Kao što je Albert Einstein borio za Europsku svijeta i teorijske fizike

Početkom dvadesetog stoljeća u fizici su napravili ogromne otkrića, od kojih su neki pripadali Albert Einstein, tvorac opće teorije relativnosti.

Znanstvenici su na pragu potpuno novi pogled na svemir, koji se očekuje od njih intelektualna hrabrost, spreman zaroniti u teoriji i vještine za rješavanje kompleks matematički aparat. Poziv je dobio, ne svi, i, kao što se događa, na znanstvena rasprava preklapaju političke razlike uzrokovane prvi Prvi svjetski rat, Onda - dolazak na vlast Hitlera u Njemačkoj. Einstein i odmah pokazao ključna figura oko koje se razbio koplje.

Einstein je protiv svih

Prvi svjetski rat bio je popraćen domoljubnim uzleta među stanovništvom država stranaka, uključujući i znanstvenike.

U Njemačkoj u 1914, 93 znanstvenika i umjetnika, uključujući i Max Planck i Fritz Haber Wilhelm Conrad Röntgen, objavio manifest, izražava punu potporu vlade i rata, što ga vodi: „Mi, predstavnici njemačke znanosti i umjetnosti, proglasiti sve kulturni svijet prosvjed protiv laži i kleveta koje su naši neprijatelji pokušavaju zagaditi pravu stvar u Njemačkoj nametnute to teška borba za postojanje.

<...> Bez njemačkog militarizma njemačka kultura bi bila uništena davno u korijenu. Njemački militarizam je derivat njemačke kulture, a on je rođen u zemlji koja, kao niti jedna druga zemlja na svijetu podvrgnut stoljećima, pljačkaških napada. "

Ipak sam pronašao jedan njemački znanstvenik koji je snažno govorio protiv takvih ideja. Albert Einstein objavljen u 1915 povratak manifest „Europljani”: „Nikada prije, jer rat nije povrijedila interakciju kultura. <...> Dužnost Europljana koji su obrazovanje i dobre volje - ne priuštiti da u Europi ". Međutim, ova žalba, osim Einstein potpisao samo tri osobe.

Njemački znanstvenik Einstein je donedavno, iako rođen u Njemačkoj. Škola i Sveučilište diplomirao je u Švicarskoj, a potom gotovo deset godina, raznih europskih sveučilišta mu je odbio ulazak u radu. To je dijelom zbog činjenice kako je Einstein pretvorio u obzir svoju kandidaturu.

Dakle, u pismu Paul Drude, tvorac teorije elektrona metala, najprije istaknuo dvije pogreške u svojoj teoriji, a tek onda tražiti da se na posao.

Kao rezultat toga, Einstein je imao da se nasele u švicarskom patentnom uredu u Bernu, a tek na kraju 1909. godine, bio je u mogućnosti da biste dobili poziciju na Sveučilištu u Zürichu. I već u 1913, Max Planck sam s budućim nobelovca u kemiji Walther Nernst osobno stigao u Zurichu na uvjeriti Einstein da se njemačko državljanstvo, premjestiti u Berlin i postao član Pruske akademije znanosti i direktor Instituta Fizika.

Rad je za Einsteina u patentnom uredu nevjerojatno produktivan sa znanstvenog stajališta. „Kad je netko prolazio, gurnuo sam joj bilješke u ladicu i pretvarao se bavi patenta rad” - prisjetio se. 1905 je otišao u povijest kao znanost annus mirabilis"annus mirabilis".

Ove godine u časopisu Annalen der Physik su četiri proizvodi od Einsteina, u kojem je bio u mogućnosti da teoretski opisao Brownovo gibanje objasnio, pomoću Planck ideju svjetlosnog kvanta, fotoelektrični efekt, odnosno emisije elektrona iz metala učinak kada se ozrači svjetlo (u to J. eksperimenta. J.. Thomson je otkrio elektron), i napraviti odlučujući doprinos stvaranju posebne teorije relativnosti.

