Сообщение о ученом физике альберте эйнштейне. Веселый ученый альберт эйнштейн
Имя этого ученого знакомо всем. И если его достижения являются неотъемлемой частью школьной программы, то биография Альберта Эйнштейна остается за ее рамками. Это величайший из ученых. Его работы определили развитие современной физики. Кроме того, очень интересной личностью был Альберт Эйнштейн. Краткая биография познакомит вас с достижениями, основными вехами жизненного пути и некоторыми интересными фактами об этом ученом.
Детство
Годы жизни гения — 1879-1955. Биография Альберта Эйнштейна начинается 14 марта 1879 года. Именно тогда он родился в городе Его отцом был небогатый еврейский торговец. Он содержал небольшую мастерскую электротоваров.
Известно, что до трех лет Альберт не говорил, однако проявлял необычайное любопытство уже в ранние годы. Будущему ученому было интересно знать, как устроен мир. Кроме того, с юных лет он проявил способности к математике, мог понимать отвлеченные идеи.
В возрасте 12 лет сам, по книгам, изучил Евклидову геометрию Альберт Эйнштейн.
Биография для детей, как мы считаем, непременно должна включать один любопытный факт об Альберте. Известно, что знаменитый ученый в детстве не был вундеркиндом. Более того, окружающие сомневались в его полноценности. Мать Эйнштейна подозревала наличие врожденного уродства у ребенка (дело в том, что у него была большая голова). Будущий гений в школе зарекомендовал себя медлительным, ленивым, замкнутым. Все смеялись над ним. Учителя считали, что он практически ни на что не способен. Школьникам будет очень полезно узнать, каким нелегким было детство такого великого ученого, как Альберт Эйнштейн. Краткая биография для детей должна быть не просто перечислением фактов, но и учить чему-то. В данном случае — толерантности, вере в свои силы. Если ваш ребенок отчаялся и считает себя ни на что не способным, просто расскажите ему о детстве Эйнштейна. Он не сдался, сохранил веру в свои силы, о чем свидетельствует дальнейшая биография Альберта Эйнштейна.
Ученый доказал, что способен на многое.
Переезд в Италию
Молодого ученого отталкивали скука и регламентация в мюнхенской школе. В 1894 году из-за деловых неудач семья была вынуждена покинуть Германию. Эйнштейны отправились в Италию, в Милан. Альберт, которому было в это время 15 лет, воспользовался открывшейся возможностью бросить школу. Он провел еще год со своими родителями в Милане. Однако вскоре стало ясно, что Альберт должен определиться в жизни. После окончания средней школы в Швейцарии (в Аррау) биография Альберта Эйнштейна продолжается учебой в Цюрихском политехникуме.
Обучение в Цюрихском политехникуме
Методы обучения в политехникуме ему пришлись не по нраву. Юноша нередко пропускал лекции, посвящая свободное время изучению физики, а также игре на скрипке, которая была любимым инструментом Эйнштейна всю жизнь. Альберту в 1900 году удалось сдать экзамены (он подготовился по записям сокурсника). Так Эйнштейн получил степень. Известно, что профессора были весьма невысокого мнения о выпускнике и не рекомендовали ему в дальнейшем научную карьеру.
Работа в патентном бюро
После получения диплома будущий ученый стал работать в патентном бюро экспертом. Так как оценка технических характеристик занимала у молодого специалиста обычно около 10 минут, у него оставалось много свободного времени. Благодаря этому начал разрабатывать собственные теории Альберт Эйнштейн. Краткая биография и его открытия вскоре стали известны многим.
Три важные работы Эйнштейна
1905 год стал знаменательным в развитии физики. Именно тогда Эйнштейн опубликовал важные работы, которые сыграли выдающуюся роль в истории этой науки в XX веке. Первая из статей была посвящена Ученый сделал важные предсказания по поводу движения частиц, взвешенных в жидкости. Это движение, как отметил он, происходит из-за столкновения молекул. Позднее предсказания ученого подтвердились и опытным путем.
Альберт Эйнштейн, краткая биография и открытия которого только начинаются, вскоре опубликовал вторую работу, посвященную на сей раз фотоэффекту.
Альберт высказал гипотезу о природе света, которая была не иначе как революционной. Ученый предположил, что при определенных обстоятельствах можно рассматривать свет как поток фотонов — частиц, энергия которых соотносится с частотой световой волны. Почти все физики тут же согласились с идеей Эйнштейна. Однако для того, чтобы теория фотонов получила признание в квантовой механике, потребовалось 20 лет напряженных усилий теоретиков и экспериментаторов. Но самой революционной работой Эйнштейна стала третья, «К электродинамике движущихся тел». В ней необычайно ясно изложил идеи ЧТО (частной теории относительности) Альберт Эйнштейн. Краткая биография ученого продолжается небольшим рассказом об этой теории.
Частная теория относительности
Она разрушила представления о времени и пространстве, существовавшие в науке еще со времен Ньютона. А. Пуанкаре и Г. А. Лоренц создали ряд положений новой теории, однако лишь Эйнштейн смог ясно сформулировать на физическом языке ее постулаты. Это касается, в первую очередь, а также наличия предела скорости распространения сигнала.
И сегодня можно встретить высказывания, что якобы еще до Эйнштейна была создана теория относительности. Однако это неверно, так как в ЧТО формулы (многие из которых действительно вывели Пуанкаре и Лоренц) важны не столько, сколько правильные основания с точки зрения физики. Ведь именно из них вытекают данные формулы. Лишь Альберт Эйнштейн смог раскрыть теорию относительности с точки зрения физического содержания.
Взгляд Эйнштейна на структуру теорий
Общая теория относительности (ОТО)
Альберт Эйнштейн с 1907 по 1915 год работал над новой теорией тяготения, базировавшейся на принципах теории относительности. Извилистым и трудным был путь, приведший Альберта к успеху. Главная идея ОТО, построенной им, заключается в наличии неразрывной связи между геометрией пространства-времени и полем тяготения. Пространство-время при наличии тяготеющих масс, согласно Эйнштейну, становится неевклидовым. У него появляется кривизна, которая тем больше, чем интенсивнее в этой области пространства поле тяготения.
Альберт Эйнштейн представил окончательные уравнения ОТО в декабре 1915 года, во время заседания в Берлине Академии наук. Эта теория — вершина творчества Альберта. Она является, по общему мнению, одной из самых красивых в физике.
Затмение 1919 года и его роль в судьбе Эйнштейна
Понимание ОТО, однако, пришло не сразу. Эта теория первые три года интересовала немногих специалистов. Ее поняли лишь некоторые ученые. Однако в 1919 году ситуация резко изменилась. Тогда прямыми наблюдениями удалось проверить одно из парадоксальных предсказаний данной теории — что луч света от далекой звезды искривляется полем тяготения Солнца. Проверку возможно осуществить лишь при полном солнечном затмении. В 1919 году явление можно было наблюдать в тех частях земного шара, где была хорошей погодой. Благодаря этому стало возможным провести точное фотографирование положения звезд в момент затмения. Снаряженная английским астрофизиком Артуром Эддингтоном экспедиция смогла получить информацию, подтвердившую предположение Эйнштейна.
Альберт буквально в один день стал знаменитостью мирового масштаба. Слава, обрушившаяся на него, была огромной. На долгое время теория относительности стала предметом дискуссий. Статьями о ней были переполнены газеты всех стран мира. Было издано множество популярных книг, где авторы объясняли обывателям ее суть.
Признание научных кругов, споры Эйнштейна с Бором
Наконец пришло признание и в научных кругах. Эйнштейн в 1921 году получил Нобелевскую премию (хотя и за теорию квантов, а не за ОТО). Его избрали почетным членом целого ряда академий. Мнение Альберта стало одним из наиболее авторитетных во всем мире. Эйнштейн в двадцатые годы много ездил по всему миру. Он участвовал в проводимых международных конференциях по всему миру. Роль этого ученого была особенно важна в дискуссиях, которые развернулись в конце 1920-х годов по вопросам квантовой механики.
Споры и беседы Эйнштейна с Бором по этим проблемам стали знаменитыми. Эйнштейн никак не мог согласиться с тем, что в ряде случаев оперирует лишь вероятностями, а не точными значениями величин.
