Albert Einstein bojovali európskeho sveta a teoretickej fyziky
Tvárnenie / / December 19, 2019
Na začiatku dvadsiateho storočia vo fyzike boli obrovské objavy, z ktorých niektoré patrili k Albert Einstein, tvorca všeobecnej teórie relativity.
Vedci sú na pokraji úplne nový pohľad na vesmír, ktorý je vyžadovaný z nich intelektuálne odvaha, pripravený vrhnúť sa do teórie a zručností k riešeniu zložitej matematický aparát. Zavolaj to dostalo, nie všetci, a, ako sa to stane, na vedecká debata prekrýva politické rozdiely spôsobené prvý Prvá svetová vojna, Potom - príchod k moci Hitlera v Nemecku. Einstein a okamžite sa ukázal ako kľúčová postava, okolo ktorého zlomil kopije.
Einstein proti všetkým
Prvá svetová vojna bola sprevádzaná vlasteneckej vzostupe medzi obyvateľstvom zmluvných štátov, vrátane vedcov.
V Nemecku v roku 1914, 93 vedci a umelci, vrátane Maxa Plancka a Fritz Haber Wilhelm Conrad Röntgen, publikoval manifest, vyjadruje plnú podporu vlády a vojnu, ktorú vedie: "My, predstavitelia nemeckej vedy a umenia, vyhlásiť všetky kultúrne svet protest proti lži a ohováranie, ktoré naši nepriatelia sa snažia kontaminovať správnu vec, v Nemecku, ktorá jej bola uložená ťažký boj o existencie.
<...> Bez toho nemeckého militarizmu nemecká kultúra by boli zničené dávno v zárodku. Nemecký militarizmus je derivát nemeckej kultúry, a on sa narodil v krajine, ktorá, rovnako ako žiadna iná krajina na svete, bol podrobený po stáročia, drancovanie nájazdy. "Avšak som zistil, nemecký vedec, ktorý sa dôrazne vyslovil proti týmto myšlienkam. Albert Einstein publikoval v roku 1915 návrat manifest "Európania": Nikdy predtým od konca vojny nebol porušený interakciu kultúr ". <...> Povinnosť Európanov, ktorí majú vzdelanie a dobrej vôle - nemôže dovoliť dať v Európe ". Avšak, toto odvolanie, s výnimkou Einstein podpísal len troch ľudí.
Nemecký vedec Einstein stal sa celkom nedávno, keď sa narodil v Nemecku. Školské a univerzitné vyštudoval vo Švajčiarsku, a potom takmer desať rokov, rôzne európske univerzity mu odmietol prístup k práci. To bolo čiastočne spôsobené tým, ako Einstein obrátil, aby zvážila svoju kandidatúru.
Takže v liste Paul drud, tvorca teórie elektrónové kovov, sa najprv poukázal na dve chyby v jeho teórii, a až potom požiadal, aby sa na prácu.
Výsledkom je, že Einstein musel uspokojiť vo švajčiarskom patentovom úrade v Berne, a až na konci roka 1909 sa mu podarilo získať pozíciu na univerzite v Zürichu. A už v roku 1913, Max Planck sám sa budúce nositeľ Nobelovej ceny za chémiu Walther Nernst osobne prišiel do Zürichu, aby presvedčiť Einsteina, aby nemeckej občianstvo, presunúť do Berlína a stať sa členom pruskej akadémie vied a riaditeľ Inštitútu Fyzika.
Práca bola pre Einstein v patentovom úrade prekvapivo produktívny z vedeckého hľadiska. "Keď niekto išiel okolo, som strčil svoje poznámky do zásuvky a predstieral, že je zapojený do patentového prácu," - spomínal. 1905 vošiel do dejín ako veda annus mirabilis"Annus mirabilis".
V tomto roku v časopise Annalen der Physik štyri články Einstein, v ktorom sa mu podarilo teoreticky popísať Brownov pohyb vysvetliť, pomocou Planckovej myšlienku svetelných kvánt, fotoelektrický efekt, alebo emisie elektrónov z kovového efektu pri ožiarení svetlom (v tom, že J. experiment. J.. Thomson objavil elektrón) a rozhodujúcim spôsobom prispieť k vytvoreniu špeciálnej teórie relativity.
