«Свою задачу на земле я выполнил»
advertisement
МАОУ СОШ №16 Жизненный и творческий путь выдающегося ученого XX столетия-Альберта Эйнштейна. «Свою задачу на земле я выполнил» Выполнена ученицей 11 класса МАОУ СОШ №16 Лутовиновой Анастасией Научный руководитель учитель физики МАОУ СОШ №16 Давиденко Людмила Валентиновна Калининград 2013 1 1. 2. 3. 4. Содержание: Введение………………………………………………………………………………………...3 Основная часть………………………………………………………………………………...4 2.1. Жизнь, смерть, бессмертие (автобиографические заметки)………………………...4 2.2. Основные научные достижения А. Эйнштейна………………………………………7 2.3. Главное дело жизни…………………………………………………………………...…..8 2.4. Альберт Эйнштейн – «творение искусства»…………………………………………11 2.5. Десять золотых правил от Альберта Эйнштейна его потомкам……………….....13 Заключение……………………………………………………………………………………14 Список литературы…………………………………………………………………………..15 2 «Свою задачу на земле я выполнил» (о жизни, творчестве и величайших научных открытиях выдающего физика 20 столетия – Альберта Эйнштейна) Жизнь, как видно, не дается никому из нас легко. Надо верить, что ты на что-то годен, И этого «что-то» нужно достигнуть Во что бы то ни стало. (М. Склодовская-Кюри 1894) 1. Введение Одной из важнейших задач изучения физики является формирование научного мировоззрения. Но его нельзя сформировать только посредством изучения физических явлений и законов, закономерностей и свойств. Необходимы знания о движущихся силах развития науки, о причинах появления тех или иных научных трудов, о причинах изменения воззрений и методов познания. Создать такое представление о процессе познания окружающего мира и законах развития физики помогает знакомство с жизнью, творчеством и научными взглядами выдающихся ученых – личностей ярких и одержимых, различных по характеру и судьбе, но всегда преданных своему делу. Это и определило выбранную мною тему реферата. Я хочу рассказать об уникальной личности, ярком символе ушедшего века, человеке-легенде, чье имя - синоним гениальности, а его теория относительности и другие работы в фундаментальной физической науке стали прочно ассоциироваться с наивысшими Рис.1 Альберт Эйнштейн достижениями человеческого разума. Я хочу рассказать о выдающемся физике 20 столетия, человеке, сумевшем в свое суровое время не поддаться модным или безопасным политическим пристрастиям, а остаться верным собственному видению справедливости, поиску божественной красоты мира. Я хочу рассказать об Альберте Эйнштейне. Как вы думаете, в чем отличие ученых, будь они классики или романтики, от обычных людей? По-моему в том огне, который может пылать в них и не давать покоя до тех пор, пока не разгадана тайна природы. Одним из таких ученых романтиков, для которых наука составляла смысл жизни, и был Альберт Эйнштейн. Этот вечно сутулящийся человек с большими выразительными глазами и взъерошенной шевелюрой имел колоссальный научный авторитет и при этом был общительным, дружелюбным, жизнерадостным, остроумным, с превосходным чувством юмора, добрым, всегда готовым помочь людям, которых покоряло его человеческое обаяние. Актуальность моей работы заключается в возможности выйти за рамки школьного учебника и заглянуть в глубину изучаемого предмета, используя при этом различные источники информации. А это делает урок физики более интересным, эмоциональным и содержательным; у нас возникает желание не только слушать, но и переживать, сочувствовать, высказывать свои мысли и спорить. Американский физик В. Вайскоп как-то 3 сказал: «Бытие человека покоится на двух китах: чувствах и знаниях. Чувства без знаний неэффективны; знания без чувств бесчеловечны». И я с ним в этом вполне согласна. Цель моего реферата – на примере жизни, творчества и научной деятельности А. Эйнштейна показать роль личности в истории физики, понять, как возникли и развивались фундаментальные идеи и принципы современной физики. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: 1. Изучить литературу по данной теме. 2. Рассказать об основных этапах жизни, творчества и научной деятельности А. Эйнштейна. 3. Рассмотреть основные научные достижения А. Эйнштейна, показав какое значение имело главное открытие его жизни – создание теории относительности. 4. Проанализировать качества личности А. Эйнштейна, которые сформировали его как физика-теоретика. 5. Сформулировать десять золотых правил успешности от А. Эйнштейна. 2. Основная часть. 2.1 Жизнь, смерть, бессмертие (автобиографические заметки). Альберт Эйнштейн родился 14 марта 1879 года в небольшом немецком городке Ульме. Отец, Герман Эйнштейн, был в это время совладельцем небольшого предприятия по производству перьевой набивки для матрасов и перин. Мать, Паулина Эйнштейн, происходила из семьи состоятельного торговца кукурузой. Музыка и немецкая классическая литература были постоянными спутниками жизни семьи Эйнштейнов. В шесть лет Альберта стали обучать игре на скрипке. Однако Рис. 2 Альберт Эйнштейн довольно долго это занятие было практически безрезультатным. В течение семи лет он добросовестно тянул скучную лямку. Но, взявшись за сонаты Моцарта и ощутив их гармонию и эмоциональность, он с громадным упорством принялся оттачивать технику игры. Наконец Моцарт зазвучал в его исполнении, и музыка стала для него наслаждением. Начальное образование Альберт Эйнштейн получил в местной католической школе. В десять лет он поступил в