유명 과학자에 관한 사실

알베르트 아인슈타인

인생

20세기 가장 위대한 물리학자인 알베르트 아인슈타인은 1879년 3월 14일에 태어났습니다. 남서부의 울름 시에서 독일에서 그는 1년 후 가족과 함께 뮌헨으로 이주했습니다. 아인슈타인의 부모는 모두 유대인이었습니다. 그의 아버지인 헤르만 아인슈타인(Hermann Einstein)과 그의 삼촌인 야콥 아인슈타인(Jacob Einstein)은 발전소와 조명 시스템용 모터, 아크 램프, 전기 기기를 생산하는 전기 공장을 공동으로 열었습니다. 어머니 폴린은 중등 교육을 받은 주부였습니다. 그녀는 음악을 매우 사랑했고 아인슈타인이 6살이었을 때 바이올린 연주를 가르쳤습니다.

아인슈타인은 어렸을 때부터 활발하지 않았고, 세 살이 넘도록 말을 하지 못했다. 그의 부모는 그가 벙어리인 것을 걱정해 그를 병원에 데려가 검사를 받았다. 다행스럽게도 어린 아인슈타인은 벙어리가 아니었지만 아홉 살이 될 때까지 아주 부드럽게 말을 할 수는 없었습니다. 그가 말하는 모든 단어는 힘들지만 신중하게 생각되어야 했습니다.

아인슈타인은 네다섯 살 때 침대에 누워 있었는데 아버지가 그에게 나침반을 주었습니다. 나침반이 항상 일정한 방향을 가리키고 있다는 사실을 발견했을 때 그는 매우 놀랐고, 이 현상 뒤에는 깊은 뭔가가 숨겨져 있음에 틀림없다고 느꼈습니다. 그는 며칠 동안 즐겁게 나침반을 가지고 놀았고 일련의 질문으로 아버지와 제이콥 삼촌을 괴롭혔습니다. 그는 '자기'라는 단어도 잘 발음하지 못하면서도 왜 나침반이 인도할 수 있는지 알고 싶었습니다. 이 심오하고 지속적인 인상은 아인슈타인이 67세가 될 때까지 여전히 생생하게 기억될 수 있었습니다.

아인슈타인이 초등학교, 중학교 시절 그의 숙제는 평범했다. 그는 행동이 느리고 다른 사람과 교류하는 것을 좋아하지 않기 때문에 선생님과 반 친구들도 그를 좋아하지 않습니다. 그에게 그리스어와 라틴어를 가르쳤던 선생님은 그에게 더욱 역겨움을 느꼈습니다. 그는 한번은 공개적으로 그를 꾸짖었습니다: "아인슈타인, 너는 커서도 성공하지 못할 거야." 그는 실제로 그를 학교에서 쫓아내고 싶었습니다.

아인슈타인의 삼촌 제이콥은 전기제품 공장의 기술적인 문제를 담당했고, 아인슈타인의 아버지는 사업 거래를 담당했습니다. Jacob은 엔지니어였으며 수학을 매우 좋아했습니다. 어린 아인슈타인이 그에게 질문을 하러 왔을 때 그는 항상 매우 간단하고 대중적인 언어로 그에게 수학적 지식을 소개했습니다. 삼촌의 영향으로 아인슈타인은 과학과 철학에 대한 초기 깨달음을 얻었습니다.

아버지의 사업은 잘 안 되시지만, 가족은 뮌헨에 오는 가난한 학생들을 초대하여 일주일에 하루 밤 저녁 식사를 하게 하여 안식을 제공합니다. 그들에게. 그 중에는 리투아니아 출신의 유대인 형제인 맥스와 버나드도 있다. 둘 다 의학을 공부하고 책 읽기를 좋아하며 다양한 관심사를 갖고 있다. 그들은 아인슈타인의 집에 저녁 식사 초대를 받았고, 검은 머리에 갈색 눈을 가진 수줍음이 많은 어린 아인슈타인과 좋은 친구가 되었습니다.

