Als Albert Einstein kämpfte für die europäische Welt und der theoretischen Physik
Forming / / December 19, 2019
Zu Beginn des zwanzigsten Jahrhunderts in Physik wurden gewaltige Entdeckungen gemacht, von denen einige zu Albert Einstein gehörte, der Schöpfer der allgemeinen Relativitätstheorie.
Wissenschaftler sind am Rande einer völlig neuen Sicht des Universums, die von ihnen verlangt wird intellektueller Mut, bereit, in die Theorie und Fähigkeiten mit komplexem umgehen zu stürzen mathematischer Apparat. Nennen Sie es erhalten haben, nicht alle, und, wie es geschieht, auf die wissenschaftliche Debatte durch die erste verursachten politischen Differenzen überlagert Erster WeltkriegDann - kommt die Machtübernahme von Hitler in Deutschland. Einstein und sofort eine Kennzahl um bewiesen, die den Speer brach.
Einstein gegen alle
Der Erste Weltkrieg wurde von einem patriotischen Aufschwung in der Bevölkerung der Vertragsstaaten, darunter die Wissenschaftler begleitet.
In Deutschland im Jahr 1914, 93 Wissenschaftler und Künstler, darunter Max Planck und Fritz-Haber-Wilhelm Roentgen, veröffentlichten ein Manifest, volle Unterstützung für die Regierung zum Ausdruck bringt und den Krieg, der sie führt: „Wir, die Vertreter der deutschen Wissenschaft und Kunst, zu erklären, alle Kulturwelt Protest gegen Lügen und Verleumdungen, die unsere Feinde das Richtige in Deutschland versuchen, auf es ein schwerer Kampf für verhängten verunreinigen Existenz.
<...> Ohne die deutschen Militarismus deutsche Kultur gewesen wäre, vor langer Zeit im Keim zerstört. Deutscher Militarismus ist ein Derivat der deutschen Kultur, und er war in einem Land, das wie kein anderes Land der Welt ausgesetzt seit Jahrhunderten, Raubzug geboren. "Allerdings fand ich einen deutschen Wissenschaftler, der stark gegen solche Ideen gesprochen. Albert Einstein 1915 eine Rückkehr Manifest „Europäer“ veröffentlicht: „Noch nie seit dem Krieg nicht die Interaktion der Kulturen verletzt hatte. <...> Die Pflicht der Europäer, die Ausbildung und gut haben wird - nicht leisten, in Europa zu geben ". Aber dieser Aufruf, mit Ausnahme des Einstein unterzeichnete nur drei Personen.
Deutsch Wissenschaftler Einstein wurde erst vor kurzem, obwohl in Deutschland geboren. Schule und Universität absolvierte er in der Schweiz, und dann fast 10 Jahre, verschiedene europäische Universitäten verweigern ihm die Zulassung zur Arbeit. Dies war zum Teil auf die Tatsache zurückzuführen, wie Einstein wandte seine Kandidatur zu betrachten.
So in einem Brief an Paul Drude, den Schöpfer der Elektronentheorie der Metalle, er zunächst zwei Fehler in seiner Theorie wies darauf hin, und erst dann auf dem Job nehmen gefragt.
Als Ergebnis hatte Einstein in dem Schweizeren Patentamt in Bern niederlassen, und erst am Ende des Jahres 1909, er war in der Lage, eine Position in der Universität Zürich. Und schon im Jahr 1913, Max-Planck sich mit dem zukünftigen Nobelpreisträger in Chemie Walther Nernst persönlich in Zürich angekommen überzeugt Einstein die deutsche Staatsbürgerschaft zu nehmen, nach Berlin und Mitglied der Preußischen Akademie der Wissenschaften und Direktor des Instituts wird Physik.
