯坦成功于他对决定论的狭义相对论解释,也失败于他对决定论的广义相对论的绝对迷信。实质上,广义相对论类似非欧几何形式的牛顿力学,只是形式不同的另类牛顿决定论。

    近代科学从牛顿的观测、实验物理学开始,但实验物理学并不等于哲学的经验主义。相反,这种物理学或说科学,不过是用实验手段在完成一种对所谓(上帝或自然)先验基本法则的实证。

    这说明科学替代不了哲学,科学甚至也不等于宇宙观。

    科学、哲学与神学所使用的思维方式虽然是相同的非人本的理式主义与非人本的先验决定论,但它们都不等于成功的宇宙观。

    宇宙观的这个“观”字,已经声言了所谓宇宙的最基本属性问题:“宇宙观”顾名思义,是人类关于宇宙的认识与指称。

    “观”是人类学范畴,宇宙在人类思维中的经验观念形式与被感知的属性之总和,才是所谓宇宙观所指。没有一般意义上的宇宙观,只有人类学属性意义上的人类宇宙观。简单说,宇宙观就是关于宇宙的对象性经验观念,是宇宙的人类学观念体系,也即唯人论。

    相对论不等于宇宙观,它只是经典力学向量子力学的过渡。

    正是在量子力学中,观测的重大意义终于显露,这已经预示了唯人论的产生只是时间问题,海森柏测不准定律即此发端。

    海森柏发现了观测的特殊意义,爱因斯坦却拒绝理解这个意义。实际上,观测的意义就是宇宙与人的关系之意义,也是人与视窗做为时空坐标终端的开启、定时、定位问题,即宇宙被量度的唯人论原理问题。一言敝之,观测的意义,正是时间与空间的真实定性问题。

    狭义相对论中具体坐标中具体观测者的观测之意义,在广义相对论中其实被刻意“消除”了,这是爱因斯坦受害于绝对客观主义决定论思维方式导致其后研究生涯黯然失误的关键原因。

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教学资源
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1.1 爱因斯坦与物理学革命(一)
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1.2 爱因斯坦与物理学革命(二)
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1.3 爱因斯坦与物理学革命(三)
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1.4 爱因斯坦与物理学革命(四)
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1.5 爱因斯坦与物理学革命(五)
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