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第23章 爱因斯坦:超越时空与广义相对论的革命

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1915年11月,爱因斯坦在柏林提出了广义相对论引力方程的完整形式,并成功地解释了水星近日点的进动问题。这一成就不仅巩固了他在物理学界的崇高地位,也为广义相对论的最终确立奠定了基础。1916年3月,爱因斯坦完成了总结性论文《广义相对论的基础》,系统地阐述了广义相对论的理论框架。同年5月,他提出了宇宙空间有限无界的假说,这一假说对后来的宇宙学研究产生了深远影响。8月,爱因斯坦又完成了一篇关于辐射的量子理论的论文,总结了量子论的发展,提出了受激辐射理论,为激光的发明奠定了理论基础。

然而,这段时间对爱因斯坦来说并不全是科学上的成功。1917年初,他患上了多种疾病,包括肝病和胃溃疡。他的健康状况急剧恶化,不得不暂时中断了科研工作。在这段艰难的时期,他的表姐埃尔莎·洛文塔尔给予了他无私的照顾和支持。埃尔莎的悉心照料帮助爱因斯坦逐渐恢复了健康,这段经历也加深了他们之间的感情。爱因斯坦与埃尔莎的关系逐渐发展,最终在1919年10月1日,他接管了德皇威廉物理研究所的管理工作。1919年,爱因斯坦与第一任妻子米列娃·玛丽克正式离婚。同年,他与表姐埃尔莎·洛文塔尔结婚。

三、物理巨匠

1921年1月,阿尔伯特·爱因斯坦开始了他繁忙的国际访问行程。他首先访问了布拉格和维也纳,期间在普鲁士科学院作了《几何学和经验》的报告,展示了他在理论物理学领域的深刻见解。2月,爱因斯坦前往荷兰阿姆斯特丹,参加了国际工联会议,积极投身于社会和政治活动。4月5日至5月30日,为了给以色列耶路撒冷的希伯来大学的创建筹集资金,爱因斯坦与魏茨曼一同首次访问美国。此次访问不仅为希伯来大学筹集了大量资金,也使爱因斯坦在美国科学界和公众中获得了极高的声望。在哥伦比亚大学,他被授予巴纳德勋章,并在白宫受到了哈丁总统的接见。访问期间,爱因斯坦还在芝加哥、波士顿和普林斯顿进行了四次关于相对论的讲学,进一步普及了相对论的科学思想。

6月,爱因斯坦访问了英国,参观了牛顿的墓地,表达了对这位伟大科学家的敬意。这次访问不仅是一次科学朝圣,也是一次文化交流,进一步巩固了爱因斯坦在国际科学界的地位。

1922年1月,爱因斯坦完成了关于统一场论的第一篇论文,试图将电磁场和引力场统一在一个理论框架内。这一尝试虽然没有立即取得成功,但为后来的物理学家提供了重要的思路。3月至4月,爱因斯坦访问了法国,努力促使法德关系正常化。在此期间,他还发表了一篇批判马赫哲学的谈话,进一步阐述了自己对科学哲学的看法。4月,爱因斯坦加入了国际联盟知识界合作委员会,积极参与国际事务。

7月,爱因斯坦收到了死亡威胁,不得不暂时离开柏林,前往安全的地方避难。在逃亡途中,他访问了科伦坡、新加坡、中国香港和上海,这些旅行不仅丰富了他的个人经历,也扩大了他的国际影响力。11月9日,爱因斯坦在从日本到上海的途中,通过电报得知自己被授予1921年诺贝尔物理学奖,这一消息使他感到既意外又欣慰。

1923年2月2日,爱因斯坦从日本返回途中,访问了巴勒斯坦,逗留了12天。这次访问对爱因斯坦来说意义重大,他不仅为希伯来大学的建设提供了支持,还深入了解了巴勒斯坦的犹太社区。2月8日,爱因斯坦成为特拉维夫市的第一个名誉公民,这一荣誉不仅是对他个人的肯定,也是对他在科学和社会活动中的贡献的认可。

从巴勒斯坦返回德国途中,爱因斯坦访问了西班牙,进一步扩展了他的国际视野。3月,爱因斯坦对国际联盟的能力感到失望,向国联提出了辞职。6月至7月,他积极参与创建“新俄朋友协会”,并成为其执行委员会委员,致力于促进国际间的友好合作。7月,爱因斯坦前往哥德堡接受1921年度诺贝尔奖金,并发表了一篇关于相对论的演讲,以此表达对获得诺贝尔奖金的感激之情。12月,爱因斯坦第一次推测量子效应可能来自过度约束的广义相对论场方程。

四、参与反战

1924年,爱因斯坦加入柏林的犹太组织,并成为缴纳会费的会员,这标志着他更加积极地参与犹太社区的活动。同年12月,爱因斯坦取得了最后一个重大发现,从统计涨落的分析中得出了一个波和物质缔合的独立论证,这一发现进一步支持了量子力学的发展。此外,他还发现了玻色—爱因斯坦凝聚态,这一现象在低温条件下,大量粒子会凝聚成同一个量子态,为后来的超流体和超导体研究提供了重要理论基础。

1925年,爱因斯坦受聘为德苏合作团体“东方文化技术协会”理事,积极参与国际交流与合作。5月至6月,他前往南美洲访问,期间与甘地和其他人一起,在拒绝服兵役的声明上签字,明确表达了他对和平与非暴力的坚定支持。同年,爱因斯坦接受了科普列奖章,为希伯来大学的董事会工作,并发表了《非欧几里得几何和物理学》一文,进一步探讨了相对论与几何学的关系。

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