맥스는 아인슈타인의 '초기 스승'이라고 할 수 있다. 그는 아인슈타인이 읽을 수 있도록 몇몇 인기 있는 자연과학 서적을 빌려주었다. Max는 Einstein이 12살이었을 때 Spilke의 평면 기하학 교과서 사본을주었습니다. 아인슈타인은 말년에 이 신성한 작은 책을 회상하면서 다음과 같이 말했습니다. "예를 들어 이 책에는 삼각형의 세 고도가 한 지점에서 교차한다는 주장이 많이 있습니다. 그 자체로는 명확하지 않지만, 다음과 같이 주장할 수 있습니다. 그래서 어떤 의심도 불가능해 보였습니다. 이 명확성과 신뢰성은 나에게 이루 말할 수 없는 인상을 주었습니다."

아인슈타인은 또한 훌륭한 인기 책을 통해 알게 된 행운을 누렸습니다. 대중 과학 서적은 아인슈타인의 지식을 향상시켰을 뿐만 아니라 지식뿐만 아니라 젊은이들의 호기심을 자극하고 문제에 대해 깊이 생각하게 만들었습니다.

아인슈타인은 16세 때 스위스 취리히에 있는 연방공과대학 공과대학에 입학했으나 입학시험에 떨어졌다. 그는 연방공과대학 총장이자 학교의 유명한 물리학자인 베버 교수의 조언을 받아들여 스위스 아라우에 있는 주립 고등학교에서 고등학교 과정을 이수하고 고등학교 졸업장을 취득했다.

1896년 10월, 아인슈타인은 취리히 공과대학교에 입학하여 사범대학에서 수학과 물리학을 공부했습니다. 그는 학교의 주입식 교육에 매우 혐오감을 느끼며, 사람들이 다른 문제에 대해 생각할 시간이나 관심이 없다고 믿습니다. 다행스럽게도 진정한 과학적 추진력을 억누르는 의무 교육은 다른 대학에 비해 취리히 연방 공과 대학에서는 훨씬 덜 일반적입니다. 아인슈타인은 학교의 자유로운 분위기를 최대한 활용하고 자신이 좋아하는 과목에 에너지를 집중했습니다. 학교에서 그는 헬름홀츠(Helmholtz)와 헤르츠(Hertz)와 같은 물리학 대가들의 작품을 광범위하게 읽었으며, 가장 매료된 것은 맥스웰(Maxwell)의 전자기 이론이었습니다. 그는 스스로 공부할 수 있는 능력, 문제를 분석하는 습관, 독립적으로 사고하는 능력을 가지고 있습니다.

초기 작업

1900년에 아인슈타인은 취리히 기술대학교를 졸업했습니다. 특정 과목에 대한 열정이 부족하고 교사에 대한 무관심으로 인해 그는 학교에 머무르는 것을 거부당했습니다. 일자리를 찾지 못한 그는 가정교사와 대리교사로 생계를 꾸렸다. 1년 반 동안 실직한 후, 그의 재능을 이해하고 관심을 갖고 있던 동급생 마르셀 그로스만(Marcel Grossman)이 그에게 도움을 청했습니다. Grossmann은 아버지를 설득하여 아인슈타인을 스위스 특허청에 기술자로 소개했습니다.

아인슈타인은 그로스먼의 도움에 영원히 감사했습니다. 그로스먼을 추모하는 편지에서 그는 이 사건에 대해 이야기하며 대학을 졸업할 때 “갑자기 모든 사람에게 버림받고 삶에 무기력해졌다”고 말했다. 그는 나를 도왔고 그와 그의 아버지를 통해 나는 나중에 갔다. Halle(당시 스위스 특허청장)에게 가서 특허청에 들어갔습니다.

이는 생명을 구하는 은혜와도 같습니다. 그분이 없었다면 제가 굶어 죽지는 않았을지 모르지만 제 영혼은 우울해졌을 것입니다.

1902년 2월 21일 아인슈타인은 스위스 국적을 취득하고 베른으로 이주해 특허청 채용을 기다리며 1902년 6월 23일 특허청에 정식으로 채용됐다. 기술자 수준인 그의 업무는 특허 출원을 위한 다양한 기술 발명을 검토하는 것입니다. 1903년에 그는 대학 동창인 밀레바 마리크와 결혼했습니다.