Die Arbeit war für Einstein im Patentamt erstaunlich produktiv aus wissenschaftlicher Sicht. „Wenn jemand vorbeiging, schob ich ihre Notizen in eine Schublade und gab vor, in der Patent Arbeit beschäftigt werden,“ - erinnert er sich. 1905 ging in der Geschichte als eine Wissenschaft annus mirabilis"Annus mirabilis".
In diesem Jahr in der Zeitschrift Annalen der Physik waren vier Artikel von Einstein, in denen er in der Lage war zu theoretisch Brownsche Bewegung zu beschreiben erklärt, Verwendung Planck Idee der Lichtquanten, photoelektrischen Effekts oder Elektronenemission aus einem Metalleffekt, wenn sie mit Licht bestrahlt wird (dass J. Experiment. J.. Thomson entdeckte das Elektron), und bis zur Schaffung der speziellen Relativitätstheorie einen entscheidenden Beitrag.
Erstaunlicher Zufall: die Relativitätstheorie erschien fast gleichzeitig mit der Quantentheorie, und ebenso plötzlich und unwiderruflich die Grundlagen der Physik verändert.
Im XIX Jahrhundert wurde es fest die Wellennatur des Lichts gegründet, und Wissenschaftler sind in der Struktur des Stoffes interessiert, in der sich die Wellen ausbreiten.
Trotz der Tatsache, dass noch niemand die Luft gesehen hat (sog diese Substanz) direkt, kein Zweifel, dass es existiert und durchdringt die gesamte Das Universum ist nicht entstanden: Es war klar, dass die Welle bis zu einem gewissen elastischen Medium verlängert werden soll, ähnlich wie die Kreise von einem Stein im Wasser geworfen: Wasseroberfläche an dem Punkt des Einfalls Stein beginnt zu oszillieren, und da es elastisch ist, werden die Schwingungen auf den benachbarten Punkt von ihnen übertragen - zu benachbarten und usw. Die Existenz von physischen Objekten, die nicht mit Hilfe der zur Verfügung stehenden Instrumente zu sehen ist, nach der Entdeckung der Atome und Elektronen, ist auch keine Überraschung.
Eine einfache Fragen, die der klassischen Physik keine Antwort finden konnte, war: ist daran interessiert, ob die Luft bewegte Körper in ihm? Bis zum Ende des XIX Jahrhunderts deutlich zeigten einige Experimente, dass der Äther vollständig von sich bewegenden Körpern mitgerissen wird, und andere, und nicht weniger als überzeugend - die nur teilweise interessiert ist.
Kreise auf Wasser - ein Beispiel für eine Welle in einem elastischen Medium. Wenn kein sich bewegender Körper Ester von a trägt, wird die Geschwindigkeit des Lichts relativ zu dem Körper aus der Geschwindigkeit des Lichts relativ zu dem Ether und der größte Teil der Körpergeschwindigkeit. Wenn sie vollständig Ester tragen (wie tritt auf, wenn in einer viskosen Flüssigkeit in Bewegung), die Lichtgeschwindigkeit relativ zu dem Körper ist, um die Geschwindigkeit des Lichts relativ zu dem Ether gleich und hängt nicht von der Geschwindigkeit des Körper.
Französisch Physiker Louis Fizeau im Jahr 1851 Jahr hat gezeigt, dass der Ester von teilweise in einem sich bewegenden Wasserstrom interessiert. In einer Reihe von Experimenten 1880-1887 American Albert Michelson und Edward Morley, die einerseits mit größerer Genauigkeit Fizeau Schlussfolgerung bestätigt und mit die andere - wir, dass die Erde dreht sich um die Sonne zu finden, trägt ganz den Äther entlang, dass die Lichtgeschwindigkeit in der Welt hängt nicht, wie es bewegt.
Um zu bestimmen, wie die Erde bewegt sich relativ zu dem Äther, Michelson eine spezielle Vorrichtung konstruiert, die ein Interferometer (vgl. Schema unten). Licht von der Quelle auf die halbtransparente Platte fällt, wird teilweise von einem Spiegel 1 reflektiert und geht teilweise auf den Spiegel 2 (der Spiegel sind in gleichem Abstand von der Platte). Die Strahlen von den Spiegeln reflektiert wird, dann erneut eingeben, auf einer lichtdurchlässige Platte und von ihnen zusammen an dem Detektor, in dem ein Interferenzmuster.