Iznenađujuće slučajnost: teorija relativnosti pojavio gotovo istodobno s teorijom kvantne, i isto tako iznenada i nepovratno mijenja temelje fizike.

U XIX stoljeću čvrsto utvrđeno je valne prirode svjetlosti, a znanstvenici su zainteresirani u strukturi tvari, u kojoj su valovi prostiru.

Unatoč činjenici da još nitko nije vidio zrak (tzv ova tvar) izravno, bez sumnje, da postoji i prožima cijelu Svemir ne dolazi: bilo je jasno da je val treba proširiti na neki elastični medij, slično krugova iz kamena bačena u vodu: površinskih voda u trenutku upada kamena počinje oscilirati, a kao što je elastična, vibracije se prenose na susjedne točke od njih - na susjedne i tako dalje. Postojanje fizičkih objekata koji se ne mogu vidjeti uz pomoć raspoloživih instrumenata, nakon otkrića atoma i elektrona, također, ne čudi.

Jedna jednostavna pitanja koja klasična fizika nije mogao pronaći odgovor, bio je: zanima me da li je zrak kreće tijela u njemu? Do kraja XIX stoljeća neki eksperimenti jasno pokazali da je eter potpuno okreću pomicanjem tijela, i drugi, a ne manje od uvjerljivo - da je zainteresiran samo djelomično.

Krugovi na vodi - jedan primjer vala u elastičnom mediju. Ako ne kreće tijela nosi ester, brzina svjetlosti u odnosu na tijelo će se sastojati od brzine svjetlosti u odnosu na eter i većinu brzine tijela. Ako je u potpunosti nosi ester (kao što se događa kada se kreće u obliku viskozne tekućine), brzinu svjetlosti u odnosu na tijelo jednaka brzini svjetlosti u odnosu na eter i ne ovisi o brzini od Tijelo.

Francuski fizičar Louis Fizeau u 1851. godini pokazalo je da je ester djelomično zainteresirani za pokretnu mlaz vode. U nizu eksperimenata 1880-1887 American Albert Michelson i Edward Morley, s jedne strane, potvrđeno s većom točnošću Fizeau zaključka i druga - otkrili smo da se Zemlja okreće oko Sunca, potpuno nosi eter duž, odnosno brzina svjetlosti u svijetu ne ovisi o tome koliko ga potezi.

Da bi se utvrdilo kako se zemlja kreće u odnosu na eter, Michelson i Morley konstruirao poseban uređaj, interferometrijski (vidi. shema u nastavku). Svjetlo iz izvora pada na ploči poluprozirnog djelomično reflektira od zrcala 1 i djelomično prolazi zrcala 2 (zrcalo su na istoj udaljenosti od ploče). Grede reflektira od zrcala, a zatim ponovno ući u prozirnom pločom i iz nje dolaze zajedno na detektoru, gdje se uzorak interferencije.

Kada je zemlja pomiče u odnosu na eter, na primjer, u smjeru zrcala 2, tada je brzina svjetlosti u horizontalnoj i vertikalnoj smjera neće podudaraju, što bi trebalo dovesti do promjene valnih faze ogledaju iz različitih zrcala do detektora (npr, kao što je prikazano na slici, dolje desno). U stvarnosti, pomaka nije opažena (vidjeti. Dolje lijevo).

Einstein vs Newton

U pokušaju da razumiju kretanje etera i širenja svjetlosti u njemu Lorentz i francuski matematičar Henri Poincaré je ukazuju na to da je veličina pokretnih tijela se mijenjaju u odnosu na veličinu fiksne i, štoviše, vrijeme za kretanje tijela teče sporije. Teško je zamisliti - i Lorentz smatra ove pretpostavke više kao matematička trik nego na fizički učinak - ali oni mogu da se dogovore o mehanici, elektromagnetske teorije svjetlosti i eksperimentalnih podataka.