아인슈타인은 1900년부터 1904년까지 매년 결혼했습니다. 처음 두 개는 액체 표면의 열역학과 전기분해에 관한 것이었지만 나중에는 이 경로가 불가능하다는 것을 발견하고 기계적 기초로 전환했습니다. 1901년에 열역학의 몇 가지 기본 이론이 제안되었습니다. 1902년부터 1904년까지 세 편의 논문이 모두 이 분야에 속합니다.

1904년 논문은 통계역학과 발견된 에너지에 의해 예측되는 변동 현상을 신중하게 논의했습니다. 변동은 볼츠만 상수에 의존한다. 이 결과를 기계계와 열현상에 적용할 뿐만 아니라 이를 복사현상에도 과감하게 적용하여 복사에너지의 변동에 대한 공식을 유도함으로써 빈의 변위법칙을 도출한다.

1905년의 기적

1905년에 아인슈타인은 과학에 획기적인 발전을 이루었습니다. 그는 올해 3월부터 9월까지 6개월 동안 특허청에서 하루 8시간씩 일한 뒤 여가 시간을 활용해 3개 분야에서 4편의 획기적인 공헌을 했다.

1905년 3월 아인슈타인은 이 논문이 옳다고 생각하여 독일의 편집실로 보내졌습니다. Annals of Physics". 그는 편집자에게 수줍게 말했습니다. "제가 귀하의 연례 보고서에 이 논문을 게재할 공간을 찾아주시면 매우 기쁠 것입니다. "'당황스럽게' 보낸 논문은 '빛의 생성과 변환에 관한 사변적 견해'였다.

이 논문은 1900년 플랑크가 제안한 양자 개념을 빛으로 확장한 것이다. 우주에서의 전파 상황 빛 양자 가설을 제시합니다. 시간 평균 값에 대해서는 빛이 파동처럼 행동하고, 순간 값에 대해서는 빛이 입자처럼 행동한다고 ​​믿어집니다. 이는 미세한 물체의 파동 특성이 처음입니다. 입자의 통일성이 파동-입자 이중성임을 밝혔다.

이 글의 끝부분에서 그는 고전 물리학으로 설명할 수 없는 광전 효과를 빛 양자의 개념을 이용하여 쉽게 설명했다. 같은 사건에서 광전자의 최대 에너지. 빛의 주파수 사이의 관계는 10년 후 Millikan에 의해 실험적으로 확인되었습니다. 1921년에 아인슈타인은 광전 효과의 법칙을 발견한 공로로 노벨 물리학상을 수상했습니다. >이것은 시작에 불과했습니다. 알베르트 아인슈타인은 빛, 열, 전기 물리학의 세 분야에서 함께 발전하고 있었습니다. 1905년 4월, 아인슈타인은 "크기의 새로운 측정"과 "부유 입자의 운동"을 완성했습니다. in Hydrostatic Liquids Need by the Molecular Kinetic Theory of Heat"가 5월에 완성되었습니다. 브라운 운동 연구에 관한 두 편의 논문이었습니다. 당시 아인슈타인의 목적은 통과하는 것이었습니다. 반세기 넘게 과학계와 철학계에서 논의되어 왔던 원자의 존재 문제를 해결하기 위해 분자의 실제 크기를 결정하는 분자 운동.

3년 후, 프랑스 물리학자 페랭이 이를 확인했습니다. 아인슈타인의 이론적 예측은 원자와 분자의 객관적인 존재를 비난할 여지 없이 증명함으로써 원자론의 가장 확고한 반대자이자 에너지 이론의 창시자인 오스트발트가 1908년에 적극적으로 발표하게 만들었습니다. : "원자 가설은 견고한 기초를 갖춘 과학 이론이 되었습니다." 1905년 6월, 아인슈타인은 새로운 시대의 장편 논문 "움직이는 물체의 전기역학"에서 특수 상대성 이론을 완전히 제시했습니다. 이는 아인슈타인이 10년에 걸쳐 기획하고 탐구한 결과로, 19세기 말 등장한 고전물리학의 위기를 크게 해결했고, 뉴턴 역학의 공간과 시간 개념을 바꾸었으며, 물질과 에너지의 동등성을 밝혀냈다. , 그리고 물리학의 새로운 세계를 창조했습니다.