Его не устраивала принципиальная недетерминированность различных законов микромира. Любимым выражением Эйнштейна стала фраза: «Бог не играет в кости!». Однако Альберт в спорах с Бором, по всей видимости, был не прав. Как вы видите, и гении ошибаются, в том числе и Альберт Эйнштейн. Биография и интересные факты о нем дополняются трагедией, которую пережил этот ученый из-за того, что всем свойственно ошибаться.
Трагедия в жизни Эйнштейна
Создателя ОТО в последние 30 лет жизни, к сожалению, была малопродуктивной. Это было связано с тем, что ученый поставил перед собой задачу грандиозной величины. Альберт намеревался создать единую теорию всевозможных взаимодействий. Такая теория, как сейчас ясно, возможна лишь в рамках квантовой механики. В довоенное время, кроме того, было известно очень немного о существовании других взаимодействий, кроме гравитационного и электромагнитного. Титанические усилия Альберта Эйнштейна поэтому завершились ничем. Возможно, это стало одной из самых больших трагедий в его жизни.
Стремление к красоте
Трудно переоценить значение открытий Альберта Эйнштейна в науке. Сегодня практически каждая ветвь современной физики основывается на фундаментальных понятиях теории относительности или квантовой механики. Пожалуй, не менее важна и уверенность, которую вселил Эйнштейн в ученых своими трудами. Он показал, что природа познаваема, показал красоту ее законов. Именно стремление к красоте было смыслом жизни такого великого ученого, как Альберт Эйнштейн. Биография его уже подходит к концу. Жаль, что в рамках одной статьи нельзя охватить всего наследия Альберта. Но о том, как он делал свои открытия, непременно стоит рассказать.
Как Эйнштейн создавал теории
У Эйнштейна был своеобразный способ мышления. Ученый выделял идеи, казавшиеся ему дисгармоничными или неизящными. При этом он исходил главным образом из эстетических критериев. Затем ученый провозглашал общий принцип, восстанавливающий гармонию. И далее он делал прогнозы о том, как поведут себя те или иные физические объекты.
Ошеломляющие результаты давал этот подход. Альберт Эйнштейн тренировал умение увидеть проблему с неожиданного ракурса, подняться над ней и найти необычный выход. Когда Эйнштейн попадал в тупик, он играл на скрипке, и внезапно решение всплывало в его голове.
Переезд в США, последние годы жизни
В 1933 году нацисты пришли к власти в Германии. Они сжигали все Семье Альберта пришлось эмигрировать в США. Здесь Эйнштейн работал в Принстоне, в Институте фундаментальных исследований. В 1940 году ученый отказался от немецкого гражданства и официально стал гражданином США. Последние годы он провел в Принстоне, трудился над своей грандиозной теорией. Минуты отдыха он посвящал катанию по озеру на лодке и игре на скрипке. 18 апреля 1955 г. умер Альберт Эйнштейн.
Биография и открытия Альберта до сих пор изучаются многими учеными. Некоторые исследования весьма любопытны. В частности, мозг Альберта после смерти изучали на предмет гениальности, однако не обнаружили ничего исключительного.
Великий гуманист, автор знаменитой и запутанной теории относительности, учредитель основ развития современной физики и известный ученый Альберт Эйнштейн всегда знал, какой величиной является. Несмотря на десятки опубликованных материалов, личных писем, фотографий и мемуаров, он по сей день остается одной из самых загадочных персон научного мира. Истинность многих фактов его непростой биографии можно легко поставить под сомнение, но рациональное зерно в сотнях и даже тысячах документов все же имеется. Давайте вместе разберемся, каким он был и как сложилась его жизнь.
Удивительный Эйнштейн: биография своеобразного человека
В детстве никто бы не подумал, что юного Альберта, который и разговаривать-то начал в семь лет, ждет большое научное будущее. Его считали ленивым увальнем, всегда отвлеченным чем-то за окном.
Физикой и математикой он увлекся только после того, как в руки ему попался томик знаменитого философа Иммануила Канта, стоящего на грани эпохи Просвещения и романтизма. Сочинения его настолько потрясли молодого человека, что он решил разобраться в идеях философа при помощи универсального языка математики.
В раннем детстве Альберт Эйнштейн проходил подготовку в строгой католической школе родного Мюнхена. Согласно его личным мемуарам, он испытывал глубокий религиозный трепет в этот период и позиционировал себя как человека верующего. Все это утратило для него всяческий смысл в двенадцать лет, когда научно-популярная литература заставила его критически взглянуть на правдоподобность фактов, описанных в Библии.
Характеристика исторической персоны
Он был жизнерадостным человеком, уверенным в том, что любая проблема «рассосется» сама собой, если достаточно долго ее высмеивать. Близкие друзья и знакомые описывали его как дружелюбного, общительного и никогда не унывающего рубахи-парня.
Он был довольно высокого роста (1.75 м), широкоплечим и сутуловатым, с копной совершенно непокорных волос и огромными темно-карими глазами. Годы жизни Эйнштейн проводил в размышлениях, но находил время и на другие аспекты бытия. Он буквально обожал музыку, в особенности Моцарта и Баха, умел играть на скрипке и часто практиковался в этом. Альберт курил трубку и даже состоял в обществе ее поклонников. Говорят, у него было множество любовниц, а также несколько внебрачных детей.
В Нобелевском комитете нашлись более пяти десятков номинаций Эйнштейна по его новейшей революционной теории. Его имя неизменно всплывало в списках претендентов на награду в течение двенадцати лет. Однако получить причитающееся удалось только в 1922-м, да и то по теме теории фотоэлектрического эффекта. За свою жизнь он успел собрать множество званий и наград от престижных университетов разных городов. Но из выдающего ученого, он превратился еще и в героя разнообразных романов, кинолент и театральных постановок.
В зрелом возрасте внешний вид профессора с растрепанными лохмами волос и полубезумным взглядом стал основой для вдохновения многих деятелей популярной культуры.
Рождение и детство Альберта
Герман Эйнштейн, отец будущего светила науки, был небогатым иудеем в городке Ульм. Он готовил перья и пух для производства подушек и матрасов. В жены он взял Паулину Кох, отец которой занимался выращиванием кукурузы. 14 марта 1879 года супруга произвела на свет крохотного мальчика с крупной головой, назвали которого Альбертом. Родители Паулины были достаточно обеспечены, чтобы помочь Герману уже через год перебраться из захолустной провинции в Мюнхен. Там удалось открыть совсем маленькую компанию и начать торговать электрооборудованием. Еще через год родилась сестра будущего гения – Мария.
Мальчишка рос спокойным, почти никогда не плакал, но мать беспокоила его чрезмерно крупная голова, и она даже предполагала гидроцефалию. Ко всему ребенок упорно отказывался говорить.
В шестилетнем возрасте мама устроила ему уроки игры на скрипке. Это раскрепостило паренька, он буквально расцвел и пронес любовь к музыке через всю жизнь.
Во время учебы в церковно-приходской школе, куда он был отправлен в семь лет, имя Эйнштейна заставляло учителей брезгливо морщиться. Они считали его ленивым и часто наказывали, отчего он замыкался и уходил в себя. Религиозность, привитая в это время, рассыпалась в прах, когда Альберту попали в руки «Начала» Евклида и сочинения Канта.
В двенадцать лет он поступил в гимназию, которая ныне носит его имя, но больших успехов не достиг. Отличные отметки в дневнике мальчика имелись только по латыни, которую он прекрасно знал со школы. Математика тоже давалась Альберту легко, ее он понимал, чувствовал интуитивно. Впоследствии он скажет, что система образования, основанная на авторитаризме учителей и механическом заучивании материала, исчерпала себя и только вредит самому духу учёбы, убивая на корню творческое мышление. В 94-м году семейство перебралось в Италию, но юноша остался в Мюнхене у родни, чтобы закончить учебу.
Однако свидетельство об образовании тогда получить не удалось.
Становление ученого
Побыв немного с семейством, он засобирался в Цюрих, где рассчитывал поступить в Высшее техническое училище (Политехникум). Блестяще сдав математику, он завалил французский, которого вообще не знал, и ботанику, которой просто не интересовался. Директор училища, сам профессор математики, уже тогда понимая, кто такой Альберт Эйнштейн для науки, дал добрый совет. Он порекомендовал ему записаться в выпускной класс в школу на севере Швейцарии и на следующий год приходить снова. В сентябре девяносто шестого он таки сдал все нужные предметы, а к октябрю уже записался в Политехникум, который успешно окончил на заре нового века.