Einstein je u dva članka u 1905. mogao na temelju intuitivnih razmatranja stvoriti suvislu teoriju, u kojoj su svi ovi nevjerojatni efekti su rezultat dva postulata:

• brzina svjetlosti konstantna i ne ovisi o tome koliko je izvor potez i prijemnik (a približno je jednaka 300.000 km / s);
• bilo fizičkog sustava fizikalni zakoni su isti bez obzira da li se kreće bez ubrzanja (pri bilo kojoj brzini) ili u mirovanju.

I on je donio najviše poznati fizičku formulu - E = mc²! Nadalje, s obzirom na kretanje prvi postulat eter prestala imati vrijednost Einstein je jednostavno napušten - svjetlost se može širiti u vakuumu.

Učinak dilatacije vremena, posebno, vodi do poznatog „paradoks blizanaca”. Ako jedan od dvaju blizanaca, Ivan, šalje se na svemirski brod do zvijezda, a druga, Petra, još ga čeka na zemlji, nakon što je Povratak ispada da je Ivan manje od Petra dobi, jer je vrijeme za njega da se presele brzo svemirski brod je tekao sporije nego Zemlja.

Ovaj efekt, kao i druge razlike između teorije relativnosti iz obične mehanike, prikazuje se samo na veliko brzina, može usporediti s brzinom svjetlosti, pa smo ih nikad susreli u svom svakodnevnom život. Za normalnu brzinu kojom se susrećemo u svijetu, dio V / C (opoziva, c = 300.000 km sekundi) razlikuje vrlo malo od zemlje, i vraćamo se u poznatom i udoban svijet školskih mehanike.

Ipak, efekti relativiteta moraju uzeti u obzir, na primjer, prilikom sinkronizacije sat GPS satelita, sa zemaljskog sustava za precizno sustav rada pozicioniranja. Osim toga, usporavanje Vrijeme djelovanja je istraživanje elementarnih čestica. Mnogi od njih su nestabilni i u vrlo kratkom vremenu pretvara u drugu. Međutim, obično se brzo kreću, a time i vrijeme prije nego ih pretvoriti u promatrača gledišta razapeta, što im omogućuje da se registrirate i istražiti.

Posebna teorija relativnosti je nastao iz potrebe da se pomiri elektromagnetsku teoriju svjetla s mehanike brzo (i pri brzini stalnom) kreće tijela. Nakon preseljenja u Njemačkoj, Einstein je završio svoju teoriju opće relativnosti (GR), koji je dodao da elektromagnetskih i mehaničkih fenomena gravitacije. Ispostavilo se da je gravitacijsko polje može se opisati kao deformacije prostora i vremena po masivnim tijelom.

Jedna od posljedica zakrivljenosti GR je put zraka kada svjetlost prolazi blizu velike mase. Prvi pokušaj eksperimentalne provjere opće relativnosti je da će se održati u ljeto 1914. godine pod nadzorom pomrčine sunca u Krim. Međutim, njemački tim astronoma je interniran u vezi s ratom. To je u nekom smislu spasio GRT ugled, jer u ovom trenutku teorije sadržane pogreške i dao netočnu predviđanje kuta otklona zrake.

Godine 1919. britanski fizičar Arthur Eddington je tijekom promatranja pomrčine sunca na otoku Principe off zapadnoj obali Afrike bio u mogućnosti potvrditi da je svjetlo zvijezda (on je vidio i činjenica da sunce nije zasjenio), prolazi Sunce je skrenut s točno pod kutom, koji predviđaju jednadžbe Einstein.

Otvaranje Eddington je napravio Einstein zvijezda.

Sedmi dan studenog 1919., na vrhuncu mirovnoj konferenciji u Parizu, kada je sva pažnja, čini se, trebao biti usmjeren na to kako će svijet biti postoji i nakon Prvog svjetskog rata, London novine The Times izašao sa uvodniku: „Revolucija u znanosti: nove teorije svemira, Newtonovi ideje poražen. "

Novinari u potjeru Einstein svugdje, uznemirujući zahtjeve objasniti teoriju relativnosti u Ukratko, i dvorane, gdje Dao javna predavanja, bile su ispunjene (u ovom slučaju, prema suvremenicima, Einstein nije bio jako dobar Nositelj; studenti su imali malo razumijevanja suštine predavanja, ali i dalje je došao vidjeti poznatu osobu).