гимназию. Однако обстановка в школе и гимназии плохо вязалась со склонностями и характером подростка. Муштра, зубрежка и первые горькие уроки антисемитизма тяжело ранили душу будущего ученого. Одним из любимых предметов Эйнштейна была математика. Рис.3 Альберт Интерес к ней у будущего ученого появился в 12 лет. Однажды перед Эйнштейн началом учебного года Эйнштейн впервые приобрел учебник геометрии, первая страница которого настолько захватила его, что он не мог оторваться от книги, не прочитав ее до конца. В это время Эйнштейн становится первым учеником по точным наукам: он овладел основами математики, включая интегральное и дифференциальное исчисление. Когда у него, ставшего уже знаменитым, спросили, от кого 4 из родителей он унаследовал свой научный талант, Эйнштейн скромно ответил: «У меня нет никакого таланта, а только страстное любопытство». Весной 1895 года Эйнштейн покинул Мюнхенскую гимназию в связи с переездом его родителей в Швейцарию. Успешно закончив в 1896г. одну из наиболее прогрессивных школ г. Аарау (Швейцария), Альберт поступает на педагогический факультет Цюрихского политехникума, готовившего преподавателей физики и математики. Здесь он учился с октября 1896 г. по август 1900 г. Большую часть времени Альберт работает в физической лаборатории политехникума, увлеченный непосредственным соприкосновением с опытом; остальную часть времени использует для домашнего изучения научных трудов Кирхгофа, Лоренца, Больцмана, Максвелла, Герца. В 1900 году Эйнштейн закончил Политехникум, получив диплом преподавателя математики и физики. Экзамены он сдал успешно, но не блестяще. Многие профессора высоко оценили способности студента Эйнштейна, но никто не захотел помочь ему продолжить научную карьеру. В следующем, 1901 году, Эйнштейн получил гражданство Швейцарии, но вплоть до весны 1902 года не мог найти постоянное место работы — даже школьным учителем. Вследствие отсутствия заработка он буквально голодал. Это стало причиной болезни печени, от которой учёный страдал до конца жизни. Несмотря на лишения, преследовавшие его в 1900—1902 гг., Эйнштейн находил время для дальнейшего изучения физики. В 1901 г. в журнале «Анналы физики» была опубликована его первая статья объемом 10 страниц «Следствия теории капиллярности», посвящённая анализу сил притяжения между атомами жидкостей на основании теории капиллярности. В июне 1902 г. Эйнштейн находит, наконец, постоянную работу, став Рис.4 Альберт техническим экспертом третьего класса Бернского патентного бюро. Эйнштейн Эйнштейн работал в Бюро патентов с июля 1902 по октябрь 1909, занимаясь преимущественно экспертной оценкой заявок на изобретения. Характер работы позволял Эйнштейну посвящать свободное время исследованиям в области теоретической физики. В это время происходят и существенные перемены в его личной жизни. 6 января 1903 года Эйнштейн женился на двадцатисемилетней сокурснице по политехническому училищу Милеве Марич. В семье родились трое детей. Молчаливая, угрюмая Милева была плохой хозяйкой, ревнивой женой, не любила музыку, не разделяла всех радостей и печалей мира его физики, и на чем держался этот союз – понять очень трудно. 7 мая 1909 года Эйнштейн стал профессором теоретической физики Цюрихского университета, а в конце 1910 года – профессором Пражского университета. В 1911 он принимает участие в работе первого Сольвеевского конгресса, посвященного проблемам квантов, где впервые были затронуты вопросы теории относительности. В этот период Германская империя во главе с кайзером Вильгельмом, стремясь вырвать у Англии первенство в научно-техническом развитии, создает новые институты. В числе приглашенных на работу в институт кайзера Вильгельма со сравнительно большим жалованием был и А. Эйнштейн. В ноябре 1913 года А. Эйнштейн стал действительным членом физико-математического отделения Прусской академии наук. В апреле 1914 года он уезжает в Берлин, получив приглашение возглавить создаваемый в Берлине физический исследовательский институт. Его жена не поехала с ним и с этого момента его семья распалась. Он очень любил своих мальчиков, ездил с ними на море, ходил в походы, а когда в 1922 году получил Нобелевскую премию, всю ее отдал жене и детям. В Берлине Эйнштейн жил один в голой, запущенной квартире, пока весной 1919 года не женился на своей двоюродной сестре Эльзе, удочерив двух ее девочек от первого брака. В 1916 году была опубликована общая теория относительности, над которой Эйнштейн напряженно работал в течение 10 лет. Глубокое удовлетворение принесло ему известие о том, что две научные экспедиции, направленные Лондонским Королевским обществом в 1919г. для наблюдения солнечного затмения, подтвердили правильность его теории. «Судьба оказала мне милость, позволив дожить до этого дня», - писал Эйнштейн Планку. 