Wenn die Erde auf den Äther relativ bewegt, beispielsweise in Richtung des Spiegels 2, dann ist die Geschwindigkeit des Lichts in den horizontalen und vertikalen Richtungen wird nicht entsprechen, was zu einer Verschiebung der Wellenphasen reflektierten von verschiedenen Spiegeln zum Detektor führen sollte (z.B. wie in dem Diagramm unten rechts dargestellt). In Wirklichkeit wurde die Verschiebung nicht beobachtet (siehe. Unten links).
Einstein vs. Newton
In einem Versuch, die Bewegung von Äther und Lichtausbreitung in es Lorentz und Französisch Mathematiker Henri Poincaré zu verstehen, hatte deuten darauf hin, dass die Größe des beweglichen Körpers im Vergleich mit der Größe der festen verändern und darüber hinaus die Zeit für sie bewegenden Körper fließt langsamer. Es ist schwer vorstellbar - und Lorentz betrachtete diese Annahmen eher wie ein mathematischer Trick als zu physikalischer Effekt - aber sie dürfen auf der Mechanik, elektromagnetische Lichttheorie und die experimentellen Daten einigen.
Einstein in zwei Artikeln im Jahr 1905 auf der Grundlage der intuitiven Überlegungen könnte eine kohärente Theorie, in der all diesen erstaunlichen Effekte sind das Ergebnis von zwei Postulaten zu erstellen:
- konstante Lichtgeschwindigkeit ist und hängt nicht ab, wie die Bewegung Quelle und Empfänger (und etwa gleich 300.000 km / s);
- ein physikalisches System sind die physikalischen Gesetze die gleiche, unabhängig davon, ob es ohne Beschleunigung bewegt (bei jeder Geschwindigkeit), oder im Ruhezustand.
Und er brachte die bekannteste physikalische Formel - E = mc2! Außerdem hörte aufgrund der Bewegung der ersten Postulats Äther einen Wert hat Einstein einfach aufgegeben - das Licht im Vakuum ausbreiten kann.
Der Effekt der Zeitdilatation, insbesondere, führt zu dem berühmten „Zwillingsparadoxon“. Wenn einer der beiden Zwillinge, Ivan, auf einem Raumschiff zu den Sternen geschickt wird, und dem zweiten, Peter, wartet noch auf ihn auf der Erde, nach Rückkehr stellt sich heraus, dass Ivan als Peter weniger gealtert war, weil die Zeit für ihn schnell Raumschiff zu bewegen langsamer geflossen als Erde.
Dieser Effekt sowie andere Unterschiede zwischen der Relativitätstheorie aus der gewöhnlichen Mechanik, nur an einem riesigen gezeigt Geschwindigkeit, vergleichbar mit der Lichtgeschwindigkeit, und damit wir sie nie in ihrem täglichen angetroffen Leben. Für die normale Geschwindigkeit, mit der wir in der Welt, die Fraktion v / c (Rückruf, c = 300.000 km erfüllen pro Sekunde) unterscheidet sich nur wenig vom Boden, und wir kehren zu einer vertrauten und komfortable Welt der Schule Mechanik.
Trotzdem müssen die Wirkungen der Relativität in Betracht gezogen werden, beispielsweise, wenn sie an GPS-Satelliten, mit terrestrischem System für präzise Arbeit Positioniersystem Synchronisiertakt. Darüber hinaus ist der Verlangsamungszeiteffekt die Untersuchung von Elementarteilchen. Viele von ihnen sind instabil und in sehr kurzer Zeit in die andere umgewandelt. Normalerweise jedoch, dass sie schnell bewegen, und somit Zeit, bevor sie auf den Betrachter Sicht Umwandlung gestreckt wird, die ihnen erlaubt, zu registrieren und zu untersuchen.
