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　　今天是世紀(jì)偉人愛因斯坦的誕辰，也就在這一天霍金走了，霍金被評(píng)為“愛因斯坦之后最偉大的科學(xué)家”，也有網(wǎng)友將他們稱為天選之人。很多人愿意將兩者對(duì)比，小編認(rèn)為對(duì)比兩者是沒有絲毫的意義的，他們?yōu)槿澜缱龀龅呢暙I(xiàn)以我們普通人的知識(shí)準(zhǔn)備和眼界廣度根本無法做出評(píng)判。本站小編，將帶您了解兩位偉人的貢獻(xiàn)。

　　阿爾伯特·愛因斯坦主要成就

　　1.相對(duì)論

　　相對(duì)論的意義：狹義相對(duì)論和廣義相對(duì)論建立以來，已經(jīng)過去了很長(zhǎng)時(shí)間，它經(jīng)受住了實(shí)踐和歷史的考驗(yàn)，是人們普遍承認(rèn)的真理。相對(duì)論對(duì)于現(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展和現(xiàn)代人類思想的發(fā)展都有巨大的影響。相對(duì)論從邏輯思想上統(tǒng)一了經(jīng)典物理學(xué)，使經(jīng)典物理學(xué)成為一個(gè)完美的科學(xué)體系。狹義相對(duì)論在狹義相對(duì)性原理的基礎(chǔ)上統(tǒng)一了牛頓力學(xué)和麥克斯韋電動(dòng)力學(xué)兩個(gè)體系，指出它們都服從狹義相對(duì)性原理，都是對(duì)洛倫茲變換協(xié)變的，牛頓力學(xué)只不過是物體在低速運(yùn)動(dòng)下很好的近似規(guī)律。廣義相對(duì)論又在廣義協(xié)變的基礎(chǔ)上，通過等效原理，建立了局域慣性長(zhǎng)與普遍參照系數(shù)之間的關(guān)系，得到了所有物理規(guī)律的廣義協(xié)變形式，并建立了廣義協(xié)變的引力理論，而牛頓引力理論只是它的一級(jí)近似。這就從根本上解決了以前物理學(xué)只限于慣性系的問題，從邏輯上得到了合理的安排。相對(duì)論嚴(yán)格地考察了時(shí)間、空間、物質(zhì)和運(yùn)動(dòng)這些物理學(xué)的基本概念，給出了科學(xué)而系統(tǒng)的時(shí)空觀和物質(zhì)觀，從而使物理學(xué)在邏輯上成為完美的科學(xué)體系。

　　狹義相對(duì)論給出了物體在高速運(yùn)動(dòng)下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并提示了質(zhì)量與能量相當(dāng)，給出了質(zhì)能關(guān)系式。這兩項(xiàng)成果對(duì)低速運(yùn)動(dòng)的宏觀物體并不明顯，但在研究微觀粒子時(shí)卻顯示了極端的重要性。因?yàn)槲⒂^粒子的運(yùn)動(dòng)速度一般都比較快，有的接近甚至達(dá)到光速，所以粒子的物理學(xué)離不開相對(duì)論。質(zhì)能關(guān)系式不僅為量子理論的建立和發(fā)展創(chuàng)造了必要的條件，而且為原子核物理學(xué)的發(fā)展和應(yīng)用提供了根據(jù)。

　　對(duì)于愛因斯坦引入的這些全新的概念，當(dāng)時(shí)地球上大部分物理學(xué)家，其中包括相對(duì)論變換關(guān)系的奠基人洛侖茲，都覺得難以接受。甚至有人說“當(dāng)時(shí)全世界只有兩個(gè)半人懂相對(duì)論”。舊的思想方法的障礙，使這一新的物理理論直到一代人之后才為廣大物理學(xué)家所熟悉，就連瑞典皇家科學(xué)院，1922年把諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予愛因斯坦時(shí)，也只是說“由于他對(duì)理論物理學(xué)的貢獻(xiàn)，更由于他發(fā)現(xiàn)了光電效應(yīng)的定律。”對(duì)愛因斯坦的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)辭中竟然對(duì)于愛因斯坦的相對(duì)論只字未提。(注：相對(duì)論沒有獲諾貝爾獎(jiǎng)，一個(gè)重要原因就是還缺乏大量事實(shí)驗(yàn)證。>>>揭秘：霍金是怎么說話的？

　　2.光電效應(yīng)