5 Сенсационную новость перепечатали газеты всей Европы, хотя суть новой теории чаще излагалась в беззастенчиво искаженном виде. Слава Эйнштейна достигла небывалых высот. В мае 1920 года он вместе с другими членами Берлинской академии наук, был приведен к присяге как государственный служащий и по закону стал считаться гражданином Германии. Он много путешествовал по Европе, читал лекции для ученых, студентов и любознательной публики. Его неоднократно номинировали на Нобелевскую премию по физике, однако члены Нобелевского комитета долгое время не решались присудить премию автору столь революционных теорий. Наконец был найден дипломатический выход: премия за 1921 год была присуждена Эйнштейну за теорию фотоэффекта, впрочем, текст решения содержал нейтральное добавление: «…и за другие работы в области теоретической физики». Естественно, что и традиционную Нобелевскую речь Эйнштейн посвятил теории относительности. В 1932 году в Германии усилилась политическая нестабильность, поднял голову нацизм, началась неприкрытая травля теории относительности и ее автора. Фашисты называли его «большевиком», а его теорию относительности — «проявлением большевистского духа в физике», не понимая, что этим они льстят большевикам. К сожалению, он не был коммунистом. Человек пестрых и временных политических симпатий, запутанных и иногда даже ошибочных философских взглядов, Эйнштейн всю жизнь был кристально честным и глубоко порядочным человеком, а этого уже достаточно для травли. В нацистском журнале под его портретом значилось: «Эйнштейн. Еще не повешен». За его голову обещали награду 50 тысяч марок. А он весело говорил жене: «Я и не подозревал, что моя голова стоит так дорого!». Весной этого года Эйнштейн уезжает за границу, зная, что больше не вернется в Германию. В начале 1933 года он выходит из состава Берлинской академии наук. В этом же году перед зданием Берлинской оперы запылали костры из книг Эйнштейна, классиков немецкой и мировой литературы. Нацисты жаждали покарать великого ученого, выступившего в защиту мира. В октябре 1933 года Эйнштейна тайно переправили в Америку, где он приступил к работе в должности профессора физики Института фундаментальных исследований в Принстоне. В Америке Эйнштейн был также знаменит, как и в Европе. Летом 1939 года к Эйнштейну приехали два физика-атомщика – Л. Сциллард П. Вигнер и рассказали ему о цепной реакции деления урана, которая была экспериментально осуществлена в Германии, о возможностях ее использования. Ученые написали письмо президенту США Рузвельту, и за подписью Эйнштейна оно было 11 октября 1939 года передано адресату. Одновременно с письмом был вручен президенту и меморандум, где указывалось на возможность использования реакции деления урана для создания атомных бомб огромной разрушительной силы, на возможность использования атомной энергии в мирных целях. Физикиатомщики просили правительство выделить необходимые средства и ускорить темп работ. И вот в декабре 1942 года в Чикаго под руководством Э. Ферми заработал первый в мире атомный реактор, в котором была осуществлена цепная реакция. А 16 июля 1945 года в пустыне неподалеку от города Лос-Аламос был произведен первый атомный взрыв громадной силы. США стали Рис. 5 Альберт Эйнштейн владельцами смертоносного атомного оружия. И вот 6 августа 1945 года атомная бомба была сброшена на Хиросиму, а 9 августа – на Нагасаки. Эйнштейн услышал об этой чудовищной акции уничтожения японских городов по радио. Спазм сдавил ему горло, и он смог только произнести: «О горе!». 11 апреля 1955 года А. Эйнштейн подписал составленное Б. Расселом и поддержанное семью известными учеными обращение к правительствам США, Великобритании, СССР, Франции, Канады, Китая, которое настойчиво предостерегало человечество от самоубийства, к которому может привести создание ядерного оружия. 6 В апреле 1955 года Эйнштейн почувствовал себя плохо. Врачи определили аневризму аорты и предложили операцию, но он отказался. В ночь на 18 апреля, когда Эйнштейн спал, у него произошло прободение стенки аорты, и сердце ученого перестало биться. В соответствии с категорическим предсмертным распоряжением А. Эйнштейна никакой публичной траурной церемонии не было. Он не хотел ни пышных речей, ни памятника, ни могилы. Он был предан кремации, а прах его был развеян дружескими руками по ветру. После Эйнштейна почти не осталось памятных мест: дом в Ульме разрушен во время бомбежки, архивы погибли при разгроме дома нацистами. Но главное, что после него остались его фундаментальные открытия в физике, которые не могут уничтожить ни ветер, ни бомбы. Они и будут вечным памятником «великому преобразователю естествознания» 20 столетия. 2.2 Основные научные достижения А. Эйнштейна. Эйнштейн является автором около 300 работ по физике, заложивших фундамент современной физики и перевернувших представления человечества о Вселенной, а также автором более 150 книг в области других наук. Основными научными достижениями А.Эйнштейна являются: 1. Создание специальной теории относительности, которая коренным образом изменила представление о пространстве, времени и материи. В основу своей теории он положил два постулата: специальный принцип относительности, являющийся обобщением механического принципа относительности Галилея на любые физические явления (в любых инерциальных системах отсчета все физические процессы механические, электрические, тепловые, оптические и др. протекают одинаково), и принцип постоянства скорости света в вакууме (скорость света в вакууме не зависит от движения источника света или наблюдателя и одинакова во всех направлениях), то есть, одинакова во всех инерциальных системах отсчета и равна 30000000000 см/с). Оба постулата и теория, построенная на их основе, привели к ломке многих установившихся классических понятий (абсолютное пространство, абсолютное время), заставили пересмотреть ряд основных положений классической физики Ньютона, установили новый взгляд на мир, новые пространственно-временные представления (относительность длины, времени, одновременности событий). Однако эта теория не отбросила всех закономерностей, установленных классической механикой, а уточнила их в случае движения со скоростями, соизмеримыми со скоростью света в вакууме. Исходя из своей теории, Эйнштейн в том же 1905 году открыл закон взаимосвязи массы и энергии. Показал, что масса является мерой энергии, заключенной в телах. Это соотношение Эйнштейна лежит в основе расчета энергетического баланса ядерных реакций, в основе всей ядерной физики. Все положения и выводы специальной теории относительности ярко подтвердились в многочисленных опытах, она стала мощным инструментом в физических исследованиях, в частности в физике микромира. 