Úžasná náhoda: teória relativity objavila takmer súčasne s kvantovej teórie, a rovnako náhle a nevratne zmenila základy fyziky.
V XIX storočí bola pevne stanovená vlnovú povahu svetla, a vedci sa zaujímajú o štruktúre látky, v ktorom sa vlny šíria.
Napriek skutočnosti, že nikto doteraz nevidel vzduch (tzv táto látka) priamo, nie je pochýb o tom, že existuje a prestupuje celú Vesmír nevznikol: bolo zrejmé, že sa vlna by mala byť roztiahnuté do určitého elastického média, podobné kruhy z kameň hodený vo vode: vodné plochy v bode dopadu kameňa začne oscilovať, a ako to je pružný, vibrácie sú prenášané na susedné bod z nich - na susedné a tak ďalej. Existencia fyzických objektov, ktoré nemôžu byť videný s pomocou dostupných nástrojov, po objavení atómov a elektrónov, tiež nie je žiadnym prekvapením.
Jeden jednoduchých otázok, ktoré klasická fyzika nemohla nájsť odpoveď bola: má záujem na tom, či je vzduch pohybujúcich sa telies v ňom? Na konci XIX storočia niektoré experimenty jasne ukazujú, že sa éter plne unášaný pohybujúcich sa telies, a ďalšie, a nie menej ako presvedčivo - ktorý sa zaujíma len čiastočne.
Kruhy na vode - jeden príklad z vlny v elastického médiá. Ak žiadne pohyblivé telo nesie ester, rýchlosť svetla vzhľadom k telu sa skladajú z rýchlosti svetla vzhľadom k éteru a väčšina rýchlosti telesa. Ak je plne nesie ester (ako je tomu pri pohybe vo viskóznej kvapaline), rýchlosť svetla vzhľadom k telesu, je rovná rýchlosti svetla vzhľadom k éteru a nezávisí na rýchlosti Telo.
Francúzsky fyzik Louis Fizeau v 1851 roku ukázala, že sa ester čiastočne zaujímal v pohybujúcom sa prúde vody. V sérii experimentov 1880-1887 je Američan Albert Michelson a Edward Morley, na jednej strane, potvrdil s väčšou presnosťou Fizeau záveru as druhý - zistili sme, že sa otáča Zem okolo Slnka, úplne nesie éter sebou, to znamená, že rýchlosť svetla vo svete nie je závislá na tom, ako ju pohyby.
Na stanovenie, ako Zem sa pohybuje vzhľadom k éteru, Michelson a Morley skonštruovaný špeciálne zariadenia, interferometer (viď. schéma nižšie). Svetlo zo zdroja dopadá na polopriehľadné dosky, sa čiastočne odráža od zrkadla 1 a čiastočne prechádza na zrkadlá 2 (zrkadlo sú v rovnakej vzdialenosti od dosky). Lúče odrazené od zrkadiel, potom znovu vstúpiť na priesvitnú dosku a z nej sa stretávajú v detektore, ak je interferenčné vzor.
Keď Zem sa pohybuje vzhľadom k éteru, napríklad v smere zrkadla 2, potom je rýchlosť svetla v horizontálnom a vertikálnom smere nebude zhodné, čo by malo viesť k posunu fáz vlny odrazené od jednotlivých zrkadiel k detektoru (napríklad, ako je znázornené na obrázku, vpravo dole). V skutočnosti posun nebola pozorovaná (viď. Vľavo dole).
Einstein vs. Newton
V snahe porozumieť pohybu éteru a šírenia svetla v ňom Lorentz a francúzsky matematik Henri Poincaré mal naznačujú, že veľkosť pohyblivých telies sa mení v porovnaní s veľkosťou pevných a, okrem toho, čas pre pohyb telies tečie pomalšie. Je ťažké si predstaviť - a Lorentz tieto predpoklady považovaný skôr matematickým trikom, ako sa fyzikálny jav - ale oni majú dovolené, aby sa dohodli na mechanizme, elektromagnetickej teórie svetla a experimentálnych dát.