Интересно
В 1986 году пришла мысль отречься от гражданства Германии. Альберт желал получить швейцарское подданство, но для этого нужно было уплатить огромную сумму — тысячу франков пошлины. Таких денег у будущего великого физика Эйнштейна не было, а отец к тому моменту совершенно разорился.
Несмотря на то, что гражданство Швейцарии было получено, подыскать себе место он никак не мог. Приходилось голодать, от чего началось серьезное заболевание печени, которое прошло с ним до самой кончины. Бытовые трудности не стали причиной, чтобы бросить науку, которой он увлекся в техникуме. Уже в 1901-м он напечатал и издал статью в вестнике «Анналы физики».
Справиться с бедственным положением подсобил соученик по имени Марсель Гроссман. Он дал великолепные рекомендации и физика приняли в ФБП (Федеральное Бюро патентования) в качестве эксперта третьего класса. Оклад составлял три с половиной тысячи, что показалось для нищего учёного просто баснословной суммой.
«Год чудес» начала научной революции
В истории мировой науки 1905 год оказался особенным, за что и получил фигуральное название Annus Mirabilis. Три оригинальные статьи Эйнштейна положили начало самой настоящей революции. Опубликовали их тоже в вышеозначенных «Анналах» в Берлине.
- «К электродинамике движущихся тел», с которой фактически и началась пресловутая ТО.
- «О движении взвешенных в покоящейся жидкости частиц», что была полностью посвящена броуновскому движению частиц. Она сделала переворот в статике.
- «Об одной эвристической точке зрения, касающейся появления и преобразования света», положившая основу всей квантовой механики.
В этот период Альберту зачастую задавали вопрос: как все же получилось создать свою более чем странную теорию? Полушутя, а может и полувсерьез он отвечал, что виной всему медленное развитие, которое позволило ему остаться ребенком при достаточном образовании.
Расцвет карьеры гениального физика и научные открытия, перевернувшие мир
Пускай не в один момент, но ученый-физик Эйнштейн стал знаменитым именно после публикации трудов тысяча девятьсот пятого года. В апреле он подал на рассмотрение в университет Цюриха собственную диссертацию, которую с успехом защитил в январе.
К огромному сожалению, оплата должности профессора была мизерной, даже по сравнению с Бюро патентов. Потому, когда ему предложили кафедру в пражском Немецком университете, он без раздумий согласился. Тут он мог уже свободно заниматься наукой и вплотную подошел к исключению из теории тяготения ньютоновского дальнодействия, над чем его коллеги бились длительное время. В одиннадцатом году он побывал на конгрессе, где единственный раз встретился с Пуанкаре. Спустя три года он стал настоящим профессором еще и Берлинского университета, а в четырнадцатом его приглашали в Петербург. Побоявшись еврейских погромов, в Россию ученый ехать отказался.
Начиная с 10-го работы, Эйнштейна номинировались на премию Нобеля ежегодно. Теория относительности (ТО) оказалась такой непростой и революционной, что члены комитета никак не могли решиться признать ее состоятельность.
Награду Альберт все-таки получил, но только в 1922 году и совершенно не за то, за что рассчитывал. Ее присудили за фотоэффект, работу экспериментальную и отлично проверенную. Спорить ученый не стал, деньги забрал (32 тысячи долларов) и тут же отдал их своей бывшей супруге.
Научные открытия, перевернувшие мир
Ученый Эйнштейн не зря считался в мире науки настоящим подвижником, революционером, что перевернул мировоззрение человечества в целом. Он стремился к максимальной «логической простоте» и в известном привычном умудрялся увидеть новое.
- Общая теория относительности – главное детище физика. Она основана на отрицании эфира и опирается на проведенные эксперименты. Эта работа давно стала для астрономов и физиков рабочим инструментом. На ее основе базируются временные поправки в системах ГЛОНАСС и GPS, ее применяют для вычисления параметров ускорения элементарных частиц. Для получения ядерной энергии и полетов в космос ТО тоже оказалась незаменимой. В рамках этой теории был открыт закон взаимодействия энергии и массы (E = mc2).
- Огромный вклад Эйнштейн внес в развитие квантовой механики. Даже Шредингер писал, что мысли Альберта возымели на него сильное влияние. Полноценно применять это открытие человек пока не научился, но полным ходом идут разработки нового квантового компьютера, скорость обработки данных в котором окажется за гранью всех наших представлений.
- Альберт Эйнштейн выяснил, что существует четыре типа взаимодействия частиц. Объединив их, он создал единую теорию поля. Он допустил, что кроме четырех измерений (длина, ширина, высота, время), имеется еще и пятое, однако из-за маленьких размеров оно невидимо. Именно из этих рассуждений выросла впоследствии пресловутая ТО.
В тысяча девятьсот пятом году ученый выяснил, что фотоэффект, за который ему и была вручена Нобелевская премия, возможен, когда вещество (среда) состоит из отдельных частиц (фотонов). Ударяясь об электроны, они вырывают их из атомов. Благодаря знанию этого принципа удалось выстроить атомную бомбу, но главное – многочисленные электростанции подобного типа.
Переезд физика в США
Начиная с тридцатых годов двадцатого века в Веймарской Германии стал назревать экономический кризис, а вместе с ним появлялись, словно грибы после дождя, все более частые сообщения о волнениях и антисемитизме. Радикально-националистические настроения в обществе привели к серьезным угрозам и прямым оскорблениям Эйнштейна как еврея. Нацисты, пришедшие к власти, быстренько приписали себе все открытия физика, а за его жизнь и голову даже предложили пятьдесят тысяч награды. Расовая чистка могла коснуться кого угодно, потому в тридцать третьем году ученый окончательно оставил Германию с ее прогрессирующим нацизмом, и убрался в Соединенные Штаты.
В городке Принстон он занял место профессора кафедры физики в Институте перспективных исследований. Спустя год он был вызван и удостоен личной встречи с президентом Франклином Рузвельтом. Во время Второй Мировой именно Эйнштейну было доверено ответственное задание консультировать ВМС Штатов. Прославленный ученый поставил и свою подпись под петицией, написанной Лео Силадра.
В ней говорилось об опасности создания нацистами атомной бомбы. Рузвельт бумагу принял всерьез и создал собственное агентство по разработке подобного оружия.
Личная жизнь гения: что сделал Эйнштейн
Красавцем великий физик не был, но к женщинам имел особый подход. Современники считали Альберта настоящим «бабником, волочащимся за каждой юбкой». Не всегда мимолетные романы завершались спокойно, без слез, истерик и прочих прилагающихся «прелестей», которых сам Эйнштейн терпеть не мог.
Жены и дети
Первой пассией физика стала Мария Винтелер, встреченная им в цюрихском Политехе. Дальше бурных страстей не дошло, хотя родители уже готовили придание. В 98-м году во время работы над теорией тяготения он встретил сербку Милеву Марич и снова влюбился. Что он нашел в этой грубоватой женщине, хромающей на одну ногу и напрочь лишенной обаяния, так никто и не понял. Мать Альберта, Паулина, воспротивилась этому браку и несколько лет супруги жили просто так. Вне брака родился и их первенец – дочурка Лизель или Лизерль, но молодой папаша признавать отцовство не торопился.
Что случилось с крохой потом, никто не знает, след ее утрачен, а судьба неизвестна.
После этого он согласился жениться на Милеве, но поставил ряд условий, которые явно ущемляли права женщины (не входить в комнату, когда он работает, и покидать ее по первому требованию, заботиться о муже, не обсуждать принятые им решения, и так далее). Но если хочется замуж, то и не так затанцуешь, и она согласилась. Они поженились, а через год (14 мая 1904 года) в браке родился сын Ганс Альберт, ставший впоследствии инженером по гидравлическим системам. Второй сынишка, Эдуард, появился на свет (1910) психически неполноценным, а в тридцатом году ему окончательно поставили страшный диагноз – шизофрения. Он скончался в психбольнице в 65-м, так ни разу не выйдя оттуда после двадцати лет.
После женитьбы уговорить Милеву развестись было очень сложно, но Альберту удалось. Он пообещал ей отдать все деньги после получения Нобелевской премии, в присуждении которой не было никаких сомнений, и это сработало.
Слово свое он сдержал и передал средства бывшей жене. Второй супругой стала троюродная сестра Эльза Ловенталь, которая закрывала глаза на все его похождения и странности. Она ранее была замужем и имела двоих прелестных дочек, которых Альберт не только усыновил, но и считал самыми близкими людьми в мире.