2. Вклад в создание квантовой теории. Эйнштейн ввел в 1905 году представление о дискретной, квантовой структуре светового излучения, рассматривая последнее как поток квантов света, или фотонов (фотонная теория света). Таким образом, Эйнштейну принадлежит теоретическое открытие фотона, экспериментально обнаруженного в 1922 году А. Комптоном. Исходя из квантовой теории света, он объяснил такие явления, как фотоэффект (закон Эйнштейна для фотоэффекта), правило Стокса для флюоресценции, Рис.6 Альберт Эйнштейн 7 фотоионизацию и др., которые не могла объяснить электромагнитная теория света. За эти исследования в 1921 году ученому была присуждена Нобелевская премия по физике. В 1907 году Эйнштейн распространил идеи квантовой теории на физические процессы, непосредственно не связанные со светом. В частности, рассмотрев тепловые колебания атомов в твердом теле и применив идеи квантовой теории, он объяснил уменьшение теплоемкости твердых тел при понижении температуры, разработав первую квантовую теорию теплоемкости твердых тел; 3. В 1909 году он впервые рассмотрел корпускулярно-волновой дуализм для излучения, а также флуктуации энергии равновесного излучения, получив формулу для флуктуаций энергии. 4. В 1912 году он установил основной закон фотохимии: каждый поглощенный фотон вызывает одну элементарную фотореакцию (закон Эйнштейна). 5. В 1916 году он предсказал явление индуцированного излучения, ввел вероятности спонтанного и вынужденного излучений (коэффициенты Эйнштейна). 6. В статистической физике развил в 1905 году молекулярно-статистическую теорию броуновского движения, в 1924-25 годах создал квантовую статистику частиц с целым спином (статистика Бозе-Эйнштейна). 7. В 1915 году предсказал и совместно с В. де Гаазом экспериментально обнаружил эффект изменения механического момента при намагничивании тела (эффект Эйнштейна-де Гааза). 8. В 1915 году завершил создание общей теории относительности, или современной релятивистской теории тяготения, установившей связь между пространством-временем и материей. К ее созданию Эйнштейна привел анализ известного факта, что отношение инертной массы тела к гравитационной одинаково для всех тел (принцип эквивалентности). Этот принцип вместе с принципом относительности лег в основу общей теории относительности, объяснившей сущность тяготения, состоящую в изменении геометрических свойств, искривлении четырехмерного пространства-времени вокруг тел, которые образуют поле (любая масса влияет на метрику окружающего пространства). Вывел уравнение, описывающее поле тяготения - уравнение Эйнштейна (в 1915 году общековариантные уравнения гравитационного поля получил также Д. Гильберт). Для проверки своей теории предложил три эффекта: искривление светового луча в поле тяготения Солнца, смещение перигелия Меркурия и гравитационное красное смещение. Эти эффекты, как показали последующие эксперименты, действительно действуют и количественно правильно предсказывались общей теорией относительности. 9. В 1916 году постулировал гравитационные волны и в 1918 году вывел формулу для мощности гравитационного излучения. Общая теория относительности обусловила бурное развитие космологии как науки. Исходя из этой теории, Эйнштейн в 1917 году предложил новую модель Вселенной, согласно которой Вселенная представляет замкнутое трехмерное пространство (трехмерную сферу) конечного объема и неизменна во времени. Однако эта модель не соответствует действительности, поскольку Вселенная нестационарна, она расширяется. Впервые это теоретически показал А. А. Фридман, а в 1929 году было подтверждено наблюдениями (явление разбегания галактик). Начиная с 1933 года, работы Эйнштейна были посвящены вопросам космологии и единой теории поля. Однако попытки построить такую теорию окончились неудачей. 