Einstein v dvoch článkoch v roku 1905 by mohol na základe intuitívne úvahy s cieľom vytvoriť súvislý teóriu, v ktorej sú všetky tieto úžasné účinky sú výsledkom dvoch postulátov:
- rýchlosť svetla je konštantná a nezávisí na tom, ako je zdroj a prijímač krok (a je približne rovná 300.000 km / s);
- akéhokoľvek fyzického systému fyzikálne zákony sú rovnaké bez ohľadu na to, či sa pohybuje bez zrýchlenia (pri akejkoľvek rýchlosti), alebo v pokoji.
Aj priniesol najviac známy fyzikálny vzorec - E = mc2! Okrem toho, vzhľadom k pohybu prvého postulát éteru prestal mať hodnotu Einstein ju jednoducho opustený - svetlo môžu šíriť vo vákuu.
Účinok dilatácia času, najmä vedie k slávnemu "paradox dvojčiat". Ak jeden z dvoch dvojčiat, Ivan, je poslaný na kozmickej lodi ku hviezdam, a druhý, Peter, stále čaká na neho na zemi potom, čo return Ukazuje sa, že Ivan bol mladší než Peter, pretože čas na to, aby pohybovať rýchlo kozmickej lodi tiekla pomalšie ako Zeme.
Tento efekt, ako aj iné rozdiely medzi teóriou relativity od obyčajných mechaniky, je uvedené len na obrovský rýchlosť, čo je porovnateľné s rýchlosťou svetla, a tak sme sa nikdy nestretla je v ich každodennej life. Pre normálnej rýchlosti, s ktorou sa stretávame vo svete, zlomok V / C (pripomeňme, c = 300,000 kilometrov za sekundu) sa líšia len veľmi málo z krajiny, a vraciame sa na známom a pohodlnom svete školských mechaniky.
Avšak, je potrebné zvážiť účinky relativity, napríklad pri synchronizácii hodín na GPS satelitov, s pozemné systém pre presnú prácu polohovací systém. Okrem toho sa spomalením času efekt je skúmanie elementárnych častíc. Mnohé z nich sú nestále a vo veľmi krátkom čase transformovaná do druhej. Zvyčajne sa však rýchlo pohybovať, a tým i dobu pred ich prevedením na mieste pozorovateľa pohľadu je roztiahnutý, čo im umožňuje registrovať a vyšetrovať.
Špeciálna teória relativity vznikla z potreby zladiť elektromagnetickej teóriu svetla s mechaniky rýchlo (a pri rýchlosti konštantnej) z pohybujúcich sa telies. Po presune do Nemecka, Einstein dokončil jeho teóriu všeobecnej relativity (GR), ktorý sa pridal k elektromagnetické a mechanické javy gravitácie. Ukázalo sa, že gravitačné pole môže byť opísaný ako deformácia priestore a čase masívnym telom.
Jedným z dôsledkov zakrivenie GR je dráha lúča, keď svetlo prechádza v blízkosti veľkého hmoty. Prvý pokus o experimentálne overenie všeobecnej teórie relativity sa bude konať v lete 1914 pod dohľadom zatmenie slnka na Kryme. Avšak, nemecký tím astronómov bol internovaný v súvislosti s vojnou. To je v istom zmysle uložená BRT povesť, pretože v okamihu, keď teórie obsiahnuté chyby a dal nesprávne predikciu uhol vychýlenia nosníka.
V roku 1919 britský fyzik Arthur Eddington počas zatmenia slnka, pozorovanie na ostrove Principe pri západnom pobreží Afriky bol schopný potvrdiť, že svetlo star (on bol videný tým, že slnko nebol zatienený), okolo Slnka je vychýlený presne pod uhlom, ktorý predpovedajú rovnicu Einstein.
Otvorenie Eddington urobil Einstein superstar.
Siedmy deň novembra 1919, na vrchole parížskej mierovej konferencii, kedy všetka pozornosť, ako sa zdá, by mala byť zameraná na to, ako bude svet existovať po skončení prvej svetovej vojny, Londýn noviny The Times vyšiel s úvodníku: "Revolúcia vo vede: nové teórie vesmíru, Newtonove myšlienky porazený. "
Reportéri sledovaný Einstein všade, obťažujúce požiadavky vysvetliť teóriu relativity v kocke a sály, v ktorých Dal prednášky pre verejnosť, boli naplnené (v tomto prípade, v súlade s rovesníkmi, Einstein nebol moc dobrý lektor; študenti mali malé pochopenie podstaty prednášky, ale prišiel vidieť celebrity).