　　1905年，愛因斯坦提出光子假設(shè)，成功解釋了光電效應(yīng)，因此愛因斯坦“達(dá)達(dá)主義”照獲得1921年諾貝爾物理獎(jiǎng)。光照射到金屬上，引起物質(zhì)的電性質(zhì)發(fā)生變化。這類光變致電的現(xiàn)象被人們統(tǒng)稱為光電效應(yīng)(Photoelectric effect)。光電效應(yīng)分為光電子發(fā)射、光電導(dǎo)效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)。前一種現(xiàn)象發(fā)生在物體表面，又稱外光電效應(yīng)。后兩種現(xiàn)象發(fā)生在物體內(nèi)部，稱為內(nèi)光電效應(yīng)。赫茲于1887年發(fā)現(xiàn)光電效應(yīng)，愛因斯坦第一個(gè)成功的解釋了光電效應(yīng)(金屬表面在光輻照作用下發(fā)射電子的效應(yīng)，發(fā)射出來的電子叫做光電子)。光波長(zhǎng)小于某一臨界值時(shí)方能發(fā)射電子，即極限波長(zhǎng)，對(duì)應(yīng)的光的頻率叫做極限頻率。臨界值取決于金屬材料，而發(fā)射電子的能量取決于光的波長(zhǎng)而與光強(qiáng)度無關(guān)，這一點(diǎn)無法用光的波動(dòng)性解釋。還有一點(diǎn)與光的波動(dòng)性相矛盾，即光電效應(yīng)的瞬時(shí)性，按波動(dòng)性理論，如果入射光較弱，照射的時(shí)間要長(zhǎng)一些，金屬中的電子才能積累住足夠的能量，飛出金屬表面?？墒聦?shí)是，只要光的頻率高于金屬的極限頻率，光的亮度無論強(qiáng)弱，光子的產(chǎn)生都幾乎是瞬時(shí)的，不超過十的負(fù)九次方秒。正確的解釋是光必定是由與波長(zhǎng)有關(guān)的嚴(yán)格規(guī)定的能量單位(即光子或光量子)所組成。光電效應(yīng)里，電子的射出方向不是完全定向的，只是大部分都垂直于金屬表面射出，與光照方向無關(guān)，光是電磁波，但是光是高頻震蕩的正交電磁場(chǎng)，振幅很小，不會(huì)對(duì)電子射出方向產(chǎn)生影響。>>>霍金葬禮為什么在劍橋舉行？

　　3.能量守恒

　　E=mc2，物質(zhì)不滅定律，說的是物質(zhì)的質(zhì)量不滅;能量守恒定律，說的是物質(zhì)的能量守恒。

　　雖然這兩條偉大的定律相繼被人們發(fā)現(xiàn)了，但是人們以為這是兩個(gè)風(fēng)馬牛不相關(guān)的定律，各自說明了不同的自然規(guī)律。甚至有人以為，物質(zhì)不滅定律是一條化學(xué)定律，能量守恒定律是一條物理定律，它們分屬于不同的科學(xué)范疇。

　　愛因斯坦認(rèn)為，物質(zhì)的質(zhì)量是慣性的量度，能量是運(yùn)動(dòng)的量度;能量與質(zhì)量并不是彼此孤立的，而是互相聯(lián)系的，不可分割的。物體質(zhì)量的改變，會(huì)使能量發(fā)生相應(yīng)的改變;而物體能量的改變，也會(huì)使質(zhì)量發(fā)生相應(yīng)的改變。在狹義相對(duì)論中，愛因斯坦提出了著名的質(zhì)能公式：E=mc^2(這里的E代表能量，m代表多少質(zhì)量，c代表光的速度，近似值為3×10^8m/s，這說明能量可以用減少質(zhì)量的方法創(chuàng)造)。

　　愛因斯坦的質(zhì)能關(guān)系公式，正確地解釋了各種原子核反應(yīng)：就拿氦4(He4)來說，它的原子核是由2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子組成的。照理，氦4原子核的質(zhì)量就等于2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子質(zhì)量之和。實(shí)際上，這樣的算術(shù)并不成立，氦核的質(zhì)量比2個(gè)質(zhì)子、2個(gè)中子質(zhì)量之和少了0.0302u(原子質(zhì)量單位)!這是為什么呢?因?yàn)楫?dāng)2個(gè)氘[dāo]核(每個(gè)氘核都含有1個(gè)質(zhì)子、1個(gè)中子)聚合成1個(gè)氦4原子核時(shí)，釋放出大量的原子能。生成1克氦4原子時(shí)，大約放出2.7×10^12焦耳的原子能。正因?yàn)檫@樣，氦4原子核的質(zhì)量減少了。