Далее последовала череда любовниц, начиная с секретарши Бетти Нейман. Ей мужчина предлагал жить втроем, но на такое юная девушка, на двадцать лет младше профессора, согласиться не могла. Смазливая Тони Мендель была следующей по очереди и жила по соседству. Этель Михановская, подруга приемной дочери оказалась слишком молода, наивна и романтична. Ее пришлось бросить из-за воя и слез Эльзы. Маргарет Лебах чуть не увела его из семьи, но жена выстояла. Он не желал менять ее ни на кого: она была ему женой, матерью и даже больше. Говорят, что на склоне лет у Эйнштейна был роман с Маргаритой Коненковой, супругой известного советского скульптора.
Политические убеждения ученого и философия Эйнштейна
Альберт рано узнал несправедливость общественного уклада.
Потому навсегда так и остался убежденным пацифистом, социалистом, гуманистом и антифашистом. Он яростно осуждал отчуждение человека, противопоставление себя окружающим при капитализме.
Он считал высокой целью построение социалистического строя, однако без признаков тоталитаризма в управлении обществом. Для него принуждение, насилие, а тем более убийство человека было крайне неприемлемо ввиду пацифистского мышления. В двадцать седьмом году он даже активно участвовал в Брюссельском конгрессе Антиимпериалистической лиги. Во время начала антисемитских погромов в Германии он активно поддерживал сионистские группы.
Ученый Эйнштейн всегда живо интересовался философским аспектом науки. Главным авторитетом, по его же словам, был Спиноза, чьи идеи были так близки физику. Он не принимал явно позитивистские позиции Пуанкаре и Маха. Относительно религии позиция Альберта тоже не была однозначной, в разные периоды жизни он высказывался по-разному. В итоге самым близким ему оказался агностицизм.
То есть он не отрицал возможности существования божеств, но и не принимал на веру то, что не было (не могло быть) доказано экспериментально.
Общественное признание научных открытий: в память о гении Эйнштейне
Эйнштейн еще при жизни получил общественное признание, что выразилось во множестве званий и наград. Докторские степени от различных университетов, не говоря уже о пресловутой «нобелевке», которую он все-таки дождался, несмотря на скептицизм коллег – все это можно смело засчитывать на счет его невероятного интеллекта.
- В 21-м году двадцатого века он стал почетным гражданином Нью-Йорка, а спустя два года и Тель-Авива.
- В тридцать первом ему был вручен приз Жюля Жансена от Французского общества астрономов.
- В 1923 году в Германии Эйнштейну был вручен орден «За заслуги», от которого он сам отказался спустя десять лет ввиду разгула нацизма в стране.
- За свою, непонятную многим, теорию относительности и мощнейший вклад в квантовую теорию ему была вручена Медаль Копли от Лондонского королевского общества.
Это только малая толика тех титулов, званий и наград, которые заслужил и получил этот удивительный ученый. В честь него установлено множество памятников, а именем названы проспекты, площади и улицы в разных городах мира. Существует астероид, названный его именем, а в Филадельфии даже медицинский центр называется эйнштейновским. Обыграли его образ в ряде компьютерных игр (Civilization IV, Command & Conquer: Red Alert), а также художественных и документальных кинолент («Великая идея Эйнштейна», «Коэффициент интеллекта», «Гений»). Благодаря необычному внешнему виду и привычкам он стал героем множества романов, повестей и рассказов.
Смерть ученого: мифы и легенды вокруг персоны исследователя-теоретика
В пятьдесят пятом году состояние здоровья великого физика заметно ухудшилось. Тогда он написал завещание и даже сказал друзьям, что миссию на Земле уже успел выполнить. 18 апреля 1955 года в больнице Принстона всемирно известный ученый Альберт Эйнштейн скончался от аневризмы аорты.
Медицинская сестра свидетельствовала, что он пытался говорить по-немецки, но что именно сказал, идентифицировать не успела. Хоронить его не стали – он запретил это делать. Тело сожгли в крематории, а пепел развеяли по ветру.
Разносторонняя личность физика, не помещавшаяся в стандартные рамки, вызвала появление после его смерти множества мифов и легенд, чего он так не желал при жизни. Во-первых, говорили, что первая жена «приложила руку» к ТО, но подтверждений этому не нашлось. Во-вторых, многие сомневаются, что идеи этой теории пришли в голову именно ему, а не были фактически «подсказаны» Пуанкаре или Гильбертом. Кроме того, его сегодня позиционируют как вегетарианца. Однако правда состоит в том, что он стал придерживаться подобных взглядов только в последний год перед смертью.
Интересные факты о необычной жизни умнейшего человека
В детстве Альберта считали неполноценным ввиду того, что он не отличался обычной детской болтливостью. Кроме того, у него была голова большого размера, о чем беспокоилась даже его матушка.
Эйнштейн никогда не любил спорт и любые физические нагрузки воспринимал как насилие над человеком. Он любил повторять, что, возвращаясь с работы, «желает делать ничего».
Ученый не любил научную фантастику. Он считал, что всяческие предположения могут значительно исказить результаты реальных исследований, повлиять на них.
Эйнштейн разрешил изучить собственный мозг после смерти.
Словно знаменитый литературный персонаж Шерлок Холмс, Альберт обожал курить трубку и играть на кухне на скрипке.
Считается, что именно этот физик вместе с приятелем Лео Сцилардом изобрели холодильник, который смог бы работать без потребления электричества.
Федеральное Бюро расследований США считало его советским шпионом. Начиная с тридцать третьего и до самой смерти за ним велась слежка.
Меткие и остроумные цитаты Эйнштейна
Как много мы знаем, но как мало понимаем.
Национализм является обычной детской болезнью. Это своего рода корь человечества.
Бог не играет в кости.
Я умудрился пережить две войны, двух жен и даже Гитлера.
Мне не присуще размышлять о будущем. Оно и само наступит слишком скоро.
Альберт Эйнштейн родился в 1879 году в городе Ульме, расположенном в Германии. Его отец торговал электрооборудованием, мать вела домашнее хозяйство. Позднее семейство перебралось в Мюнхен, где юный Альберт поступил в католическую школу. Образование Эйнштейн продолжил в Высшем техническом училище Цюриха, по окончании которого ему прочили карьеру школьного учителя математики и физики.
Длительное время будущий знаменитый физик не мог найти место преподавателя, поэтому стал техническим ассистентом в патентном ведомстве Швейцарии. Имея дело с патентами, ученый мог проследить связь между достижениями современной ему науки и техническими новшествами, что очень расширило его научный кругозор. В свободное от службы время Эйнштейн занимался вопросами, имеющими непосредственное отношение к физике.
В 1905 году ему удалось опубликовать несколько важных работ, которые были посвящены броуновскому движению, квантовой теории и теории относительности.
Великий физик первым ввел в науку формулу, отражавшую соотношение между массой и энергией. Это отношение легло в основу принципа сохранения энергии, установившегося в релятивизме. На формуле Эйнштейна базируется вся современная ядерная энергетика.
Эйнштейн и его теория относительности
Основы знаменитой теории относительности Эйнштейн сформулировал к 1917 году. Его концепция обосновывала принцип относительности и переносила его на системы, которые способны двигаться с ускорением по криволинейным траекториям. Общая теория относительности стала выражением связи между пространственно-временным континуумом и распределением массы. Свою концепцию Эйнштейн построил на теории тяготения, предложенной еще Ньютоном.
Теория относительности была для своего времени поистине революционной концепцией. Ее признанию помогли наблюдавшиеся учеными факты, подтверждавшие выкладки Эйнштейна. Слава мирового масштаба пришла к ученому после состоявшегося в 1919 году солнечного затмения, наблюдения за которым показали справедливость выводов этого гениального физика-теоретика.
За труды в области теоретической физики Альберт Эйнштейн в 1922 году был удостоен Нобелевской премии. Позднее он серьезно занимался вопросами квантовой физики, ее статистической составляющей. В последние годы жизни физик работал над созданием единой теории поля, в которой намеревался соединить положения теории электромагнитных и гравитационных взаимодействий. Но завершить эту работу Эйнштейн так и не успел.
Здравствуйте, дорогие ребята! Сталкивались ли вы когда-либо с фотографией чудака с вытянутым языком и взъерошенными волосами? Думаю, приходилось.
А знаете ли, кто этот жизнерадостный человек? Это не кто иной, как великий учёный Альберт Эйнштейн! Тот, что открыл всемирно известную теорию относительности и заложил фундамент всей современной физики. Предлагаю сегодня познакомиться с его биографией поближе.
