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20世纪物理学的三大贡献中，两个半都是爱因斯坦的。

杨振宁先生这样评价爱因斯坦。

而当作过去1 000年最伟大的科学家之一，爱因斯坦也确实配得上这样的评价。

杨先生所说的20世纪物理学的三大贡献，指的是狭义相对论、广义相对论和量子力学。

在2014年，与相对论相关的物理学论文多达2 000多篇。

并且，很多理论，如量子霍尔效应、多重宇宙等，都是从相对论进展出来的，而这些理论，都是当今物理学的前沿研究领域。

这足以证明，在过去100年里，相对论对物理学领域产生了多么大的影响。

爱因斯坦的生平

1879年出生于德国乌尔姆市，爸妈都是犹太人；

1900年毕业于苏黎世联邦理工学院；

1905年获苏黎世大学哲学博士学位，爱因斯坦提出了著名的光子假设，提出狭义相对论；

1915年创立广义相对论；

1921年光电效应原理活得诺贝尔物理奖。

实际上，爱因斯坦的科学发现和科学成就，即使荣获4次诺贝尔奖也不为过。

因此他和古代上的伽利略、牛顿这样伟大的物理学家比肩。

可是说是20世纪最伟大的物理学家。

科学贡献一：光电效应

光电效应

赫兹于1887年发现光电效应，爱因斯坦第一个成功的解释了光电效应 金属表面在光辐照作用下发射电子的效应，发射出来的电子叫做光电子。

光波长小于某一临界值时方能发射电子，即极限波长，对应的光的频率叫做极限频率。

临界值取决于金属材料，而发射电子的能量取决于光的波长而与光强度无关，这一点无法用光的波动性解释。

还有一点与光的波动性相矛盾，即光电效应的瞬时性，按波动性理论，如果入射光较弱，照射的时间要长一些，金属中的电子才干积累住足够的能量，飞出金属表面。

科学贡献二：狭义相对论

如果你静止拿着枪射击，向前射击和向后射击，子弹速度一样。

如果你骑着奔跑的马向前和向后射击，地面上看子弹的速度是向前射击的速度比向后射击的速度快，差值是2倍的马奔跑速度。

这个好理解。

但是，19世纪末，科学家发现一个无法解释的现象，如果一个人在地面上用一个灯向前照向后照，光速是一样的，如果骑着马向前照向后照，当时的物理学家认为在地面上看应该是向前的光速快于向后的光速，可是实验结果是两个光速是一样的。

更让人奥秘的是，在马背上测量向前向后的光速 以马为静止大地为运动也是一样的。

这在经典力学中是不可解释的。

爱因斯坦的狭义相对论解释了这个实验。

因为我们在经典力学中认为马上的时间和地面的时间是一样快，马上看到的地面的尺子长度和地面看到的同样的尺子长度是一样长。

爱因斯坦的相对论对此提出了怀疑，在否定以上不言自明的常识基础上，推出了相对论。

在相对论中，不同参照系中的时间和对同一个物体测量的长度是不一样的。

科学贡献三：广义相对论

广义相对论本来就是一种引力理论,是描述引力现象的理论的一种。

他和以牛顿三定律为基础建立的牛顿引力理论一样，都是用来描述引力现象的，只不过它们的出发点与数学工具不同，广义相对论推出的结果与实验结果的符合性在某些条件下优于牛顿引力理论，所以就在一些方面上取代了牛顿理论。

现在人们认为相对论难是因为它的一些结论有悖于人们的生活经验。

广义相对论所用的数学工具比较复杂 黎曼几何,张量分析，一般人理解不了。

所以很多人认为它很神奇。

广义相对论认为：一切坐标系都是平权的，空间的大小与时间的快慢不仅与物体的运动状态有关，而且与物质本身有关。

物质的存在可以影响它所存在的空间，使物质周围空间的曲率不为零，就是所谓的空间扭曲。

虽然地球绕着太阳运动，那是因为太阳很大的质量，扭曲了周围的空间，所以其实地球沿着直线匀速运动，但是在扭曲的空间里，直线变成了曲线，就绕着太阳运动了。

科学贡献四：著名的质能守恒公式

质能守恒定律是质量守恒定律与能量守恒定律的总称，重要是指在一个孤立系统内所有粒子的相对论静能与动能之和在相互作用过程中保持不变。

质能守恒定律充分反映了物质和运动的统一性。

质能方程E=mc^2表明，物体的质量是它所含能量的量度。

质能方程将经典力学中彼此独立的质量守恒和能量守恒定律结合起来，成了统一的质能守恒定律。

但是，在经典物理学和相对论物理学中，对质量守恒定律和能量守恒定律这两个基本自然规律的解释，是有原则性分别的 。

科学贡献五：预测引力波

引力波也是时空弯曲的直接结果，在平直时空里面是不可能有引力波的，只要有弯曲的空间就必定会产生引力波。

爱因斯坦意识到这个图像之后，就把他利用黎曼几何写出来的引力场方程进行了简化，得到了引力波方程，而且引力波传递的速度就是光速，爱因斯坦就于1916年预言了引力波的存在。

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