　　這個(gè)例子生動(dòng)地說明：在2個(gè)氘原子核聚合成1個(gè)氦4原子核時(shí)，似乎質(zhì)量并不守恒，也就是氦4原子核的質(zhì)量并不等于2個(gè)氘核質(zhì)量之和。然而，用質(zhì)能關(guān)系公式計(jì)算，氦4原子核失去的質(zhì)量，恰巧等于因反應(yīng)時(shí)釋放出原子能而減少的質(zhì)量。

　　愛因斯坦從更新的高度，闡明了物質(zhì)不滅定律和能量守恒定律的實(shí)質(zhì)，指出了兩條定律之間的密切關(guān)系，使人類對(duì)大自然的認(rèn)識(shí)又深了一步。>>>原因解讀：霍金為什么葬在西敏寺？

　　4.宇宙常數(shù)

　　愛因斯坦在提出相對(duì)論的時(shí)候，曾將宇宙常數(shù)(為了解釋物質(zhì)密度不為零的靜態(tài)宇宙的存在，他在引力場(chǎng)方程中引進(jìn)一個(gè)與度規(guī)張量成比例的項(xiàng)，用符號(hào)Λ表示。該比例常數(shù)很小，在銀河系尺度范圍可忽略不計(jì)。只在宇宙尺度下，Λ才可能有意義，所以叫作宇宙常數(shù)。即所謂的反引力的固定數(shù)值)代入他的方程。他認(rèn)為，有一種反引力，能與引力平衡，促使宇宙有限而靜態(tài)。當(dāng)哈勃將膨脹宇宙的天文觀測(cè)結(jié)果展示給愛因斯坦看時(shí)，愛因斯坦說：“這是我一生所犯下的最大錯(cuò)誤?！?/p>

　　宇宙是膨脹著的。哈勃等認(rèn)為，反引力是不存在的，由于星系間的引力，促使膨脹速度越來越慢。星系間有一種扭旋的力，促使宇宙不斷膨脹，即暗能量。70億年前，它們“戰(zhàn)勝”了暗物質(zhì)，成為宇宙的主宰。最新研究表明，按質(zhì)量成份(只算實(shí)質(zhì)量，不算虛物質(zhì))計(jì)算，暗物質(zhì)和暗能量約占宇宙96%。看來，宇宙將不斷加速膨脹，直至解體死亡。(也有其它說法，爭(zhēng)議不休)。宇宙常數(shù)雖存在，但反引力的值遠(yuǎn)超過引力。林德饒有風(fēng)趣的說：“我終于明白，為什么他(愛因斯坦)這么喜歡這個(gè)理論，多年后依然研究宇宙常數(shù)，宇宙常數(shù)依然是當(dāng)今物理學(xué)最大的疑問之一。

　　斯蒂芬·威廉·霍金主要成就

　　1.時(shí)光機(jī)        >>>霍金生平簡(jiǎn)介：1歲到75歲的生命是多么璀璨

　　英國(guó)著名天體物理學(xué)家史蒂芬·威廉·霍金繼承認(rèn)外星人的存在后，又發(fā)表一個(gè)驚人論述：他聲稱帶著人類飛入未來的時(shí)光機(jī)，在理論上是可行的，所需條件包括太空中的蟲洞或速度接近光速的宇宙飛船。不過，霍金也警告，不要搭時(shí)光機(jī)回去看歷史，因?yàn)椤爸挥携偪竦目茖W(xué)家，才會(huì)想要回到過去‘顛倒因果’?！?br/>

　　物理學(xué)家霍金在拍攝的一部有關(guān)宇宙的紀(jì)錄片時(shí)提到，人類其實(shí)能建造出接近光速的宇宙飛船，并且能夠進(jìn)入未來?；艚鹕踔琳f，自己是因?yàn)閾?dān)心別人把他當(dāng)成“怪人”，所以才不敢亂說話，也不愿意多談?dòng)嘘P(guān)時(shí)光機(jī)的東西，直到透過紀(jì)錄片后才敢大方討論。至于時(shí)光機(jī)的關(guān)鍵點(diǎn)，霍金強(qiáng)調(diào)就是所謂的“四度空間”，科學(xué)家將其命名為“蟲洞”。霍金強(qiáng)調(diào)，“蟲洞”就在我們四周，只是小到肉眼無法看見，它們存在于空間與時(shí)間的裂縫中。他指出，宇宙萬物非平坦或固體狀，貼近觀察會(huì)發(fā)現(xiàn)一切物體均會(huì)出現(xiàn)小孔或皺紋，這就是基本的物理法則，而且適用于時(shí)間。時(shí)間也有細(xì)微的裂縫、皺紋及空隙，比分子、原子還細(xì)小的空間則被命名為“量子泡沫”，“蟲洞”就存在于其中。