План урока:
Где рождаются гении?
Родился будущий легендарный физик в семье евреев в 1879 году на юге Германии в городе Ульм.
А появился он с неправильной формой головы, что для врачей и его родителей стало предметом для размышлений: нет ли у малыша Эйнштейна умственной отсталости, тем более что ребёнок до трёх лет не разговаривал.
Ещё до поступления в школу как-то отец подарил маленькому Альберту компас. Прибор настолько взорвал детский ум, что наблюдения за стрелкой, которая в любом положении компаса поворачивается непременно на север, стали одной из причин будущих исследований.
Школьные годы жизни были для юного Эйнштейна не самым лучшим временем. О них он вспоминал с горечью, так как не любил простую зубрёжку. Так что любимцем у учителей школьник не слыл, всегда спорил с педагогами, задавал неугодные вопросы, на которые у преподавателей не было ответов.
Видимо оттуда появился миф, что Эйнштейн в школе был двоечником. «Из Вас никогда ничего путного не выйдет!» — вот был приговор учителей. Хотя если взглянуть на его аттестат, то там совсем всё неплохо, особенно по математике, физике и философии.
По настоянию матери он с шести лет начал заниматься скрипкой и делал это изначально только потому, что так требовали родители. Лишь музыка великого Моцарта совершила переворот в его душе, и скрипка навсегда стала спутником в жизни физика.
В свои 12 лет он познакомился с учебником евклидовой геометрии. Этот математический труд потряс юного Альберта, как когда-то семь лет назад взятый в руки отцовский компас. Называемая им с любовью «священная книжечка по геометрии» стала настольным пособием, куда ежедневно ученик по фамилии Эйнштейн заглядывал с неуёмным любопытством,самостоятельно поглощая знания.
Вообще «самостоятельные занятия» были для молодого гения, не любившего обучение из-под палки, особым коньком. Решив, что он сам сможет получить образование, в 1895 году он ушёл из школы и явился без аттестата зрелости к родителям, в то время вынужденным без него жить в Италии. Заверения непослушного отпрыска, что он сможет сам поступить в техническое училище, успехом не увенчались.
Самоуверенный Эйнштейн на первых вступительных экзаменах в цюриховский колледж проваливается. Год он посвящает тому, чтобы закончить среднее образование, и только в 1896 его принимают в Высшее учебное заведение.
Когда великий Эйнштейн «взялся за ум»?
Даже поступив в институт, студент Эйнштейн не стал примером для подражания. Как и в гимназии, дисциплиной он не отличался, лекции пропускал либо присутствовал на них «ради галочки», без интереса. Больше привлекали его самостоятельные исследования: он экспериментировал, проводил опыты, читал труды великих учёных. Вместо учёбы он садился в кафе и штудировал научные журналы.
В 1900 году он всё-таки получил диплом учителя физики, но на работу его нигде не принимали. Только по истечении двух лет ему дали место стажёра в Патентном Бюро. Вот тогда-то Альберт Эйнштейн смог посвятить больше времени любимым исследованиям, всё теснее приближаясь к своим открытиям в области физики.
В результате на свет появились три статьи Эйнштейна, которые перевернули научный мир.
Опубликованные в известном научном журнале они принесли физику мировую славу. Итак, что особенного открыл учёный?
Чем интересна личность учёного?
Кроме того, что Альберт Эйнштейн – великий физик, он ещё был и неординарной личностью. Вот несколько интересных фактов из его жизни.
Умер ученый в 1955 году. Последние годы жизни Альберт Эйнштейн провёл в маленьком американский городке Пристон, где и похоронен. Жители городка любили своего соседа, а студенты университета, где он преподавал, прозвали физика «старый док» и пели вот такую песенку:
Кто в математике силён,
И в интегралы кто влюблён,
Кто воду пьёт, а не рейнвейн,
Для тех пример — наш Аль Эйнштейн.
Вот такая краткая история о великом учёном Альберте Эйнштейне у нас получилась сегодня. Надеюсь, этого материала вам будет достаточно, чтобы подготовить интересный доклад на тему знаменитостей.
А я на этом с вами прощаюсь с пожеланиями новых открытий.
Успехов в учебе!
Евгения Климкович
Каждый человек в мире знает гениального ученого Альберта Эйнштейна, а также его знаменитое уравнение E=mc 2 . Но многим ли известно, что означает эта формула? Удивительно, что, будучи ученым, чья слава затмила даже таких гениев, как и Ньютон и Пастер, он остается для многих таинственной фигурой. Биография Альберта Эйнштейна — тема статьи.
Герой сегодняшнего повествования — один из величайших людей за всю историю человечества. Яркой и насыщенной является его биография. Об Альберте Эйнштейне написано множество книг. Изложить всю его жизнь в рамках одной статьи невозможно. Альберт Эйнштейн, краткая биография которого в датах представлена ниже, проявил себя как личность неординарная еще в детстве. Приведем несколько интересных фактов из раннего периода его жизни.
Сын фабриканта
Биография Альберта Эйнштейна началась в 1879 году. Будущий ученый родился в немецком городке Ульме. Больше с этим местом его ничего не связывало.
Спустя год после рождения сына Герман и Паулина Эйнштейн переехали в Мюнхен. Здесь у отца Альберта был электрохимический завод. Будущее юного сына Германа было предрешено. Он должен был стать инженером и унаследовать семейный бизнес.
Альберт Эйнштейн, биография которого не оправдала надежд отца-фабриканта, очень поздно начал говорить. Для своих лет он даже несколько отставал в развитии.
Альберт Эйнштейн, краткая биография которого изложена в учебниках физики, был настоящим гением. Но в глазах педагогов он был ребенком посредственным. История о будущем ученом, который в школе не проявлял никаких способностей, известна, пожалуй, каждому. Действительно, согласно мнению исследователей, биография Альберта Эйнштейна включает подобные факты.
Первое открытие
Когда совершил свое первое открытие Альберт Эйнштейн? Биография в официальной версии гласит, что это произошло в 1905 году. Герой же этой статьи полагал, что это событие относится куда более раннему периоду.
В 1885 году, когда мальчику было всего шесть лет, он подхватил болезнь, которая на несколько месяцев приковала его к постели.
Именно в этот период произошло событие, которое повлияло на всю его дальнейшую жизнь.
Герман Эйнштейн был немало огорчен болезнью сына. Чтобы развлечь мальчика, он подарил ему компас. Альберт был зачарован этим прибором, а особенно тем фактом, что длинная стрелка неизменно указывала в одну сторону. Независимо от того, куда был повернут компас.
Позже Альберт Эйнштейн — физик с мировым именем — скажет, что этот момент был незабываемым. Ведь именно тогда, в шестилетнем возрасте, он понял, что в окружающей среде есть нечто, что притягивает тела и заставляет их вращаться. Радость от первого открытия осталась на всю жизнь, которую Эйнштейн провел в поисках тайных законов, лежащих в основе мироздания.
Странный подросток
Как провел детство и отрочество Альберт Эйнштейн? Интересная биография у этой личности. Она может служить примером тем, кто стремится к своей цели. Альберт отнюдь не был вундеркиндом. Более того, учителя сомневались в его умственных способностях.
Впрочем, открытия свои он совершил не благодаря целеустремленности. А потому, что не представлял жизни без физики.
Алберт обожал науку с детских лет. Все свободное время проводил за чтением энциклопедий и учебников по физике. Эйнштейн был довольно необычным подростком. Он учился в мюнхенской школе, в которой существовала жесткая военная дисциплина. В те времена это было нормой для всех учебных заведений Германии. Однако такое положение дел Альберту совершенно не нравилось. Больше всего он преуспевал в математике и физике и порой задавал вопросы, выходившие за рамки школьной программы.
Чем примечательны ранние годы такой значительной фигуры в мировой науке, как Альберт Эйнштейн? Краткая биография и интересные факты гласят, что он обладал необычайными познаниями в точных науках уже в детстве. Особенно его интересовала тема электромагнетизма.
Что же касается других предметов, таких как французский язык и литература, то здесь он не проявлял способностей. Однажды на уроке греческого учитель не выдержал и сказал в адрес будущего ученого: «Эйнштейн, ты никогда ничего не достигнешь!» Это переполнило чашу терпения Альберта.