2.3 Главное дело жизни. «Великому преобразователю естествознания» было только 36 лет, когда он опубликовал общую теорию относительности, когда завершилась работа над системой мира. Знакомясь с ним, великий остроумец Бернард Шоу сказал: «Вас восемь человек, только восемь!». Эйнштейн не понял, смутился. Шоу объяснил: Пифагор, Птолемей, Аристотель, Коперник, Галилей, Кеплер, Ньютон, Эйнштейн. Понимал ли сам Эйнштейн масштаб сделанного им? Думаю, что понимал, иначе бы он не написал: «Прости меня, 8 Ньютон! Ты нашел единственно возможный для твоего времени путь, который был доступен человеку величайшей мысли, каким был ты... Но сегодня мы уже знаем, что для более глубокого постижения мировых связей мы должны заменить твои понятия другими, более удаленными от сферы непосредственного опыта...». С чего же начались революционные преобразования в физике? Во второй половине 19 века Максвелл развил теорию электромагнетизма. Он показал, что свет – электромагнитная волна. Уравнение Максвелла определило скорость света: с = 300000000 м/с. Данные результаты совпали с экспериментальными измерениями в пределах допускаемой погрешности. Но в какой системе отсчета? У Максвелла в уравнениях нет оговорок насчет относительной скорости. Физики предположили, что свет распространяется в какой-то среде. Эту среду назвали эфиром, который и заполняет все пространство. Предположим, что данное значение скорости света по Максвеллу справедливо в системе отсчета связанной с эфиром. Тогда скорость света в различных системах отсчета различна или нет? А. Майкельсон и Э. Морин провели опыты по измерению скорости света в направлении движения Земли и в противоположном направлении. И никакого различия в скорости света им обнаружить не удалось. Это означало, что никакой среды в виде эфира не существует. Таким образом, обнаружились определенные противоречия между электродинамикой и механикой Ньютона, законы которой согласуются с принципом относительности. Возникшие противоречия можно было преодолеть тремя различными способами: 1. Объяснить несостоятельность принципа относительности в применении к электромагнитным явлениям. Это поддерживал голландский физик Лоренц. 2. Считать неправильными сами уравнения Максвелла и попытаться изменить их таким образом, чтобы они при переходе от одной инерционной системы к другой не менялись. Такая попытка была предпринята Герцем. 3. В отказе от классических представлений о пространстве и времени, с тем, чтобы сохранить как принцип относительности, так и уравнения Максвелла. 1.1.1 Единственно правильной оказалась именно третья возможность. Первые два пути были опровергнуты экспериментами. Все эти трудности были преодолены разом в статье А. Эйнштейна «К электродинамике движущихся тел» (1905 год). Его подход к проблеме электродинамики движущихся тел оказался совершенно иным, поэтому специальную теорию относительности (СТО) назвали революционным учением о пространстве и времени. В основу своей теории Эйнштейн положил два постулата, обобщающих опыт: принцип относительности, справедливый для всех явлений природы, и принцип постоянства скорости света. Эти два постулата дополняют друг друга и позволяют решить все проблемы электродинамики, если принять относительный характер времени как закон природы. М. Планк писал: «По своей смелости теория превосходит все, что было достигнуто до сего времени в теоретическом исследовании природы и даже в философской теории познания». В этом же 1905 году появляется небольшая заметка Эйнштейна «Зависит ли инерция тела от содержащейся в нем энергии?», в которой он вывел как следствие из своей теории формулу Е = mc2 и сформулировал закон взаимосвязи массы и энергии. Установление этого факта явилось одним из важнейших шагов к возникновению ядерной энергетики, так как позволило оценить ту значительную энергию, которая должна высвобождаться при делении тяжелых и слиянии легких ядер. 1.1.2 Дальнейшее развитие релятивистские идеи получили в общей теории относительности (ОТО). Исходя из экспериментального факта равенства инертной и тяжелой масс, Эйнштейн сформулировал свой знаменитый принцип эквивалентности: «В поле тяготения (малой пространственной протяженности) все происходит так, как в пространстве без тяготения, если в нем вместо «инерциальной» системы отсчета ввести систему, ускоренную относительно нее». Этот принцип стал отправной точкой в создании «второго этажа» теории относительности, так образно называл Эйнштейн ОТО. В основе ОТО лежит обобщенный постулат относительности: «Законы физики должны быть таковы по природе, 9 что они должны быть применимы к произвольно движущимся системам отсчета». Созданная в окончательном виде в 1916 году ОТО стала грандиозным вкладом в науку. 1.1.3 Главные выводы, вытекающие из общей теории относительности: 1. Прежде всего она развила учение о пространстве – времени, доказав, что реальной геометрией мира является неэвклидова геометрия (открыта Н.И. Лобачевским, Г. Ф. Риманом). Свойства пространства- времени зависят от движущейся материи. 2. ОТО стала физической теорией гравитации, на фундаменте которой развиваются современная космология и астрофизика. Луч света, обладающий инертной, следовательно, и гравитационной массой, должен искривляться в поле тяготения. Этот эффект можно обнаружить при наблюдении положения звезд во время солнечного затмения. 3. Частота света в результате действия поля тяготения должна меняться. В результате этого эффекта линии солнечного спектра под действием гравитационного поля Солнца должны смещаться в сторону красного света, по сравнению со спектрами соответствующих земных источников. Красное смещение в спектрах небесных тел было обнаружено в 1923 – 1926 гг. при изучении спектра Солнца, а в 1925 г. при наблюдении спектра спутника Сириуса. 4. ОТО привела к предсказанию эффектов (конечной скорости изменения поля тяготения, равной скорости света в вакууме - это изменение переносится в виде гравитационных волн; возможности возникновения черных дыр и др.), которые вскоре получили экспериментальное подтверждение. Она позволила также сформулировать принципиально новые модели, относящиеся ко всей Вселенной, в том числе и модели нестационарной (расширяющейся) Вселенной. 