　　霍金指出，理論上時(shí)光隧道或“蟲洞”不只能帶著人類前往其他行星，如果蟲洞兩端位于同一位置，且以時(shí)間而非距離間隔，那么宇宙飛船即可飛入，飛出后仍然接近地球，只是進(jìn)入所謂“遙遠(yuǎn)的過去”。因?yàn)樵?度空間中，10分鐘也許是n小時(shí)。不過霍金警告，不要搭時(shí)光機(jī)回去看歷史。>>>霍金說過哪些預(yù)言？（附每個(gè)預(yù)言的發(fā)生時(shí)間表）

　　史蒂芬·威廉·霍金表示，如果科學(xué)家能夠建造速度接近光速的宇宙飛船，那么宇宙飛船必然會(huì)因?yàn)椴荒苓`反光速是最大速限的法則，而導(dǎo)致艙內(nèi)的時(shí)間變慢，那么飛行一個(gè)星期就等于是地面上的100年，也就相當(dāng)于飛進(jìn)未來。

　　霍金舉人造衛(wèi)星為例，指衛(wèi)星在軌道運(yùn)行時(shí)，由于受地球重力影響較小，衛(wèi)星上的時(shí)間比地上時(shí)間稍快。由此，霍金就設(shè)想出一艘大型極速宇宙船，可在1秒內(nèi)加速至?xí)r速9.7萬公里，6年內(nèi)加速至光速的99.99%，比史上最快的宇宙船阿波羅10號(hào)快2000倍。船上的乘客就是變相飛向未來，作出名副其實(shí)的時(shí)間旅行。

　　即使是在太空中，萬物也都有時(shí)間的長(zhǎng)度，在時(shí)間中漫游，意味著穿越該“4度空間”。

　　霍金舉例指出，開車直線行進(jìn)等于是在“1度空間”中行進(jìn)，而左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)等于加上“2度空間”，至于在曲折蜿蜒的山路上下行進(jìn)，就等于進(jìn)入“3度空間”。穿越時(shí)光隧道就是進(jìn)入“4度空間”。

　　2.外星人論

　　斯蒂芬·霍金在美國(guó)探索頻道2010年4月25日播出的紀(jì)錄片《跟隨斯蒂芬·霍金進(jìn)入宇宙》中說，外星人存在的可能性很大，但人類不應(yīng)主動(dòng)尋找他們，應(yīng)盡一切努力避免與他們接觸，從而避免黑暗森林打擊!(劉慈欣三體中所提到的理論)

　　霍金認(rèn)為，鑒于外星人可能將地球資源洗劫一空然后揚(yáng)長(zhǎng)而去，人類主動(dòng)尋求與他們接觸“有些太冒險(xiǎn)”?！叭绻庑侨税菰L我們，我認(rèn)為結(jié)果可能與克里斯托弗·哥倫布當(dāng)年踏足美洲大陸類似。那對(duì)當(dāng)?shù)赜〉诎踩藖碚f不是什么好事?！?/p>

　　3.星際移民

　　霍金在2010年8月接受美國(guó)知識(shí)分子視頻共享網(wǎng)站BigThink訪談時(shí)，再曝驚人言論，稱地球200年內(nèi)會(huì)毀滅，而人類要想繼續(xù)存活只有一條路：移民外星球。

　　霍金表示，人類如果想一直延續(xù)下去，就必須移民火星或其他的星球，而地球遲早會(huì)滅亡。霍金說：“人類已經(jīng)步入越來越危險(xiǎn)的時(shí)期，我們已經(jīng)歷了多次事關(guān)生死的事件。由于人類基因中攜帶的‘自私、貪婪’的遺傳密碼，人類正在一點(diǎn)點(diǎn)掠奪地球資源，人類不能把所有的雞蛋都放在一個(gè)籃子里，所以不能將賭注放在一個(gè)星球上?！?/p>