특수 상대성 이론은 고전을 설명할 수 있을 뿐만 아니라 물리학이 설명할 수 있는 일부 물리적 현상도 설명할 수 있습니다. 특수 상대성 이론의 가장 중요한 결론은 질량 보존 원리가 독립성을 잃었으며 에너지 보존 법칙과 아무 관련이 없다는 것입니다. 다른 것들은 더 일반적으로 언급되는 시계 속도 감소, 빛의 속도가 일정함, 나머지 광자의 질량이 0인 것 등을 포함합니다. 고전 역학은 상대론적 역학이 되었습니다. 이렇게 해서 역학과 전자기학이 운동학을 바탕으로 통일됐다.

1905년 9월 아인슈타인은 '물체의 관성'이라는 짧은 글을 썼다. 포함되어 있습니까? "라는 상대성이론의 결과이다. 질량에너지 등가성은 핵물리학과 입자물리학의 이론적 기초이자, 1940년대에 실현된 원자력 에너지의 방출과 활용의 길을 열었습니다.

6개월이라는 짧은 기간 동안 아인슈타인의 과학 분야 획기적인 성취는 '획기적이고 전례가 없는 것'이라고 할 수 있다. 설사 물리학을 포기했더라도, 위의 세 가지 업적 중 하나만 완성했더라도 아인슈타인은 물리학 발전사에 매우 중요한 족적을 남겼을 것입니다. 아인슈타인은 '물리학의 맑은 하늘에 떠 있는 먹구름'을 걷어내고 물리학의 더 영광스러운 새 시대를 열었습니다.

일반 상대성 이론의 탐구

특수 상대성 이론이 정립된 ​​후에도 아인슈타인은 만족하지 않고 상대성 원리의 적용 범위를 비과학으로 확장하려고 노력했다. -관성 시스템. 그는 중력장에 있는 모든 물체는 갈릴레오가 발견한 것과 동일한 가속도를 갖는다는 고대의 실험적 사실에서 돌파구를 찾았고, 1907년에 등가 원리를 제안했습니다. 올해 그의 대학 교사이자 유명한 기하학자인 Minkovsky는 특수 상대성 이론의 4차원 공간 표현을 제안했는데, 이는 상대성 이론의 발전을 위한 유용한 수학적 도구를 제공했지만 불행하게도 아인슈타인은 그 가치를 깨닫지 못했습니다. 시간. .

아인슈타인은 등가원리의 발견을 자신의 인생에서 가장 행복한 생각으로 여겼지만, 그 이후의 작업은 매우 어려웠고 많은 우회를 필요로 했습니다. 1911년에 그는 강체 회전 디스크를 분석하고 유클리드 기하학이 중력장에서는 엄격히 유효하지 않다는 것을 깨달았습니다. 동시에 로렌츠 변화는 보편적이지 않으며 등가 원리는 극소 영역에만 유효하다는 것도 발견되었습니다... 이때 아인슈타인은 이미 일반상대성이론에 대한 아이디어를 갖고 있었지만, 이를 확립하는 데 필요한 수학적 기초가 여전히 부족했습니다.

1912년 아인슈타인은 취리히에 있는 모교로 직장으로 돌아왔습니다. 동급생이자 모교 수학 교수인 그로스만(Grossmann)의 도움으로 그는 리만 기하학과 텐서 분석에서 일반 상대성 이론을 확립하는 수학적 도구를 발견했습니다. 1년간의 긴밀한 협력 끝에 그들은 1913년에 중력장 이론을 제안하는 중요한 논문 "일반 상대성이론 및 중력 이론 개요"를 출판했습니다. 리만 기하학에 실제 물리적 의미를 부여하기 위해 중력과 측정법이 결합된 것은 이번이 처음입니다.

그러나 당시 그들이 얻은 중력장 방정식은 선형변환에 대한 공분산일 뿐, 일반상대성이론이 요구하는 어떤 좌표변환 하에서도 아직 공분산을 갖지 못했다. 이는 아인슈타인이 당시 텐서 연산에 익숙하지 않아 보존 법칙을 고수하는 한 좌표계 선택을 제한해야 인과 관계를 유지해야 한다고 잘못 믿었기 때문입니다. 보편적 공분산의 요구 사항.

