Einstein對(duì)理論物理學(xué)的影響

李闖

摘要：在人類科學(xué)發(fā)展歷史上，Einstein堪稱“巨人”，他在學(xué)術(shù)領(lǐng)域所作出的貢獻(xiàn)無疑的杰出的，尤其的相對(duì)論和量子理論的提出，更成為現(xiàn)代物理學(xué)研究的基礎(chǔ)。Einstein涉獵廣泛，具有勇敢的探索和求證精神，同時(shí)也是一位具備強(qiáng)烈社會(huì)責(zé)任感的科學(xué)家、思想家，在理論物理研究領(lǐng)域，Einstein的研究成果影響尤其深遠(yuǎn)。

關(guān)鍵詞：Einstein；理論物理；相對(duì)論；量子力學(xué)

1879年3月14日，Einstein出生于一個(gè)德國猶太家庭，從小性格內(nèi)向，熱愛科學(xué)并勤于思考，對(duì)于數(shù)學(xué)、物理學(xué)的興趣尤其濃厚，受家庭教育影響，Einstein的科學(xué)啟蒙比常人更早。對(duì)于現(xiàn)代物理研究而言，1905年無疑的里程碑一樣的年份，這一年，Einstein以《分子大小的新測(cè)定方法》一文為其大學(xué)生涯畫上了完美句號(hào)，后獲得博士學(xué)位，同年在德國《物理學(xué)年鑒》上表了《關(guān)于光的發(fā)生和轉(zhuǎn)變的一個(gè)新觀點(diǎn)》、《從熱的分子運(yùn)動(dòng)論看靜止液體中懸浮粒子的運(yùn)動(dòng)》和《論運(yùn)動(dòng)物體的電動(dòng)力學(xué)》三篇論文，分別提出了狹義相對(duì)論，光量子理論，攀登上現(xiàn)代理論物理研究中的制高點(diǎn)。

一、Einstein在理論物理研究中的貢獻(xiàn)

1、提出狹義相對(duì)論。Einstein是繼牛頓之后物理學(xué)發(fā)展史上的又一位杰出人物，他所提出的狹義相對(duì)論理論，不但構(gòu)建起思維時(shí)空一理論框架，使人類在時(shí)空認(rèn)識(shí)上邁出了新的一步，而且以相對(duì)論為基礎(chǔ)，結(jié)合力學(xué)定律建立起“相對(duì)論力學(xué)”。預(yù)言如果速度增加，那么慣性質(zhì)量也會(huì)隨之增加。根據(jù)相對(duì)論進(jìn)行推理，提出質(zhì)能理論，也就是E=mc2，該理論的提出為核能研究奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。迄今為止，理論物理研究中仍以相對(duì)論為基礎(chǔ)，同時(shí)在量子力學(xué)、電力學(xué)方面也起到了重要影響[1]。

2、提出廣義相對(duì)論。廣義相對(duì)論的提出是人類科學(xué)進(jìn)步、思想拓展的杰出成果，其理論本質(zhì)在于引力理論。Einstein的學(xué)術(shù)成就之所以備受推崇，是因?yàn)樗麑⒁Ω拍钆c空間概念相融合，進(jìn)而形成時(shí)間結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了物理學(xué)與幾何學(xué)有機(jī)融合，引力能夠通過幾何語言進(jìn)行詮釋，從而使抽象的引力結(jié)構(gòu)變得直觀而生動(dòng)，這也是迄今為止現(xiàn)代物理學(xué)發(fā)展的黃金坐標(biāo)點(diǎn)，邁出了人類探索宇宙結(jié)構(gòu)的重要一步。Einstein所提出的宇宙“有限無界”理論至今無人企及，使宇宙物理研究從猜想思辨階段進(jìn)入到現(xiàn)代科學(xué)的具體研究中，并形成獨(dú)立的研究領(lǐng)域。在現(xiàn)代理論物理研究中，“對(duì)稱性支配相互作用”是廣義相對(duì)論的延伸，也是人類探索未知領(lǐng)域的新途徑。

3、推動(dòng)量子論發(fā)展。在量子論研究中， Einstein的學(xué)術(shù)成果對(duì)該理論體系的發(fā)展起到了重要的推動(dòng)作用。以Plonk的“能量量子”理論為基礎(chǔ)，Einstein提出了光量子理論，指出光束無論是在傳播、輻射還是吸收過程，都具有其量子性，進(jìn)而為廣電效應(yīng)做出完美詮釋。Einstein將量子理論和波動(dòng)理論進(jìn)行了并列融合，首次提出光的“波粒二象性”。這一觀點(diǎn)的提出為后期物質(zhì)波理論的發(fā)展提供了一句，從而使量子力學(xué)發(fā)展有了新的方向[2- 4]。