1.1.4 В наше время удалось экспериментально доказать ОТО Эйнштейна, а именно то, что наша планета, вращаясь, искривляет пространство и время. Эксперимент был поставлен в 2004 году силами Американского национального аэрокосмического агентства (NASA). В 2004 году специалисты NASA запустили спутник Gravity Probe-B. Внутри космического аппарата находились четыре кварцевых шара, покрытых ниобием. Это самые идеальные сферы из всех, когда-либо сделанных. Их температура поддерживалась близкой к абсолютному нулю (-273 градуса по Цельсию). Эти шары были изолированы от внешних вмешательств и помещены в самую "спокойную" среду, а именно в емкость со сверхжидким гелием. При попадании на орбиту шарам задали вращательный импульс. Если теория Эйнштейна об искажении Землей пространства и времени справедлива, то масса и вращение Земли в 640 километрах от четырех кварцевых шаров должна была сместить их на незначительное, но, тем не менее, измеряемое расстояние. Полученные посредством спутника данные выявили смещение этих шаров. Одним из затруднений для ученых оказалась необходимость доказать, что выявленное смещение шаров выходит за пределы погрешности измерений, а также не является фальшивкой и, следовательно, в самом деле подтверждает теорию Эйнштейна. Отклонения в пространстве и времени, которые должны провоцироваться Землей, укладываются в разработанную Эйнштейном знаменитую общую теорию относительности, согласно которой на пространство и время влияют все крупные и массивные объекты, а именно планеты и звезды. Если бы Эйнштейн ошибался, тогда кварцевые шары вращались бы, не попадая под влияние никаких внешних сил, а именно давления, температуры, магнитного поля, гравитации и электрических зарядов. Но великий физик утверждал, что искривление пространства и времени вокруг Земли окажет некоторое влияние на положение близлежащих объектов, которое, хотя и с большими трудностями, но все-таки измеримо. Действительно, за год отклонение оси шариков составило всего одну тысячную угловой секунды. "Одна тысячная угловой секунды - это толщина человеческого волоса, видимая на расстоянии 16 км. То есть это очень маленький угол, и вот такую точность в измерениях должны были получить на аппарате Gravity Probe B", - пояснил руководитель группы ученых, профессор Стэнфордского университета Фрэнсис Эверитт. Благодаря техническим возможностям современных космических аппаратов этот результат 10 и был получен. Все это еще раз подтверждает, что даже спустя более 100 лет со дня выхода в свет «звездных» статей, посвященных принципам относительности, проблемы, волновавшие Эйнштейна, по-прежнему будоражат умы ученых мира. 2.4 Альберт Эйнштейн – «творение искусства». Альберт Эйнштейн - личность, которая по прошествии последних 100 лет по-прежнему вызывает интерес, как людей науки, так и простых обывателей. Какие же качества личности помогли ученому стать почти богом в глазах человечества? И как он тренировал их в себе? Прочитав достаточный объем информации, проанализировав и обобщив ее, можно утверждать, что: 1. У Эйнштейна был особый способ мышления. Он выделял те идеи, которые были неизящны или дисгармоничны, исходя в основном из... эстетических критериев. Потом он провозглашал общий принцип, по которому восстановилась бы гармония. И делал прогнозы, как поведут себя физические объекты. Такой подход давал ошеломляющие результаты. Ученый тренировал в себе Рис. 7 Альберт Эйнштейн умение подняться над проблемой, увидеть ее с неожиданного ракурса и найти неординарный выход. Как? Когда он оказывался в тупике, играл на скрипке, и внезапно в голове всплывало решение. 2. Эйнштейн оберегал в себе умение задаваться детскими вопросами: что будет, если двигаться на кончике луча? В его картине мира, возможно, то, с чем трудно смириться здравому смыслу. Искривленные пространства и время, уменьшающиеся объекты... Для теории относительности был взят новый математический язык, новое четвертое измерение, где сумма углов треугольника не равна 180 градусам и параллельных прямых не существует. 3. В обычном состоянии ученый был неестественно спокоен, почти заторможен. Из всех эмоций предпочитал самодовольную жизнерадостность. Абсолютно не выносил, когда кто-то рядом был печален. Он не видел того, чего видеть не хотел. Не относился серьезно к неприятностям. Считал, что от шуток беды "рассасываются". И что их можно перевести из личного плана в общий. Например, сравнить горе от своего развода с горем, приносимым народу войной. Подавлять эмоции ему помогали "Максимы" Ларошфуко, он их постоянно перечитывал. 4. Он говорил "Я" и не разрешал никому произносить "мы". Смысл этого местоимения просто не доходил до ученого. Его близкий друг лишь раз видел невозмутимого Эйнштейна в ярости, когда жена произнесла запретное "мы". Чтобы быть независимым от общепринятых мнений, Эйнштейн часто замыкался в одиночестве. Это было привычкой детства. Он даже разговаривать начал в 7 лет потому, что не желал общаться. Он строил уютные миры и противопоставлял их реальности. Мир семьи, мир единомышленников, мир патентного бюро, в котором работал, храм науки. "Если сточные воды жизни лижут ступени вашего храма, закройте дверь и засмейтесь. ...Не поддавайтесь злобе, оставайтесь попрежнему святым в храме". Этому совету он и следовал. 