Die spezielle Relativitätstheorie entstand aus der Notwendigkeit, die elektromagnetische Theorie des Lichts mit der Mechanik schnell in Einklang zu bringen (und mit einer konstanten Geschwindigkeit) von bewegten Körpern. Nach dem Umzug nach Deutschland, absolvierte Einstein seine Allgemeine Relativitätstheorie (GR), die zu den elektromagnetischen und mechanischen Phänomene der Schwerkraft hinzugefügt. Es stellte sich heraus, dass das Gravitationsfeld kann als eine Verformung von Raum und Zeit durch einen massiven Körper beschrieben.
Eine Folge der Krümmung von GR ist der Strahlengang, wenn Licht Pässe in der Nähe einer großen Masse. Der erste Versuch experimentelle Überprüfung der Allgemeinen Relativitätstheorie war im Sommer 1914 unter der Aufsicht einer Sonnenfinsternis auf der Krim statt. Allerdings war das deutsche Team von Astronomen im Zusammenhang mit dem Krieg interniert. Es ist in gewisser Hinsicht GRT Ruf gerettet, weil zur Zeit die Theorie enthaltene Fehler und gab eine falsche Vorhersage des Winkels der Ablenkung des Strahls.
Im Jahr 1919 britischen Physiker Arthur Eddington während der Sonnenfinsternis Beobachtung auf der Insel Principe vor der Westküste von Afrika war in der Lage zu bestätigen, dass das Licht Stern (er durch die Tatsache zu sehen war, dass die Sonne nicht verdunkelt wurde), wird von der Sonne vorbei genau einen Winkel abgelenkt, die die Gleichung vorhersagen Einstein.
Eröffnung Eddington machte Einstein ein Superstar.
Siebter Tag im November 1919 auf dem Höhepunkt der Pariser Friedenskonferenz, wenn die ganze Aufmerksamkeit, wie es scheint, sollte auf folgende Bereiche konzentrieren, wie die Welt sein wird existieren nach dem Ersten Weltkrieg kam die Londoner Zeitung The Times mit einem Leitartikel aus: „Die Revolution in der Wissenschaft: eine neue Theorie des Universums, Newtons Ideen besiegt. "
Reporter verfolgten überall Einstein, Wünsche belästigend die Relativitätstheorie in aller Kürze zu erklären, und die Säle, in denen Er gab öffentliche Vorträge, mit gefüllt wurden (in diesem Fall nach Zeitgenossen, Einstein war nicht sehr gut Dozent; Studenten hatten wenig Verständnis für das Wesen der Vorlesung, kam aber noch eine Berühmtheit zu sehen).
Einstein zusammen mit einem englischen Biochemiker und künftigen Präsidenten von Israel Chaim Weizmann 1921 Ich ging auf einer Vortragsreise in den USA Kapital aufzubringen, um die jüdischen Siedlungen in unterstützen Palästina. Laut der New York Times, «Die Metropolitan Opera waren damit beschäftigt, alle Orte aus dem Orchestergraben bis zum letzten Reihe galorki Hunderte von Menschen in den Gängen stehen.“ Korrespondent betonte: „Einstein sprach deutsch, aber begierig, die Person zu sehen und zu hören, das ergänzte das wissenschaftliche Konzept des Universums mit einer neuen Theorie von Raum, Zeit und Bewegung, besetzt alle Sitze in Halle. "
Trotz des Erfolgs der Öffentlichkeit, der Wissenschaft Relativitätstheorie wurde mit großer Mühe erhalten.
Von 1910 bis 1921 progressiv gesinnten Kollegen zehnmal nominierte Einstein für den Nobelpreis in Physik, sondern konservativ jedes Mal, wenn der Nobel-Komitee weigerte sich unter Berufung auf die Tatsache, dass die Relativitätstheorie noch nicht ausreichend experimentell erhalten Bestätigung.