V roku 1921 Einstein spoločne s anglickým biochemik a budúci prezident Izraela Chaim Weizmann Išiel som na prednáškové turné po Spojených štátoch s cieľom zvýšiť finančné prostriedky na podporu židovských osád Palestína. Podľa The New York Times, «The Metropolitan Opera boli zaneprázdnení všetky miesta z orchestriskách na posledný riadok galorki, stovky ľudí, ktorí stoja v uličkách." Korešpondent zdôraznil: "Einstein hovorila nemecky, ale túži vidieť a počuť osobu, ktoré dopĺňajú vedecké poňatie vesmíru s novou teóriu priestoru, času a pohybu, obsadili všetky kreslá v chodba. "
Cez úspech verejnosti, bola prijatá vedecká teória relativity obec s veľkými ťažkosťami.
Od roku 1910 do 1921 progresívne zmýšľajúci kolegami desaťkrát nominovaný Einstein na Nobelovu cenu za fyziku, ale konzervatívny zakaždým, keď Nobelov výbor odmietol s odkazom na skutočnosť, že teória relativity doteraz nedostal dostatočné množstvo experimentálnych Potvrdenie.
Po expedíciu, Eddington to všetko začalo venovať väčšiu škandál, a v roku 1921, ešte stále nie je presvedčený o tom, členovia výboru vzali elegantné riešenie - ocenenie Einstein cena, nespomenul teóriu relativity, a to: "Za služby pre teoretickú fyziku a najmä za objav zákona fotoelektrického efekt ".
Aryan fyziku proti Einstein
Einsteinova popularity na západe spôsobila bolestivú reakciu kolegov v Nemecku, ktoré boli v podstate izolovanej po militantné manifest 1914 a porážka v prvej svetovej vojne. V roku 1921, Einstein bol jediný nemecký vedec, ktorý prijal pozvanie do sveta Solvay Physics kongres v Bruseli (ktorú však ignoroval v prospech výletu do USA s Weizmann).
V rovnakej dobe, aj napriek ideologické rozdiely, pričom väčšina vlasteneckých kolegami Einstein podarilo udržať priateľské vzťahy. Ale extrémne pravicové študentov a vedcov, Einstein získal si reputáciu ako zradcu, ktorý tlčie nemeckej vede scestie.
Jeden z predstaviteľov tohto krídla bola Philipp Lenard. Napriek tomu, že v roku 1905 pre experimentálne štúdie elektrónov, čo vedie k fotoelektrického javu, Lénárd dostal Nobelovu cenu za fyziku, vždy trpel tým, že jeho príspevok k vede nie je dostatočne uznávané stupňa.
Po prvé, v roku 1893, on si požičiaval výbojky domáci röntgen, a v roku 1895, Röntgen objavil, že výbojky emitujú doteraz neznáme vedy lúče. Leonard je presvedčený, že otvorenie by mal byť prinajmenšom považovaná za spoj, ale všetky sláva objavu a Nobelovej ceny za fyziku v roku 1901 prešiel do jedného Roentgen. Lenard bol rozhorčený a hovorí, že je matka-lúče, zatiaľ čo X-ray je len pôrodná asistentka. V tomto prípade, zdá sa, že v rozhodujúcich experimentoch X-ray trubice Lenard ešte nepoužíva.
Po druhé, Lenard bol veľa urazil britského fyzika. Vyzval prioritu objavu elektrónu v Thomson a obvinil britský vedec, ktorý sa chybne odkazuje k svojej práci. Lenard vytvoril model atómu, ktorý môže byť považovaný za predchodcu modelu Rutherford, ale nebol riadne označené. Niet divu, že Leonard nazvaný angličtinou národ sebecký a klamnými obchodníkmi a Nemci, naopak - národ hrdinovia a po prvej svetovej vojne, ponúkol usporiadať britskej intelektuálnej Continental blokáda.