Он оставил школу и отправился к родителям, которые к тому времени переехали в Милан. Биография Альберта Эйнштейна содержит немало тяжелых периодов. Ведь гениев часто недооценивают современники.
Открытия конца XIX века
Для того чтобы понять роль Эйнштейна в науке, стоит несколько слов сказать о времени, в которое он начинал свой путь. В конце XIX века открытия в области физики света противоречили теориям ученых. Разногласия возник ли на стыке двух разных дисциплин. Одна из них занималась изучением вещества. Другая — излучением, испускаемым нагретыми телами.
Когда раскаляется металлический стержень, происходит следующее: он излучает энергию и свет, который еще не виден невооруженным глазом. Это так называемый инфракрасный свет. По мере того как температура металла становится выше, можно видеть красный свет. Сперва он бордовый, а затем становится все ярче и ярче. Потом меняет цвет на желтый и так далее, выходя за пределы спектра, регистрируемого невооруженным глазом.
В те времена еще физики не могли составить уравнение, которое описывало бы такое простое явление, как изменение цвета света, испускаемое телами, нагреваемыми до высоких температур.
Считалось, что найти математическую формулу, которая объясняла бы это явление, невозможно. И поэтому физики назвали его «загадкой абсолютно черного тела». Кто же был способен разрешить эту загадку?
В Милане
В тот период Альберт Эйнштейн (фото выше сделано во время пребывания в Цюрихе) не был обеспокоен подобными вопросами. Он проводил время в итальянских деревнях, наслаждаясь плодами своей вновь обретенной свободы. Воссоединившись с семьей, Эйнштейн объявил о своем твердом намерении стать профессором и окончательно бросить учебу в Германии.
Родители были ошеломлены. Но неприятные новости на этом не заканчивались. Завод, которым владел Герман Эйнштейн, был близок к банкротству. Отец надеялся, что сын когда-нибудь продолжит его дело. Герман и Паулина Эйнштейн и были обескуражены, когда узнали, что Альберт, дабы избежать службы в армии, планирует избавиться от своего немецкого гражданства. Будущего ученого отныне волновали совершенно другие проблемы. Он полностью погрузился в загадочный мир физики.
И ничто больше не могло его сбить с этого пути.
Дядя Эйнштейна был ученым и помогал ему в изучении физики. Когда Альберту было всего шестнадцать лет, он написал родственнику письмо, в котором задал вопрос о распространении света. Эйнштейн спросил следующее: «Что бы случилось, если б я смог оседлать световой луч? Мог ли наблюдатель, перемещающийся со скоростью света, видеть свет из своего положения?»
Учеба в Цюрихе
Эйнштейн так и не окончил школу. Он, очевидно, был не приспособлен к стандартным немецкой общеобразовательной системы. Но это вовсе не означало, что он отказался от мечты стать ученым. Альберт подал документы на поступление в политехникум в Цюрихе. Для этого не требовалось наличие аттестата о среднем образовании.
Первоначальная заявка не была принята, потому как Эйнштейн был еще очень молод. Но в приемной комиссии решили, что мальчик довольно одаренный. А поэтому рекомендовали ему повторить попытку через год. Эйнштейн последовал совету. В течение года он готовился к поступлению в политехникум.
Вторая попытка оказалась для него удачной.
Знакомство с Милевой
Альберт Эйнштейн поступил в политехникум. В этом заведении обучалось девяносто шесть студентов. Из них всего пять человек мечтали о настоящей науке. Одним из них был Альберт Эйнштейн. Фото, расположенное ниже, принадлежит Милеве Марич — единственной студентке на курсе. Она была чрезвычайно образованной, но имела серьезные проблемы со здоровьем. Между Эйнштейном и Марич возникли романтические отношения. Родители будущего ученого их не одобрили.
Прежде всего, они посчитали девушку чересчур умной. Родители Эйнштейна представляли в качестве жены своего сына женщину покладистую, которая сможет стать хорошей домохозяйкой. Альберта же устраивало в Милеве то, что он может с ней говорить на темы, касающиеся науки. Кроме того, они писали друг другу страстные письма, служащие доказательством того, что молодые люди были влюблены.
Начало исследовательской деятельности
В политехникуме интеллектуальное развитие Эйнштейна шло в полную силу.
Он с огромным рвением вчитывался в работы великих физиков и был знаком с отчетами всех проводимых экспериментов. Истинные интересы Эйнштейна лежали в области исследований. Он хотел продвинуть человеческие знания на новый уровень. Альберт чувствовал, что в существующих теориях нет ответов на важные вопросы, которыми он задавался. Это подвинуло его к самостоятельной работе в изучении электромагнетизма, разделу физики, который он обожал больше всего.
С какого-то момента Эйнштейн начал пропускать занятия в политехникуме. Он хотел найти доказательства существования эфира, в пространстве которого земля якобы могла передвигаться. В те времена в решении этого вопроса уже было сделано множество попыток. Но ни один из экспериментов не выглядел достаточно убедительным. Альберт тоже захотел принять участие в исследованиях. И, воспользовавшись приборами из местной лаборатории, предпринял несколько экспериментов.
Отрицательная характеристика
Стоит сказать, что уже в этот период Эйнштейн в области физики знал значительно больше, нежели его преподаватели.
Впоследствии один из профессоров, чье самолюбие было задето, написал весьма негативную характеристику.
После четырехлетнего обучения в политехникуме Эйнштейн получил степень. Милева провалила экзамены. Альберт Эйнштейн тщетно пытался получить должность в университете. В силу плохой характеристики это было почти невозможно. Так же как и продолжать исследовательскую деятельность, не занимая университетской должности.
1901 год оказался самым неудачным годом в жизни Эйнштейна. Все попытки найти работу оказались неудачными. Ему пришлось оставить Милеву в Цюрихе и уехать к родным в Милан. Альберт собирался объявить родителям о предстоящей свадьбе. Как и следовало ожидать, Паулина и Герман были против. Они полагали, что Милева не подходит на роль жены Эйнштейна. К тому же она не была еврейкой. Эйнштейну пришлось отказаться от мыслей о женитьбе.
Первая статья
Несмотря на все неудачи, Эйнштейн все еще надеялся приступить к исследовательской деятельности. Он написал свою первую статью «Следствия из явлений капиллярности».
Ее опубликовали в журнале «Анналы физики» — самом популярном издании того времени.
Должность в патентном ведомстве
Даже после публикации статьи автор ее оставался безработным. Ситуация изменилась лишь спустя несколько месяцев. В 1902 год Альберт Эйнштейн был назначен на должность эксперта третьего класса в патентном бюро в городе Берне. Эта работа оставляла немало времени на научную работу.
Вопреки желанию своей матери, в начале 1903 году Эйнштейн все-таки женился на Милеве. Свадьба прошла в скромной обстановке. Присутствовали только свидетели.
Эйнштейн арендовал квартиру. В это время он много общался со своими коллегами, среди которых был математик Марсель Гроссман. И главное, Эйнштейн читал труды великих ученых, надеясь на то, что это поможет ему найти ответы на все его вопросы. Среди авторов научных книг он выделял Эрнста Маха — австрийского физика и философа.
Гений Эйнштейна
Эйнштейн обладал неординарными умственными способностями, наделяющими его удивительными навыками абстрактного мышления.
Когда он разрабатывал какую-либо теорию, осуществлял нечто вроде мыслительного эксперимента. Его открытия опережали технические возможности времени, в котором он жил.
Теория относительности
В 1905 году в письмах, адресованных друзьям, Эйнштейн несколько раз упоминал о неких революционных открытиях, о которых в скором времени станет известно в научном мире. Действительно, вскоре в свет вышла статья «Специальная теория относительности», в рамках которой была составлена формула E=mc 2 .
Вклад в науку
Эйнштейну принадлежит свыше трехсот научных работ. Среди них — «Квантовая теория фотоэффекта» и «Квантовая теория теплоемкости». Этот ученый предсказал «Квантовую телепортацию» и гравитационные волны. В послевоенное время было создано в США движение, участники которого выступали против ядерного оружия. Один из организаторов этого движения — Альберт Эйнштейн.