Nach der Expedition, Eddington es begann zu allen größeren Skandal zu geben, und im Jahr 1921 noch nicht die Ausschussmitglieder nahmen eine elegante Lösung überzeugt - Auszeichnung Einstein-Award, erwähnte nicht die Relativitätstheorie, nämlich: „Für Verdienste um die theoretische Physik und besonders für seine Entdeckung des Gesetzes des photoelektrischen Effekt. "
Arische Physik gegen Einstein
Einstein Popularität im Westen verursachte eine schmerzhafte Reaktion von Kollegen in Deutschland, die nach praktisch isoliert wurden militantes Manifest von 1914 und der Niederlage im Ersten Weltkrieg. Im Jahr 1921 war Einstein der einzige deutsche Wissenschaftler, der eine Einladung in die Welt empfangen Solvay Physik-Kongress in Brüssel (die er aber für eine Reise in den USA ignoriert mit Weiz).
Zur gleichen Zeit, trotz ideologischen Differenzen, mit der Mehrheit der patriotischen Kollegen gelang Einstein freundschaftliche Beziehungen aufrecht zu erhalten. Aber die extrem rechtsgerichteten Studenten und Wissenschaftler, gewannen Einstein einen Ruf als Verräter, die deutsche Wissenschaft irre klopft.
Einer der Vertreter dieser Flügel war Philipp Lenard. Trotz der Tatsache, dass im Jahr 1905 für eine experimentelle Studie von Elektronen, die sie in dem photoelektrischen Effekt, Lenard den Nobelpreis für Physik erhielt, hat er immer von der Tatsache gelitten, dass ihr Beitrag zur Wissenschaft nicht anerkannt genug ist Grad.
Erstens lieh er mich im Jahr 1893, die Entladungsröhre selbst gemachten Roentgen, und im Jahr 1895 entdeckte Roentgen, dass die Entladungsröhren für die Wissenschaft Strahlen bisher unbekannte emittieren. Leonard glaubt, dass die Öffnung zumindest sollte als gemeinsames betrachtet werden, sondern die ganze Herrlichkeit der Entdeckung und der Nobelpreis für Physik im Jahr 1901 ging zu einem Roentgen. Lenard war empört und sagte, dass die Mutter Strahlen, während die Röntgen nur eine Hebamme ist. In diesem Fall offenbar in den entscheidenden Experimenten Röntgenröhre Lenard noch nicht verwendet.
Zweitens Lenard war viel von dem britischen Physiker beleidigt. Er forderte die Priorität der Entdeckung des Elektrons in Thomson und warf den britischen Wissenschaftler, dass er falsch auf seine Arbeit bezieht. Lenard erstellt ein Modell des Atoms, das der Vorläufer des Rutherford-Modells in Betracht gezogen werden kann, aber es war nicht richtig markiert. Es überrascht nicht, Leonard nannte die Engländer eine Nation von egoistisch und betrügerischen Händlern und den Deutschen, im Gegenteil - die Nation Helden und nach dem Ersten Weltkrieg, bot einen britischen intellektuellen Continental arrangieren Blockade.
Drittens Einstein konnte theoretisch den photoelektrischen Effekt erklären und Lenard im Jahr 1913, noch vor der Kontroverse um den Krieg im Zusammenhang, auch ihn für eine Professur zu empfehlen. Aber der Nobelpreis für seine Entdeckung des Gesetzes des photoelektrischen Effekts im Jahr 1921 gab einen Einstein.
Der Anfang der 20er Jahre im Allgemeinen waren eine schwierige Zeit für Lenard. Er kollidierte mit linken Ideen mit Begeisterung von Schülern und wurde öffentlich gedemütigt, als nach der Ermordung der jüdischen liberalen Politik Herkunft, und der deutsche Außenminister Walter Rathenau weigerte sich, die Flagge zu seinem Institutsgebäude zu tauchen Heidelberg.