길고 어려운 탐구

일반 상대성 이론이 완성된 후에도 아인슈타인은 여전히 ​​만족하지 못했으며 일반 상대성 이론을 중력장뿐만 아니라, 뿐만 아니라 전자기장. 그는 이것이 상대성 이론의 발전, 즉 통일장 이론의 세 번째 단계라고 믿었습니다.

1925년 이후 아인슈타인은 통일장이론을 탐구하는 데 총력을 기울였습니다. 처음 몇 년 동안 그는 매우 낙관적이었고 승리가 눈앞에 있다고 생각했습니다. 나중에 그는 많은 어려움을 발견했고 1928년 이후에는 기존의 수학적 도구로는 충분하지 않다고 믿었고 순수 수학을 탐구했습니다. 그는 다양한 방법을 시도했지만 실제로 물리적으로 중요한 결과를 얻지 못했습니다.

1925년부터 1955년까지 30년 동안 아인슈타인은 양자역학, 중력파, 일반상대성이론의 운동 문제의 완성 외에도 거의 모든 과학적이고 창의적인 에너지를 통일의 추구에 바쳤습니다. 장 이론.

1937년 그는 두 조수의 협력으로 일반상대성이론의 중력장 방정식으로부터 운동방정식을 도출해 공간, 시간, 물질, 운동의 통일성을 더욱 일반화했다. 상대성 이론의 주요 발전은 아인슈타인이 과학 창작 활동에서 이룬 마지막 주요 성과이기도 합니다.

통합장 이론에 있어서 그는 결코 좌절하지 않고 매번 자신감을 갖고 처음부터 시작했다. 그는 당시 물리학 연구의 주류에서 벗어나 당시 해결 불가능한 문제를 스스로 공격했기 때문에 1920년대의 상황과는 달리 만년 물리학계에서 매우 고립되었다. 그러나 그는 죽기 전날까지 병원 침대에서 통일장 이론에 대한 수학적 계산을 계속할 준비를 하고 있었습니다.

가장 위대한 과학자의 스타일

아인슈타인은 과학 분야의 업적으로 많은 상과 명예박사 학위를 받았습니다. 보통 사람들은 이런 것들을 높은 곳에 걸어 놓을 것입니다. 그러나 아인슈타인은 노벨상 증서를 포함하여 위의 모든 것들을 보지도 않은 채 지저분한 상자에 넣어두었습니다. 인펠드는 때때로 아인슈타인이 노벨상이 무엇인지조차 모를 수도 있다고 생각했다고 말했습니다. 수상 당일에도 그의 얼굴은 평소와 다름없이 차분했고, 특별한 기쁨이나 설렘의 모습은 보이지 않았다고 한다.

아인슈타인은 스위스에 살던 소년 시절 가난한 학생의 삶을 살았다. 그는 물질적인 삶에 대한 요구가 높지 않았고 스파게티 한 접시와 약간의 소스만으로 매우 만족했다. 유명해진 뒤 교수가 된 뒤 나치의 박해를 피해 미국으로 이주한 그는 물질적으로는 풍족하게 살 수 있는 여건을 갖추고 있었지만 여전히 가난한 학생의 소박하고 소박한 삶을 유지하고 있었다. 아인슈타인이 프린스턴 고등과학연구소에 왔을 때 당국은 그에게 연간 미화 16,000달러라는 꽤 높은 봉급을 주었습니다. 그러나 그는 이렇게 말했습니다. "이 돈이면 좀 덜 주실 수 있나요? 미화 3천 달러만 주세요." 달러." 충분합니다.

아인슈타인은 옷차림에도 신경을 쓰지 않았다. 그는 일년 내내 검은색 가죽 재킷을 입었고, 양말도 넥타이도 없었으며, 토론할 때 바지에는 벨트도 멜빵도 없었습니다. 문제는 칠판 앞에서 흘러내릴 듯한 바지를 손으로 잡고 칠판에 글을 쓰고 있는 모습인데, 이 상황이 좀 웃긴데, 머리를 꾸밈 없이 길게 남겨서 깜짝 놀랐다. 당시 "귀족 기관"이었던 프린스턴 대학의 학생들은 신이 그에게 머리를 자르라고 지시하기를 바랐습니다. 그는 계산서의 양면을 잘랐습니다. 아인슈타인은 외출할 때 종종 2등석과 3등석 기차를 탔습니다.