5. Эйнштейн укреплял уверенность в себе каждой, даже маленькой победой, которая преподносилась им, как огромная. И требовал, чтобы близкие ему люди тоже в нем не сомневались. Он индуцировал оптимизм, навевал его на себя. Физик всегда держал в голове свой будущий блестящий образ. Он безоговорочно верил, что получит Нобелевскую премию. Когда они с первой женой разводились, ученый пообещал отдать ей всю шведскую награду в качестве отступного. А получил он ее только через добрый десяток лет. Но жена ни на минуту не усомнилась и согласилась на развод. 11 6. Эйнштейну по жизни всегда нужны были вызов и дуэль. Иногда он обострял ситуацию сам, чтобы им не овладела интеллектуальная лень. Когда в послевоенной Германии началась травля ученого, и в самом большом концертном зале Берлина прошел митинг против его идей, он пошел туда, аплодировал и смеялся. 7. Эйнштейну очень нужно было "проговаривать" кому-то свои теории. Он считал их "дозревшими", когда мог объяснить простыми словами хоть секретарше. Еще он писал стихи, которые тоже тренировали ум, и старался говорить афоризмами. 8. Эйнштейну во второй половине жизни очень помогал особый транс, когда ум его ничем не ограничивался, тело не подчинялось заранее установленным правилам. Спал, пока не разбудят. Бодрствовал, пока не отправят спать. Ел, пока не остановят. 9. Эйнштейн считал, что только маньяк, одержимый одной мыслью, способен получить значительный результат. Он дал согласие, чтобы его мозг исследовали после его смерти. Мозг отличался от нормы. На один нейрон приходилось гораздо больше глиальных клеток, которые считаются показателем развития мозга. Таким образом, все выше сказанное подтверждает, что Альберт Эйнштейн обладал оригинальным и четким мышлением, величайшим спокойствием духа, самодостаточностью, непрерывным творческим горением и маниакальной преданностью науке, верил в свою гениальность. Или словами М. Борна: «В нем удивительнейшим образом сочетаются философская глубина, интуиция физика и математическое искусство». Вот это и отличает ученых-романтиков от обычных людей, делает их известными всему миру. Вместе с тем, А.Эйнштейн был страстным любителем трубки. Пожизненный член клуба Монреальских курильщиков трубок, Эйнштейн сказал следующее: «Курительная трубка способствует спокойно и объективно судить о делах человеческих». Но он никогда не употреблял спиртного, часто повторяя слова Бисмарка: «Пиво делает человека глупым и ленивым». А.Эйнштейн ненавидел фантастику. Чтобы не исказить чистую науку и дать людям ложную иллюзию научного понимания, он рекомендовал полное воздержание от любого типа научной фантастики. «Я никогда не думаю о будущем, оно и так скоро придет», говорил он. Альберт Эйнштейн был убеждённым демократическим социалистом, гуманистом, пацифистом и антифашистом. Человек пестрых и временных политических симпатий, запутанных и иногда даже ошибочных философских взглядов, А.Эйнштейн всю жизнь был кристально честным и глубоко порядочным человеком. Физиков часто удивляло, с какой легкостью, безо всяких борений честолюбия, он мог отказываться от своих научных взглядов, когда убеждался в своей неправоте. Но от убеждений своей совести он не отказывался никогда. А.Эйнштейн был равнодушен к театру и кино. Много читал. Любил Шекспира, Гейне, Шиллера, Льва Толстого и особенно Достоевского. О «Братьях Карамазовых» он говорил как о светлом и ликующем произведении: «Достоевский дает мне больше, чем любой ученый. Он вызывает у меня этический порыв такой непреодолимой силы, какой возникает от истинного произведения искусства». Он нежно любил природу, сад в Принстоне, удивлялся жучкам, слушал птиц. Дружил с Ласкером, но не играл в шахматы: «Борьба за власть и дух соперничества всегда отталкивали меня». Любил плавать под парусом, причем один и много часов. А.Эйнштейн охотно увлекался музыкой, превосходно играя на скрипке. Любил устраивать домашние концерты, играя Генделя и Брамса, Шумана и Шуберта, но его любимыми композиторами всегда оставались Бах и Моцарт. Именно в их произведениях его покоряла та прозрачность и гармония, которую он искал, строя свои теории Вселенной. Вот таким был Альберт Эйнштейн – выдающаяся личность, ученый с мировым именем, один из основателей современной физики, лауреат Нобелевской премии, иностранный членкорреспондент РАН (1922) и иностранный почетный член АН СССР (1926), который жил и работал в 20 веке. Вернее, правильнее будет сказать, что XX век останется в истории как век, в котором жил и работал Альберт Эйнштейна. 12 2.5. Десять золотых правил от Альберта Эйнштейна его потомкам «Я всегда думаю о том, что моя внутренняя и внешняя жизни основаны на работах и мыслях других людей, живых и умерших, и что я должен расширять себя, чтобы давать миру столько же, сколько я получил и продолжаю получать сейчас», — Альберт Эйнштейн. Открыв много физических законов и теорий, А.Эйнштейн был впереди многих ученых своего времени. Но люди называют его гением не только за это. Профессор Эйнштейн был философом, который ясно понимал законы успеха, и объяснял их так же хорошо, как и свои уравнения. Вот десять цитат из огромного списка его замечательных высказываний. Десять золотых уроков, которые каждый из нас может использовать в своей повседневной жизни. 1. Большинство людей не желает делать ничего нового из-за страха ошибиться. Но этого не надо бояться. Зачастую человек, потерпевший поражение, узнает о том, как побеждать больше, чем тот, к кому успех приходит сразу. 