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爱因斯坦最著名的方程式历史

作者:cao, shuai日期:2017/11/18 15:03

阿尔伯特·爱因斯坦很容易就是有史以来最辉煌的物理学家之一。他的广义相对论理论改变了我们对宇宙的理解,就像量子理论一样。但他的天才也导致许多人认为他是一个可怜的科学刻板印象。忽视他那个时代科学的唯一天才,用一个简单的理论推翻一切。如果我们只花时间倾听(并为他们计算出所有的数学),他就成了每个想要向科学家发送电子邮件给科学家的想法的人的标志。但是,像爱因斯坦的观点那样具有革命性,他们并不是完全意外的。其他科学家有类似的想法,并且发展了类似的方程 以爱因斯坦最着名的方程为例,E = mc²。

供应商在马尼拉的阿尔伯特•爱因斯坦(Albert Einstein)街头艺术品展前安排蔬菜出售

这个方程出现在爱因斯坦1905年的论文“ 一个物体的惯性依赖于它的能量含量吗? ”中,它表达了物质和能量之间的根本联系。能量一直被认为是物质的动力学运动,热量和相互作用性质,但爱因斯坦的方程提出物质,只要有质量,就具有固有的能量。它使我们能够理解放射性粒子如何衰变以及恒星如何通过核聚变来产生能量。但这个想法以前是由别人提出的。

和爱因斯坦一样,汤普森也想知道光与物质之间的联系。他认为电磁比牛顿的运动定律更重要,并试图弄清楚电荷是如何产生质量的。1881年,他表明,一个移动的电荷球会产生一个磁场,这会对其运动产生一种阻力。这充当了有效的电荷。汤普森发现电子的电磁质量是由m =(4/3)E / c 2给出的,这个数值惊人地接近于爱因斯坦方程。汤普森的推导相当繁琐,但其他研究人员用更优雅的推导发现了相同的结果。
汤普森的模式并非没有问题。首先,它只适用于有收费的物体,而且只有在移动时。另外一个问题是汤普森假设统一的收费范围。如果一个电子是一个扩展的电荷球,那么某种力量或者压力就会阻止电子飞散。这种压力显然会有一些能量。这导致亨利·庞加莱(HenriPoincaré)提出非电磁应力来保持电子在一起。当他计算这些压力的能量时,他发现它达到了电子总质量的四分之一。因此,由于电荷本身电荷的“实际”质量必须是m = E / c 2。庞加莱的论文是在1905年6月出版的,

虽然这个方程通常归因于爱因斯坦1905年的论文,但爱因斯坦实际上并没有从他的相对论中推导出这个方程。这篇论文只有两页长,而且只显示了方程如何能够从相对论的近似值出现。这更像是一个概念证明,而不是一个正式的推导。其他学者也确实证明质量与能量的等价是狭义相对论的结果。

这些都不利于爱因斯坦的光辉,但它确实表明,即使激进的科学思想也很少来自一个人。汤普森,庞加莱等人的想法和爱因斯坦的观点是正确的。几十年来我们收集的科学证据进一步证实了爱因斯坦的理论是现实的最佳表现。最终,无论谁首先想到他们,这都是赢得胜利的最佳模式。

Brian Koberlein是天体物理学家,教授和作家。你可以在一个宇宙中找到更多的他的作品。