Краткая биография и открытия (таблица)
| Событие | Год |
| Переезд в Италию | 1894 |
| Поступление в политехникум | 1895 |
| Получение швейцарского гражданства | 1901 |
Публикация статьи «К электродинамики движущихся тел» и работы, посвященной броуновскому движению. | 1905 |
| Квантовая теория теплоемкости | 1907 |
| Зачисление в Берлинский университет | 1913 |
Общая теория относительности | 1915 |
| Получение Нобелевской премии | 1922 |
| Эмиграция | 1933 |
| Встреча с Рузвельтом | 1934 |
| Смерть второй жены Эльзы | 1936 |
| Предложение о реорганизации Государственной ассамблеи ООН | 1947 |
| Составление воззвания против ядерной войны (осталось незаконченным) | 1955 |
| Смерть | 1955 |
«Свою задачу на Земле я выполнил» — слова из последнего письма, которое адресовал своим друзьям Альберт Эйнштейн. Биография, краткое содержание которой изложено в этой статье, принадлежит ученому и необыкновенно мудрому и доброму человеку. Он не воспринимал каких-либо форм культа личности, а потому запретил устраивать пышные похороны.
Великий физик ушел из жизни в 1955 году, в Принстоне. В последний путь его провожали только близкие друзья.
Библиотека — Величайшие ученые в истории
Наше понимание окружающего мира в расцвет технологической эры — всё это, и многое другое, является результатом работы многочисленных ученых. Мы живем в прогрессивном мире, который развивается огромными темпами. Этот рост и прогрессия — продукт науки, многочисленных исследований и экспериментов. Все, чем мы пользуемся, включая автомобили, электричество, здравоохранение и науку — результат изобретений и открытий этих интеллектуалов. Если бы не величайшие умы человечества, мы все еще жили бы в Средневековье. Люди воспринимают все как должное, но стоит все же отдать дань тем, благодаря кому мы имеем то, что имеем. В этом списке представлены десять величайших ученых в истории, изобретения которых изменили нашу жизнь.
Исаак Ньютон (1642-1727)
Сэр Исаак Ньютон — английский физик и математик, широко расценивается, как один из самых величайших ученых всех времен.
Вклад Ньютона в науку широк и неповторим, а выведенные законы все еще преподаются в школах, как основа научного понимания. Его гений всегда упоминается вместе со смешной историей — якобы, Ньютон открыл силу тяжести благодаря яблоку, упавшему с дерева ему на голову. Правдива история про яблоко, или нет, но Ньютон также утвердил гелиоцентрическую модель космоса, построил первый телескоп, сформулировал эмпирический закон охлаждения и изучил скорость звука. Как математик, Ньютон также сделал уйму открытий, повлиявших на дальнейшее развитие
человечества.
Альберт Эйнштейн (1879-1955)
Альберт Эйнштейн — физик немецкого происхождения. В 1921 ему присудили Нобелевскую премию за открытие закона фотоэлектрического эффекта. Но самое важное достижение величайшего ученого в истории — теория относительности, которая наряду с квантовой механикой формирует базис современной физики. Он также сформулировал отношение эквивалентности массовой энергии E=m, который назван как самое известное уравнение в мире.
Он также сотрудничал с другими учеными на работах, таких как Статистика
Бозе-Эйнштейна. Письмо Эйнштейна президенту Рузвельту в 1939, приводя в готовность его возможного ядерного оружия, как предполагается, является ключевым стимулом в разработке атомной бомбы США. Эйнштейн полагает, что это самая большая ошибка его жизни.
Джеймс Максвелл (1831-1879)
Максвелл — шотландский математик и физик, ввел понятие электромагнитного поля. Он доказал, что свет и электромагнитное поле перемещаются с одинаковой скоростью. В 1861 Максвелл сделал первую цветную фотографию после исследований в поле оптики и цветов. Работа Максвелла над термодинамикой и кинетической теорией также помогла другим ученым сделать целый ряд важных открытий. Распределение Максвела-Больцмана — еще один важнейший вклад в развитие теории относительности и квантовой механики.
Луи Пастер (1822-1895)
Луи Пастер, французский химик и микробиолог, главным изобретением которого стал процесс пастеризации.
Пастер сделал ряд открытий в области вакцинации, создав вакцины от бешенства и сибирской язвы. Он также изучил причины и выработал методы профилактики болезней, чем спас множество жизней. Все это сделало Пастера “отцом микробиологии”. Этот величайший ученый основал институт Пастера, чтобы продолжить научные исследования во многих областях.
Чарльз Дарвин (1809-1882)
Чарльз Дарвин является одной из наиболее влиятельных фигур в истории человечества. Дарвин, английский натуралист и зоолог, выдвинул эволюционную теорию и эволюционизм. Он обеспечил основание для понимания происхождения человеческой жизни. Дарвин объяснил, что вся жизнь появилась от общих предков и что развитие происходило посредством естественного отбора. Это одно из доминирующих научных объяснений разнообразия жизни.
Мария Кюри (1867-1934)
Марии Кюри присудили Нобелевскую премию в Физике (1903) и Химии (1911).
Она стала не только первой женщиной, которая получила премию, но также и единственной женщиной, сделавшей это в двух полях и единственным человеком, который достиг этого в разных науках. Ее основным полем исследования была радиоактивность — методы изоляции радиоактивных изотопов и открытие элементов полония и радия. Во время Первой мировой войны Кюри открыла первый центр рентгенологии во Франции, а также разработала мобильный полевой рентген, которые помог спасти жизни многих солдат. К сожалению, длительное воздействие радиации привело к
апластической анемии, от которой Кюри и умерла в 1934 году.
Никола Тесла (1856-1943)
Никола Тесла, сербский американец, наиболее известный своей работой в области современной системы электроснабжения и исследований переменного тока. Тесла на начальном этапе работал у Томаса Эдисона — разрабатывал двигатели и генераторы, но позже уволился. В 1887 он построил асинхронный двигатель.
Эксперименты
Теслы дали начало изобретению радиосвязи, а особый характер
Теслы дал ему прозвище «сумасшедшего ученого». В честь этого величайшего ученого, в 1960 году единицу измерения индукции магнитного поля назвали ‘теслой’.
Нильс Бор (1885-1962)
Датскому физику Нильсу Бору присудили Нобелевскую премию в 1922, за его работу над квантовой теорией и строением атома. Бор известен открытием модели атома. В честь этого величайшего ученого даже назвали элемент ‘Бориум’, ранее известный, как ‘гафний’. Бор также сыграл важную роль в основании CERN — Европейской организации по ядерным исследованиям.
Галилео Галилей (1564-1642)
Галилео Галилей наиболее известен своими достижениями в астрономии. Итальянский физик, астроном, математик и философ, он улучшил телескоп и сделал важные астрономические наблюдения, среди которых подтверждение фаз Венеры и открытие спутников Юпитера.
Неистовая поддержка гелиоцентризма стала причиной преследований ученого, Галилея даже подвергли домашнему аресту. В это время он написал ‘Две Новые Науки’, благодаря которым был назван “Отцом современной Физики”.
Аристотель (384-322 до н.э.)
Аристотель — греческим философом, который является первым настоящим ученым в истории. Его взгляды и идеи влияли на ученых и в более поздние года. Он был учеником Платона и учителем Александра Великого. Его работа охватывает широкое разнообразие предметов — физика, метафизика, этика, биология, зоология. Его взгляды на естественные науки и физику были инновационными и стали базой для дальнейшего развития человечества.
Дмитрий Иванович Менделеев (1834 — 1907)
Дмитрия Ивановича Менделеева можно смело назвать одним из самых величайших ученых в истории человечества. Он открыл один из фундаментальных законов мироздания — периодический закон химических элементов, которому подчинено все мироздание.
История этого удивительного человека заслуживает многих томов, а его открытия стали двигателем развития современного мира.
| Регулярная статья | |
Эйнштейн был поистине глобальным человеком и одним из бесспорных гениев двадцатого века. А теперь давайте обо всем по порядку.
Первоначально, Полина и Германн планировал назвать мальчика Авраам, как его дедушку по отцовской линии. Но потом они пришли к выводу, что это имя будет звучать слишком по еврейски и они решили сохранить начальную букву А и назвали мальчика Альбертом Эйнштейном.
Первое время ему не нравилась жесткая дисциплина, но после того как он ближе познакомился с произведениями Моцарта, музыка стала казаться одновременно магический и эмоциональный для мальчика: “Я верю, что любовь — лучший учитель, чем чувство долга, — сказал он, — по крайней мере, для меня”. С этих пор по заявлениям близких друзей, когда ученый сталкивался с трудными задачами, Эйнштейн отвлекался на музыку и она помогала ему сосредоточится и преодолевать трудности. Во время игры, импровизируя, он размышлял о проблемах, и вдруг “он внезапно обрывал в середине игру и взволнованно уходил работать, будто к нему приходило вдохновение”, как говорили близкие.