Einstein將量子理論與物質(zhì)內(nèi)部震動(dòng)理論相結(jié)合，提出了比熱值和溫度的關(guān)系；結(jié)合光化學(xué)原理，構(gòu)建起光化學(xué)定律，同時(shí)提出了輻射傳導(dǎo)、吸收的計(jì)算理論，為后世激光技術(shù)發(fā)展應(yīng)用創(chuàng)造了完善的理論基礎(chǔ)。而且Einstein與Bose共同提出“BoseEinstein”計(jì)算理論，促進(jìn)了光子理論研究的重大發(fā)展。

二、Einstein對(duì)后世理論物理研究的影響

1、勇于探索，善于求證。任何科學(xué)研究都需要豐富的想象力，以探索未知領(lǐng)域的科學(xué)規(guī)律。Einstein以其獨(dú)具匠心的思想實(shí)驗(yàn)充分發(fā)揮其想象力，從而使知識(shí)理論與科學(xué)實(shí)踐得到了有機(jī)融合，推動(dòng)其科學(xué)思維深入發(fā)展，同時(shí)也激發(fā)了Einstein探索未知世界的勇氣和熱情。如果沒有思想實(shí)驗(yàn)的推動(dòng)，相對(duì)論的產(chǎn)生和形成將遙遙無期，尤其是廣義相對(duì)論很難形成獨(dú)立理論體系。Einstein曾說過：“天才的成就源于不斷的探索和求證”。

2、物理與數(shù)學(xué)的融合推動(dòng)理論物理研究發(fā)展。數(shù)學(xué)語言能夠更精準(zhǔn)的詮釋科學(xué)語言，是科學(xué)研究中不可或缺的重要表達(dá)工具，同時(shí)也是科學(xué)走向成熟和完善的標(biāo)志。物理學(xué)與數(shù)學(xué)關(guān)系密切，兩者不可分割，物理概念與數(shù)學(xué)概念實(shí)現(xiàn)了高度融合，并納入同一體系內(nèi)。狹義相對(duì)論以幾何語言詮釋出四維空間結(jié)構(gòu)，廣義相對(duì)論則以黎曼幾何為研究載體，量子力學(xué)則以希爾伯特空間理論為主導(dǎo)，在數(shù)學(xué)與物理學(xué)的研究探索中，Einstein功不可沒。

3、哲學(xué)的指導(dǎo)作用。Einstein不但對(duì)自然科學(xué)研究中成績斐然，同時(shí)也對(duì)哲學(xué)具有濃厚興趣，他曾經(jīng)和哲學(xué)專業(yè)大學(xué)生探討專業(yè)問題，哲學(xué)思想在Einstein的物理研究中無處不在，在哲學(xué)思想的指導(dǎo)下，他能夠有更高的思想站位和思維視野，他的科學(xué)視野更廣闊，對(duì)于科學(xué)理論的理解和認(rèn)識(shí)也更為深刻。將哲學(xué)思維融合到物理學(xué)研究中可謂Einstein的創(chuàng)舉，而且事實(shí)證明，他的這一創(chuàng)舉促進(jìn)了理論物理學(xué)的高度發(fā)展，是Einstein科學(xué)理論體系形成的重要指導(dǎo)思想[5]。

4、堅(jiān)持世界統(tǒng)一性思想。Einstein信奉“自然和諧”理論，他認(rèn)為自然萬物都會(huì)以和諧統(tǒng)一的形式存在，而且在其科學(xué)研究中也始終貫穿這一思想。他能夠以最簡約的筆調(diào)描繪出深?yuàn)W的世界圖像，從而為理論物理的發(fā)展形成重要影響。雖然Einstein的“統(tǒng)一場論”并未獲得證實(shí)，但是迄今為止，這一思想仍有巨大的鼓舞作用，推動(dòng)現(xiàn)代物理研究不斷前進(jìn)。

三、結(jié)語

在理論物理研究中，Einstein提出在物質(zhì)空間內(nèi)并非呈現(xiàn)歐幾里德空間狀態(tài)，而是以黎曼空間狀態(tài)存在，這一理論為四維空間探索提出了鮮明的指導(dǎo)方向。在近現(xiàn)代理論物理研究中，Einstein的成就如同里程碑一般，彰顯出人類文明進(jìn)步的高度，同時(shí)也為后世物理研究發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1] 木本榮. 量子引力有效理論的若干問題[D].電子科技大學(xué)，2015.

[2] 黃志洵. 影響物理學(xué)發(fā)展的8個(gè)問題[J]. 前沿科學(xué)，2013，（03）：59-85.

[3] 薛永紅. 追溯歷史訴諸哲學(xué) 撥散量子理論迷霧[J]. 科技導(dǎo)報(bào)，2013，（08）：80.

[4] 孫昌璞. 量子理論若干基本問題研究的新進(jìn)展[J]. 物理學(xué)進(jìn)展，2001，（03）：317-360.

[5] 楊振寧，樂光堯. 愛因斯坦對(duì)理論物理學(xué)的影響[J]. 自然辯證法通訊，1981，（02）：27-33.endprint