Po tretie, Einstein bol schopný teoreticky vysvetliť fotoelektrického javu, a Lenard v roku 1913, ešte predtým, než spor vzťahujúce sa k vojne, dokonca ho odporučil na profesúru. Ale Nobelova cena za objav zákona fotoelektrického javu v roku 1921 dal jeden Einstein.
Na začiatku 20. rokov v všeobecne boli ťažké časy pre Lenard. On sa zrazil s ľavicovými myšlienkami s nadšením zo strany študentov a bol verejne ponížený, keď po vražde židovskej liberálny politik pôvod, a nemecký minister zahraničia Walter Rathenau odmietol ponoriť na vlajku svojho ústavu budovy Heidelberg.
Jeho úspory investované do dlhových cenných papierov vlády, bolo spálené v dôsledku inflácie, a v roku 1922 pred účinkami podvýživy počas vojny, po smrti svojho jediného syna. Lenard stal sa prikláňa k názoru, že problém Nemecka (vrátane nemeckej vedy) sú výsledkom židovského sprisahania.
Blízky spolupracovník Lenard v tejto dobe stal Johannes Stark, Nobelova cena za fyziku v roku 1919, tiež majú tendenciu viniť svoje vlastné neúspechy v machináciám Židov. Stark po vojne, v protiklade k liberálnej Physical Society usporiadala konzervatívny "nemecký profesionálny Community College učiteľa, "s ktorým sa snažila ovládnuť financovania výskumu a vymenovanie do vedeckých a pedagogických pozícií, ale nie Podarilo sa mu. Potom, čo nedokázal ochrániť postgraduálny študent v roku 1922, Stark povedal, že ich obklopený obdivovateľov Einstein, a odstúpil z funkcie univerzitného profesora.
V roku 1924, šesť mesiacov po Beer Hall puču v Grossdeutsche Zeitung zverejnil článok Lenard a Starka, "Hitler a ducha vedy." Autori v porovnaní Hitlera s takými gigantmi o vede ako Galileo, Kepler, Newton a Faraday ( "čo je šťastie, že génia v tele žijú medzi nami! "), a aj ocenil árijskú génia a odsúdil jeho rozkladajúce Judaizmus.
Podľa Lenard a Starka, science zhubný židovský vplyv sa prejavil v nových oblastiach teoretickej fyziky - kvantovej mechaniky a teórie relativity, požadujú odmietnutie starých nápadov a používať komplexné a neznáme matematické prístroja.
Pre staršiu generáciu vedcov, dokonca aj tie talentovaných ako Leonard, to bola výzva, že len málo z nich bol schopný prijať.
Lenard protichodný "židovská", to znamená, že teoretická fyzika "Aryan", ktorý je experimentálne, a požadoval, aby nemecká veda sa zamerala na to druhé. V predslove ku knihe "nemecký fyziky", napísal: "Nemecký fyzik? - Opýtajte sa ľudí. Mohol by som tiež povedať, Árijské fyziku, či fyziku severskej ľudia informátorov fyzika, fyzika tých, ktorí založili štúdium prírodných vied. "
Po dlhú dobu, "Aryan fyziku" Lenard a Stark zostal okrajový jav a rôzne fyziku Pôvod bola zamestnaný v Nemecku, teoretický a experimentálny výskum najvyššej level.
Všetko sa zmenilo, keď v roku 1933 sa stal kancelárom Nemecka Adolfa Hitlera. Einstein, ktorý bol v tej dobe v Spojených štátoch, odmietli nemeckej občianstvo a členstvo v Akadémii vied a Academy prezident Max Planck uvítala rozhodnutie: "Napriek hlbokú priepasť medzi našimi politickými názormi, naše osobné priateľstvo vždy zostane bez zmeny," - uistil Einstein osobné korešpondencie. Avšak, niektorí členovia Akadémie boli nervy tak, že Einstein nemal čas demonštratívne vylúčená z nej.
Čoskoro Johannes Stark sa stal prezidentom Fyzikálno-technického inštitútu a Research Foundation nemeckej. V priebehu budúceho roku Nemecko opustil štvrtinu všetkých fyzikov a teoretických fyzikov polovicu.