Godine 1921., Einstein je zajedno s engleskim biokemičar i budućem predsjedniku Izraela Chaim Weizmann otišao sam na turneju predavanja u SAD-u kako bi prikupili sredstva za potporu židovskih naselja u Palestina. Prema The New York Times, «Metropolitan Operu bili zauzeti sva mjesta iz orkestar u zadnjem redu galorki, stotine ljudi koji su stajali u prolazima.” Dopisnik je naglasio: „Einstein je govorio njemački, ali žele vidjeti i čuti osobu, koji nadopunjuje znanstvenu koncepciju svemira s novom teorijom prostora, vremena i kretanja, zauzeta sva sjedala Dvorana ".

Unatoč uspjehu u javnosti, znanstvena teorija zajednica relativnosti je primljena s velikim teškoćama.

Od 1910. do 1921. progresivnim istomišljenika kolega deset puta nominiran Einstein za Nobelovu nagradu za fiziku, ali konzervativni svaki put kad se Nobelov odbor odbio, pozivajući se na činjenicu da je teorija relativnosti još nije dobila dovoljnu pokusno potvrde.

Nakon ekspedicije, Eddington je sve počelo dati veću skandal, a 1921. godine, još uvijek nije uvjeren članovi odbora je elegantan rješenje - nagradu Einstein nagrada, nije spomenuo teoriju relativnosti, i to: „Za usluge u teorijskoj fizici, a osobito za otkriće zakona fotoelektričnog učinak. "

Arijski fizika protiv Einsteina

Einsteinova popularnost na Zapadu izazvala bolna reakcija kolega u Njemačkoj, koji su praktički izolirana nakon militantne manifest 1914. i poraza u Prvom svjetskom ratu. Godine 1921., Einstein je bio jedini njemački znanstvenik koji je dobio poziv u svijet Solvay Fizika kongres u Bruxellesu (koji je, međutim, zanemariti u korist od putovanja u SAD s Weizmann).

U isto vrijeme, unatoč ideološkim razlikama, s većinom domoljubnih kolega Einstein uspio održati prijateljske odnose. Ali ekstremni studenti desničarske i znanstvenika, Einstein je stekao reputaciju kao izdajicu koji kuca njemačke znanosti s pravog puta.

Jedan od predstavnika ove krila bio je Philipp Lenard. Unatoč činjenici da je u 1905. za eksperimentalne studije elektrona, što je rezultiralo u fotoelektričnog efekta, Lenard dobio Nobelovu nagradu za fiziku, on je uvijek patio od činjenice da je njegov doprinos znanosti ne priznaje dovoljno stupanj.

Prvo, u 1893, on je posudio cijev za pražnjenje domaće Roentgena, a 1895. godine, rentgenskim otkrio da pražnjenje cijevi emitiraju dosad nepoznate znanosti zrake. Leonard smatra da je otvaranje najmanje treba se smatrati kao joint, ali sve slave otkrića i Nobelovu nagradu za fiziku 1901. godine otišao u jednu Roentgena. Lenard je ogorčen i rekao da je majka-zrake, dok je X-zraka je samo babica. U ovom slučaju, očito, u odlučujućim eksperimenata rendgenska cijev Lenard još uvijek ne koristi.

Drugo, Lenard koliko je uvrijeđen britanskog fizičara. On je izazvao prioritet otkriće elektrona u Thomson i optužili britanski znanstvenik koji je pogrešno odnosi na njegov rad. Lenard stvorio model atoma, koji se može smatrati preteča Rutherford model, ali to nije bio označen ispravno. Nije iznenađujuće, Leonard zove na engleskom naciju sebični i prijevare trgovaca, a Nijemci, naprotiv - nacija heroji i nakon Prvog svjetskog rata, ponudio organizirati britanski intelektualno Continental blokada.

