麦克斯韦与爱因斯坦

3　麦克斯韦与爱因斯坦

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麦克斯韦于1831年6月13日出生在苏格兰爱丁堡的一个名门望族，从小便显露出数学天才。他在14岁时就写了第一篇科学论文，次年发表在爱丁堡皇家学会的刊物上。1847年中学毕业后进入爱丁堡大学学习数学、物理学和哲学。1850年转入剑桥大学三一学院，主攻数学和物理学。1854年以优异成绩毕业。

爱因斯坦则成功地接过了物理学先驱留下的历史使命，因众所周知的一系列研究理论，成为世界著名的科学家，成为20世纪世界最伟大的科学家。

麦克斯韦

麦克斯韦是科学革命前的重要转折人物。一方面，他是近代物理学的巨匠、经典物理学大厦的主要完成者之一；另一方面，他由于加速了牛顿力学观的崩溃而成为现代物理学的先驱。麦克斯韦对科学的伟大贡献在于他提出和发展了新的世界观，为未来的科学研究指明了方向。他的电磁学理论通向相对论；他的气体动力学理论对量子论起过作用；他筹建并领导的卡文迪许实验室引导了实验原子物理学的发展。这一切使他成为牛顿之后、爱因斯坦之前最重要的物理学家。

麦克斯韦生前没有享受到他应得的荣誉，因为他的科学思想和科学方法的重要意义直到20世纪科学革命来临时才充分体现出来。然而他没能看到科学革命的发生。

1879年11月5日，麦克斯韦因病在剑桥逝世，年仅48岁。那一年正好爱因斯坦出生。

爱因斯坦出生在德国小城乌尔姆。爱因斯坦大学毕业时，正赶上经济危机爆发，由于他是犹太人血统，又没有关系，没有钱，所以只好失业在家。为了生活，他只好到处张贴广告，靠讲授物理获得每小时3法郎的生活费。这段失业的时间，给了爱因斯坦很大的帮助。在授课过程中，他对传统物理学进行了反思，促成了他对传统学术观点的猛烈冲击。经过高度紧张兴奋的五个星期的奋斗，爱因斯坦写出了9 000字的论文《论动体的电动力学》，狭义相对论由此产生。可以说，这是物理学史上的一次决定性的、伟大的宣言，是物理学向前迈进的又一里程碑。

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爱因斯坦的科学成就

19世纪末期是物理学的变革时期，爱因斯坦从实验事实出发，在理论上对物理学的基本概念作出了根本性的突破。最初，他的理论受到许多人的反对，包括一些著名物理学家也对这位年轻人的论文表示怀疑。然而，随着科学的发展，大量的科学实验证明爱因斯坦的理论是正确的，一些成就大大推动了天文学的发展。

他的量子理论对天体物理学，特别是理论天体物理学都有很大的影响。恒星大气理论在量子理论和辐射理论的基础上建立起来，是天体物理学成熟的第一个标志；近年来，科学界发现了越来越多的高能物理现象，狭义相对论就是解释这种现象的一种最基本的理论工具，广义相对论更解决了一个天文学上多年的不解之谜，并推断出光线弯曲现象，后来也被验证，因此成为之后许多天文概念的理论基础。

时代的发展已经证明，爱因斯坦的理论为实现核能的释放和利用开辟了道路。然而，在当时所生活的年代，同麦克斯韦具有同样开拓精神的爱因斯坦在一度时间内，也曾是孤独的前行者。爱因斯坦提出光量子论后，遭到几乎所有老一辈物理学家的反对，甚至连普朗克——最初提出量子概念并第一个热情支持狭义相对论的人，直到1913年时，还郑重其事地认为爱因斯坦“失误”了。

尽管如此，爱因斯坦还是孤军奋战，坚持着真理，并最终看到了胜利的曙光。

他笑到了最后。

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相对论

相对论是关于时空和引力的基本理论，主要由爱因斯坦创立，依据研究的对象不同分为狭义相对论和广义相对论。相对论和量子力学的提出给物理学带来了革命性的变化，共同奠定了近代物理学的基础。爱因斯坦的狭义相对论成功地揭示了能量与质量之间的关系，解决了长期存在的恒星能源来源的难题。

相对论颠覆了人类对宇宙和自然的“常识性”观念，提出了“时间和空间的相对性”“四维时空”“弯曲空间”等全新的概念。狭义相对论提出于1905年，广义相对论提出于1915年。

对爱因斯坦引入的这些全新的概念，大部分物理学家，其中包括相对论变换关系的奠基人洛仑兹，都觉得难以接受。旧的思想方法的障碍，使这一新的物理理论直到一代人之后才为广大物理学家所熟悉，就连瑞典皇家科学院，1922年把诺贝尔奖金授予爱因斯坦时，也只是说“由于他对理论物理学的贡献，更由于他发现了支配光电效应的定律”，对于相对论只字未提。