1909년 7월, 아인슈타인은 제네바 대학의 창립 350주년 기념식과 학교 설립자인 칼빈을 추모하는 축하 행사에 참석하기 위해 제네바에 초대되었습니다. 제네바 대학에서 명예박사 학위를 받기 위한 행렬에 참석한 학교 고위 인사들과 정부 인사들은 모두 연미복이나 중산모, 중세풍의 녹금빛 로브를 입고 납작한 실크 모자를 쓰고 있었고, 아인슈타인은 자신이 입었던 옷을 입고 있었다. 아인슈타인은 거리에서 밀짚모자를 쓰고 있었는데, 옆에 앉아 있던 사람들이 “캘빈이 살아 있었다면 장작더미를 쌓아놓고 불태웠을 것”이라고 말했다. 우리 모두는 이렇게 사치스러운 잔치를 벌였기 때문에 죽었습니다. "아인슈타인 자신도 이렇게 말했습니다. "편안함과 행복은 결코 나에게 목표가 아니었습니다. 나는 이러한 윤리적 기반을 돼지치기의 이상이라 부른다… 그는 시간을 매우 소중히 여기는 사람이었습니다. 그는 사교 활동과 연회에 참여하는 것을 좋아하지 않았습니다. 그는 한때 "이것은 동물원에 시간을 먹이는 것입니다. "라고 말했습니다. 그는 공부에 집중했고, 무의미한 사교적인 대화에 소중한 시간을 낭비하고 싶지 않았고, 아부와 칭찬도 듣고 싶지 않았다. 미래 세대가 칭찬할 수 있도록. 그의 성취 자체가 그에게 더 높은 보상을 안겨주었습니다. 1929년 3월, 그는 쉰 번째 생일 축하를 피하기 위해 생일을 며칠 앞두고 몰래 베를린 외곽의 정원사의 농가에 은둔 생활을 하게 됐다.

주인공으로 물리학 혁명에서 위대한 과학의 대가인 아인슈타인은 자신이 택한 길은 선배들이 걸어온 길의 연장선이며, 새로운 과학 시대는 그의 업적을 바탕으로 한 합리적인 발전임을 깨달았습니다. 그러므로 그는 상대성 이론의 창설에 관해 말할 때 항상 선배들의 공헌에 감사하고 존경한다고 말했다. Maxwell과 Lorentz의 아이디어는 중력을 포함한 모든 현상으로 장 물리학을 확장하려고 하기 때문입니다. "아인슈타인은 자신의 업적을 칭찬하는 친구들에게 여러 번 편지를 썼습니다. "나는 나에게 특별한 재능이 없다는 것을 충분히 알고 있습니다. 관심, 집중력, 끈질긴 노력, 자기 비판이 내가 달성하고 싶은 이상적인 상태를 달성하게 만듭니다. ”

모든 인류의 운명을 걱정했다

아인슈타인은 과학을 사랑했고 인류를 사랑했다. 그는 과학 연구에 몰두했기 때문에 자신을 사회 밖에 두지 않았다. : "사회에 헌신해야만 실제로 짧고 위험한 삶의 의미를 찾을 수 있습니다." 이것이 바로 그가 한 일입니다.

성공의 비결

한번은 미국의 한 기자가 아인슈타인에게 그의 성공 비결을 물었고 그는 이렇게 대답했습니다. "1901년에 나는 아직 20살이었습니다. 두 살이라는 어린 나이에 나는 성공의 공식을 발견했습니다. A=X+Y+Z라는 공식의 비밀을 말씀드릴 수 있습니다! A는 성공이고, X는 열심히 일하고, Y는 쉴 줄 알며, Z는 말도 안되는 소리를 덜 하는 것입니다! 이 공식은 나에게 효과가 있고 다른 많은 사람들에게도 효과가 있다고 생각합니다.

”