Treće, Einstein je bio u mogućnosti da teoretski objasniti fotoelektrični efekt, i Lenard u 1913, čak i prije nego kontroverze vezane za rat, čak ga je preporučio za profesura. No, Nobelovu nagradu za otkriće zakona fotoelektričnog efekta u 1921. dao jedan Einstein.

Početak 20-ih u cjelini su teška vremena za Lenard. On se sukobili s lijevih ideja s oduševljenjem od strane studenata, te je javno ponižen kada je, nakon ubojstva židovskog liberalnih politika podrijetlo, a njemački ministar vanjskih poslova Walter Rathenaua odbio umočiti zastavu na svojoj zgradi Instituta Heidelberg.

Njegovi štedni ulažu u dužničke vrijednosne papire vlasti, su spaljene kao rezultat inflacije, a 1922. godine od posljedica pothranjenosti tijekom rata, smrti svoga sina jedinca. Lenard postao sklon vjerovati da je problem u Njemačkoj (uključujući njemačke znanosti) su rezultat židovske zavjere.

Bliski suradnik Lenard u ovom trenutku je postao Johannes Stark, Nobelovu nagradu za fiziku 1919. godine, također imaju tendenciju da krivi svoje neuspjehe u makinacije Židova. Stark nakon rata, za razliku od liberalnog fizikalnog društva organizirala je konzervativan „njemački profesionalni Community College učitelji”, kojom je pokušao kontrolirati financiranje istraživanja i izbor u znanstvena i nastavna zvanja, ali ne On je uspio. Nakon što nije uspio zaštititi student 1922. godine, Stark je rekao da je okružen ljubitelje Einstein, a podnio ostavku na mjesto sveučilišnog profesora.

Godine 1924., šest mjeseci nakon Hitlerov puč u Grossdeutsche Zeitung objavio članak Lenard i Stark „Hitlera i duh znanosti.” Autori u odnosu na Hitlera s takvim velikanima znanosti kao Galileo, Kepler, Newton i Faraday ( „što je sreća, da je genij u tijelu živog među nama! „), a također pohvalio Aryan genija i osudio njegovu raspadanju Judaizam.

Prema Lenard i Stark, znanost opasan židovski utjecaj se očituje u nova područja teorijske fizike - kvantum mehanike i teorije relativnosti, zahtijevajući odbacivanje starih ideja i koristiti složen i upoznati matematički Uređaj.

Za starije generacije znanstvenika, čak i oni talentirani kao Leonard, to je bio izazov da se malo bili u mogućnosti prihvatiti.

Lenard razliku na „židovski”, koja je, teorijska fizika „Arijevci”, koji je eksperimentalno, i zahtijevao da njemačka znanost usmjerena na potonje. U predgovoru knjige „Njemačka fizika”, napisao je: „njemačkom fizičaru? - Pitaj ljude. Također sam mogao reći arijske fizike ili fizike Nordijski ljudi zviždača fizici, fizici koji je osnovao studij prirodnih znanosti. "

Za dugo vremena, „Arijevci fizika” Lenard i Stark ostao marginalan fenomen, a različite fizike Podrijetlo su sudjelovali u Njemačkoj, teoretskom i eksperimentalnom istraživanju najviši razina.

Sve se promijenilo kad je 1933. postao kancelar Njemačke Adolfa Hitlera. Einstein, koji je u to vrijeme u SAD-u, odbio je njemačko državljanstvo i članstvo u Akademiji nauka i predsjednik Akademije Max Planck je pozdravio odluku: „Unatoč dubokom zaljevu između naših političkih stavova, naša osobna prijateljstva će uvijek ostati nepromijenjena,” - uvjeravao je Einstein osobno korespondencija. Međutim, neki članovi Akademije su jako ljut zbog činjenice da je Einstein nije imao vremena demonstrativno isključeni iz njega.

Uskoro Johannes Stark postao predsjednik fizikalno-tehničkog zavoda i Research Foundation njemački. Tijekom sljedeće godine Njemačka je ostavio četvrtinu svih fizičara i teorijskih fizičara pola.