Seine Ersparnisse in Schuldtitel von Regierung investiert wurden als Folge der Inflation verbrannt, und im Jahre 1922 von den Auswirkungen der Unterernährung während des Krieges, den Tod seines einzigen Sohnes. Lenard wurde geneigt zu glauben, dass das Problem der Deutschland (einschließlich der Deutschen Forschungs) Verschwörung ist das Ergebnis einer jüdisch sind.
Ein enger Mitarbeiter von Lenard zu diesem Zeitpunkt wurde Johannes Stark, den Nobelpreis für Physik im Jahr 1919 auch ihre eigenen Fehler in den Machenschaften der Juden verantwortlich zu machen neigt. Stark nach dem Krieg, als zu liberal Physikalischen Gesellschaft gegen organisierten das konservative „deutsche Profi-Community College Lehrer“, mit der versucht, die Finanzierung von Forschung und die Ernennung zu dem wissenschaftlichen und Unterricht zu kontrollieren, aber nicht Es gelang ihm. Nachdem er einen Student im Jahr 1922 zu schützen, sagte Stark, dass von Bewunderern von Einstein umgeben ist, und vom Posten des Universitätsprofessor trat zurück.
Im Jahr 1924, sechs Monate nach dem Putsches in Großdeutschen Zeitung einen Artikel von Lenard und Stark, veröffentlicht „Hitler und dem Geist der Wissenschaft.“ Die Autoren verglichen Hitler mit solchen Giganten der Wissenschaft als Galileo, Kepler, Newton, und Faraday ( „Welch ein Glück, dass das Genie im Fleisch lebt unter uns! „), und auch das arischen Genie gelobt und verurteilte seine zersetzende Judentum.
Nach Lenard und Stark, Wissenschaft verderblichen Einfluß jüdischen manifestierte sich in neuen Bereichen der theoretischen Physik - Quanten Mechanik und Relativitätstheorie, die Ablehnung der alten Ideen anspruchsvoll und komplex und ungewohnt mathematische verwenden Gerät.
Für die ältere Generation von Wissenschaftlern, auch diejenigen, talentiert wie Leonard, war es eine Herausforderung, die nur wenige in der Lage gewesen zu akzeptieren.
Lenard Gegensatz der „jüdisch“, das heißt, die theoretische Physik „arische“, die experimentell ist, und forderte, dass die deutsche Wissenschaft auf diesem konzentriert. Im Vorwort zu dem Buch „Deutsche Physik“, schrieb er: „Der deutschen Physiker? - Fragen Sie die Menschen. Ich konnte auch die arische Physik sagen, oder Physik Nordic Menschen Whistleblower Physik, Physik die, die das Studium der Naturwissenschaft gegründet. "
Für eine lange Zeit, „arische Physik“ Lenard und Stark blieben ein Randphänomen, und andere Physik Herkunft wurden in Deutschland, theoretische und experimentelle Forschung der höchsten beschäftigt Ebene.
Alles änderte sich, als 1933 Kanzler Deutschland Adolf Hitler wurde. Einstein, der damals in den Vereinigten Staaten war, die deutsche Staatsbürgerschaft und die Mitgliedschaft in der Akademie der Wissenschaften und der Akademie-Präsident Max Planck weigerte sich, die Entscheidung begrüßt: „Trotz der tiefen Kluft zwischen unseren politischen Ansichten, unsere persönliche Freundschaft wird immer unverändert bleiben“, - versicherte er Einstein persönliche Korrespondenz. Allerdings haben einige Mitglieder der Akademie durch die Tatsache verärgert, dass Einstein nicht die Zeit von ihm demonstrativ ausgeschlossen hatte.
Bald Johannes Stark wurde Präsident der Physikalisch-Technischen Institut und der Deutschen Forschungsgemeinschaft. Im nächsten Jahr hat Deutschland ein Viertel aller Physiker und theoretische Physiker halb links.