　　4.學(xué)術(shù)賭注

　　霍金喜歡就一些科學(xué)命題，與其他學(xué)者開賭，一時(shí)成為科學(xué)界美談。

　　1.能否發(fā)現(xiàn)希格斯玻色子

　　霍金跟美國(guó)密歇根大學(xué)的戈登教授打了個(gè)賭：CERN不會(huì)發(fā)現(xiàn)希格斯玻色子。

　　希格斯玻色子是英國(guó)著名物理學(xué)家希格斯與其他同事經(jīng)過漫長(zhǎng)年代的潛心研究，等待了48年，才發(fā)現(xiàn)了希格斯玻色子，也稱為“上帝粒子”。

　　5.黑洞是否存在

　　集一生精力研究黑洞的霍金，曾擔(dān)心黑洞可能只是理論上的概念，而現(xiàn)實(shí)中根本不存在。他為免到時(shí)自己變得一無所有，1975年他與另一名物理學(xué)家索恩(Kip Thorne)開賭：究竟黑洞是否存在。

　　6.裸奇點(diǎn)的存在

　　1991年，霍金又要求開賭，這次索恩與他站在同一陣線，對(duì)賭一方是物理學(xué)家裴士基(John Preskill)。當(dāng)時(shí)的命題是，奇點(diǎn)應(yīng)該被黑洞圍繞，但沒有被黑洞包圍的“裸奇點(diǎn)”(naked singularities)是否存在。

　　霍金與索恩押注：裸奇點(diǎn)并不存在，隨即與裴士基立下賭據(jù)，誰輸了要向?qū)Ψ剿蜕弦患脕怼罢诒温泱w”的T恤衫，寫上適當(dāng)?shù)姆斪盅邸；艚鹩?997年修正他的理論，指出裸奇點(diǎn)有可能存在。

　　7.高維空間

　　根據(jù)90年代提出的M理論(超弦理論的一種)，宇宙是十一維的，由震動(dòng)的平面構(gòu)成的。在愛因斯坦那里，宇宙只是四維的(三維空間和一維時(shí)間)，現(xiàn)代物理學(xué)則認(rèn)為還有七維空間我們看不見。

　　科學(xué)家們對(duì)我們已認(rèn)知的維與可能存在但未被認(rèn)知的維之間的區(qū)別是如何解釋的呢?他們打了一個(gè)比方：一只螞蟻在一張紙上行走，它只能向右或向左，向前或向后走。對(duì)它來說高與低均無意義，這就是說，第3維的空間是存在的，沒有被螞蟻所認(rèn)識(shí)。同樣，我們的世界是由四維數(shù)據(jù)構(gòu)成的(三個(gè)空間維，一個(gè)時(shí)間維)，我們沒有覺察到所有其他的維。

　　根據(jù)物理學(xué)家的看法還應(yīng)該有7個(gè)維。盡管有這么多的維，這些維是看不見的，它們自身卷在了一起，被稱為壓縮的維。為了弄清這種看法，讓我們?cè)僖晕浵仦槔归_我們的想象。我們可以設(shè)想一下，將螞蟻在上面行走的那張紙卷起來，直到卷成一個(gè)圓筒形。如果螞蟻沿著紙壁走，最后它又會(huì)回到出發(fā)點(diǎn)，這就是壓縮維的一個(gè)例子。如果能沿著著名的莫比烏斯帶走，也會(huì)發(fā)生上述現(xiàn)象，當(dāng)然，它是3維的，但如果沿著它走過，總是會(huì)回到出發(fā)點(diǎn)的。莫比烏斯帶從維的角度講是壓縮的，按照物理學(xué)它有3個(gè)維，但誰在上面行走，都只能認(rèn)知成一個(gè)維。這就有點(diǎn)像左圖上的人：上行或下行，但永遠(yuǎn)不會(huì)走到盡頭。如果螞蟻不是沿著紙筒彎曲的壁行走，它就永遠(yuǎn)不會(huì)返回到原出發(fā)點(diǎn)。這就是二維(或者說被我們所感知的那種維)的例子，沿著它一直走，就不可能返回到原來的出發(fā)點(diǎn)。

　　結(jié)束語:兩位偉人對(duì)世界人類所做的貢獻(xiàn)，并不是一篇文章所能表述的完的，對(duì)于那些非要對(duì)比出個(gè)一二的人來說，小編想告訴你，他們的很多地方在你的認(rèn)知之外，是你無法進(jìn)行比較的。

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