2. Образование — это то, что остается после того, когда забываешь все, чему учили в школе. Через 30 лет вы совершенно точно забудете все, что вам приходилось изучать в школе. Запомнится только то, чему вы научились сами. 3. Воображение важнее знания. Знание ограничено. Воображение охватывает весь мир. Когда понимаешь, насколько далеко человечество продвинулось с пещерных времен, сила воображения ощущается в полном масштабе. То, что мы имеем сейчас, достигнуто с помощью воображения наших прадедов. То, что у нас будет в будущем, будет построено с помощью нашего воображения. 4. Секрет творчества состоит в умении скрывать источники своего вдохновения. Уникальность вашего творчества зачастую зависит от того, насколько хорошо вы умеете прятать свои источники. Вас могут вдохновлять другие великие люди, но если вы в положении, когда на вас смотрит весь мир, ваши идеи должны выглядеть уникальными. 5. Ценность человека должна определяться тем, что он дает, а не тем, чего он способен добиться. Старайтесь стать не успешным, а ценным человеком. Если посмотреть на всемирно известных людей, то можно увидеть, что каждый из них что-то дал этому миру. Нужно давать, чтобы иметь возможность брать. 6. Есть два способа жить: вы можете жить так, как будто чудес не бывает, и вы можете жить так, как будто все в этом мире является чудом. Если жить, будто ничего в этом мире не является чудом, то вы сможете делать все, что захотите и у вас не будет препятствий. Если же жить так, будто все является чудом, то вы сможете наслаждаться даже самыми небольшими проявлениями красоты в этом мире. Если жить одновременно двумя способами, то ваша жизнь будет счастливой и продуктивной. 7. Когда я изучаю себя и свой способ думать, я прихожу к выводу, что дар воображения и фантазии значил для меня больше, чем любые способности к абстрактному мышлению. Мечты обо всем, чего бы вы могли добиться в жизни, — это важный элемент позитивной жизни. Позвольте вашему воображению свободно блуждать и создавать мир, в котором вы бы хотели жить. 8. Чтобы стать безупречным членом стада овец, нужно в первую очередь быть овцой. Если вы хотите стать успешным предпринимателем, нужно начинать заниматься бизнесом прямо сейчас. Чтобы выигрывать, прежде всего, нужно играть. 9. Нужно выучить правила игры. А затем, нужно начать играть лучше всех. Выучите правила и играйте лучше всех. Просто, как и все гениальное. 10. Очень важно не перестать задавать вопросы. Любопытство не случайно дано человеку. Умные люди всегда задают вопросы. Спрашивайте себя и других людей, чтобы найти решение. Это позволит вам узнавать новое и анализировать собственный рост. 13 3. Заключение. Мой реферат – это краткий творческий портрет блестящего физика-теоретика Альберта Эйнштейна, 135 лет со дня рождения которого будет отмечать весь мир в марте 2014 года. Создавая образ ученого, я не стремилась его идеализировать, потому что считаю, что великие люди в этом не нуждаются. Для меня главным было рассказать не только о том, какой вклад в науку внес Альберт Эйнштейн, но и раскрыть его замечательные качества личности, которые многому могут научить нас – его потомков. Однако в последнее время в Интернете все чаще появляются статьи, порочащие имя великого ученого. И мне кажется, что разгадка такой «популярности» состоит именно в том, что он, несмотря на пришедшую к нему мировую славу, жил жизнью простого человека, которому не чужды мирские слабости. Да и сама жизнь Эйнштейна была воплощением совести и мыслей простых людей. Таким и вошел навсегда в историю: чутким, отзывчивым, ненавидящим насилие, обман, ханжество, милитаризм, смелым в своих научных теориях, отстаивающим добро в его извечной борьбе со злом. Многие, знавшие Эйнштейна, спрашивали себя, что является более великим в этом человеке: интеллект, проникающий в структуру Вселенной, или сердце, резонирующее на каждое человеческое горе и на каждое проявление общественной несправедливости? Работая над рефератом, я еще раз убедилась, что чтение книг о великих людях не только расширяет мою эрудицию, но и дает сильную моральную поддержку, показывая примеры воли, твердости и упорства в достижении цели, мужества и стойкости в преодолении трудностей. А это укрепляет мои волевые качества, дает мне немало поучительного, интересного и волнующего. Закончить свой реферат я хочу словами А.С. Пушкина: «Гордиться славою своих предков не только можно, но и должно; не уважать оной есть постыдное малодушие». Рис. 8 Альберт Эйнштейн в молодости Рис. 9 Альберт Эйнштейн 14 4.Список используемой литературы. 1. Кузнецов Б.Г. Эйнштейн. Жизнь, смерть, бессмертие. 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Наука, 1985. 2. Дягилев Ф.М. Из истории физики и жизни ее творцов.- М: «Просвещение», 1986 3. Лауреаты Нобелевской премии. Энциклопедия. Пер. с англ. - М.: «Прогресс», 1992. 4. Сноу Ч.П. Портреты и размышления. - М.: изд. «Прогресс», 1985. 5. Френкель В.Я., Явелов Б.Е. Эйнштейн: изобретения и эксперимент. 2-е изд., перераб. и дополн. – М.: изд. «Наука», 1990. 6. Хофман Б. Альберт Эйнштейн: творец и бунтарь. История физики. - Пер. с англ. – М.: «Прогресс», 1983. 7. Хрестоматия по истории физики. – Минск: «Высшая школа», 1980 8. Явелов Б.Е., Френкель В.Я. Патентный эксперт Эйнштейн//Сб. Пути в незнакомое, М.: Советский писатель, 1983 15