Вскоре он переехал в Берн, столицу Швейцарии. Для того, чтобы зарабатывать на жизнь, он давал частные уроки по математике и физике.
Она была увлечена математикой и наукой и была хорошим физиком, но она отказалась от своих амбиций, выйдя замуж за Эйнштейна и став матерью.
В Первую мировую войну Габер разработал смертельный газообразный хлор, который был тяжелее воздуха и мог стекать в окопы, сжигать горло и легкие солдат. Габера иногда называют «отцом химической войны».
Этот небольшой предмет возбудил невероятный интерес у юного Эйнштейна.
Но ректор технической школы оценил выдающиеся способности подростка и посоветовал поступить в школу Швейцарии Аарау, которая, кстати, считалась далеко не лучшей. Да и Эйнштейна в этой школе вовсе не считали гением.
Эйнштейн с интересом трудился на научной кафедре Политехнического института, Вебер говорил, что его студент – умный малый, однако не воспринимает критики.
Но теорию относительности, выведенную Альбертом Эйнштейном, смогли полностью понять только единицы, поэтому в учебных заведениях преподают лишь специальную теорию относительности, являющуюся частью общей. СТО говорит о зависимости пространства и времени от скорости: чем выше скорость движения тела, тем больше искажаются как размеры, так и время.
Однако комитет решил пойти на компромисс и номинировать Альберта за работу о теории фотоэффекта, за что ученый и удостоился премии. Все из-за того, что это изобретение – не столь революционное, в отличие от ОТО, к которой Альберт, собственно, и готовил речь.
Однако он предложил жене контракт о сожительстве, согласно которому та должна была соблюдать некоторые условия, например, периодически стирать вещи. Но по контракту у Милевы и Альберта не предусматривалось никаких любовных отношений: бывшие супруги даже спали раздельно. От первого брака у гения были дети: младший сын умер, находясь в психиатрической лечебнице, а со старшим у ученого не сложились отношения.
Альберт лежал в больнице, где ему внезапно поплохело. Он прошептал слова на родном языке, однако сиделка не смогла понять их. Женщина подошла к койке больного, но Эйнштейн уже умер от кровоизлияния в полость живота 18 апреля 1955 года. Все его знакомые отзывались о нем, как о кротком и очень добром человеке. Эта было горькая потеря для всего научного мира.
| Альберт Эйнштейн | |
| Albert Einstein | |
| Род деятельности: | |
|---|---|
| Дата рождения: | |
| Место рождения: | |
| Гражданство: | |
| Дата смерти: | |
| Место смерти: | |
| Награды и премии: | Нобелевская премия по физике (1921) |
Эйнштейн, Альберт (Einstein, Albert; 1879, Ульм , Германия , — 1955, Принстон, США) — физик-теоретик, один из основателей современной физики, создатель теории относительности, один из творцов квантовой теории и статистической физики.
Ранние годы
Родился в городке Ульм в земле Вюртемберг в нерелигиозной еврейской семье. Его отец, Герман Эйнштейн, занимался торговлей, затем открыл небольшой электрохимический заводик, которым руководил с переменным успехом. Мать звали Полина Кох. Была младшая сестра Мария.
С детства интересовался природными явлениями; в 12 лет прочёл книгу по геометрии и увлёкся математикой на всю жизнь. В то же время он увлёкся религией но в те времена религия считалась несовместимой с научным мировоззрением, и религиозность Эйнштейна прошла. В немецкой школе Альберту не нравилось, а он не нравился учителям. Его наставником в математике и философии стал друг семьи студент-медик Макс Талмуд.
Его отец перенёс производство в Мюнхен , туда же переселилась семья. В 1894 году, потерпев неудачу в Мюнхене, Эйнштейн-старший переехал в Милан , чтобы работать вместе с родственником. Альберт остался в пансионе до окончания школы. В возрасте 16 лет он сбежал оттуда к родителям. Он подал прошение о поступлении в Швейцарскую федеральную политехническую школу в Цюрихе .
Поскольку у него не было аттестата об окончании школы, пришлось сдавать очень жёсткие экзамены. Он провалил французский, химию и биологию, но математику и физику сдал так, что ему разрешили поступление при условии, что сначала он закончит школу.
Он поступил в специальную частную школу в швейцарском городке Аррау. Тогда же отказался от немецкого гражданства, чтобы не попасть на военный учёт в Германии.
В 1896 году поступил в Швейцарскую федеральную политехническую школу, окончил в 1900 г. В университете он подружился с Марселем Гроссманом и встретил свою первую жену Милеву Марич, которая училась там физике. Единственный из четырёх выпускников 1900 года по своей специальности, он не получил работу в Политехникуме (помешал профессор Вербер, имевший на него зуб). Он принял швейцарское гражданство и занимался репетиторством, не имел средств. Его отец обанкротился.
В 1902 г. по рекомендации отца Марселя Гроссмана поступил на службу техническим экспертом в патентное бюро (Берн), поскольку ни в какой университет его на работу не взяли.
Продолжал заниматься теоретической физикой в свободное время. В 1903 году женился на Милеве Марич (его отец перед смертью согласился на его брак с христианкой). У них были два сына.
Первые открытия в физике
Вторая статья — «Об одной эвристической точке зрения, касающейся возникновения и превращения света» — трактует свет как поток квантов (фотонов), обладающих корпускулярными и волновыми свойствами, и вводит понятие фотона как образования, имеющего характеристики частицы и поля. Он основал фотонную теорию света (фотоэффекта), за которую получил Нобелевскую премию в 1921 году.
Третья статья — «К электродинамике движущихся сред» — содержала основы специальной теории относительности. Эйнштейн ввел в физику новые понятия о пространстве, времени и движении, отбросив концепцию абсолютного пространства и абсолютного времени Ньютона и «теорию мирового эфира». Пространство и время обрели статус единой реальности (пространство-время), связанной с движением физических тел и полей.
Классическая механика при этом не отвергалась, а включалась в новую теорию как ее предельный случай. Из теории следовал вывод: все физические законы должны быть одинаковыми в системах, движущихся друг относительно друга прямолинейно и равномерно. Физические величины, ранее считавшиеся абсолютными (масса, длина, интервал времени), в действительности оказались относительными — зависимыми от относительной скорости движения объекта и наблюдателя. При этом скорость света оказалась постоянной, независимой от скорости движения других объектов (что уже было известно из эксперимента Майкельсона -Морли 1881 года и не укладывалось в представления классической физики Ньютона).
В том же 1905 г. в статье «Зависит ли инерция тела от содержания в нем энергии» Эйнштейн впервые ввел в физику формулу соотношения между массой (m) и энергией (Е), а в 1906 г. записал ее в виде Е=mc² , где (с) представляет собой скорость света. Она лежит в основе релятивистского принципа сохранения энергии, всей ядерной энергетики.
У теории относительности были предшественники — фрагменты её содержатся в работах Анри Пуанкаре и Хендрика Лоренца, но Эйнштейн первым собрал вместе и систематизировал научные представления об этом. Теория относительности несколько лет игнорировалась научным сообществом. Первым, кто понял её, был Макс Планк, который стал помогать Эйнштейну и организовал для него приглашения на научные конференции и преподавательские должности.
Переход к профессиональной научной деятельности
В 1906 г. Эйнштейн защитил докторскую диссертацию, обобщив работы по броуновскому движению. В 1907 г. он создал квантовую теорию теплоемкости. С 1908 г. Эйнштейн стал приват-доцентом Бернского университета, в 1909 г. — экстраординарным профессором Цюрихского университета, в 1911 г. — ординарным профессором Немецкого университета в Праге , в 1912 г. — профессором Цюрихского политехникума (в котором ранее учился).
В 1914 г., несмотря на происки антисемитов, по приглашению Макса Планка был утвержден директором Института кайзера Вильгельма, профессором Берлинского университета, членом Прусской академии наук в Берлине .
В 1916 г. Эйнштейн предсказал явление индуцированного (вынужденного) излучения атомов, лежащее в основе квантовой электроники. Теория Эйнштейна о вынужденном, упорядоченном (когерентном) излучении привела к открытию лазеров.
В 1917 г. Эйнштейн завершил создание общей теории относительности , концепции, обосновывающей распространение принципа относительности на системы, двигающиеся с ускорением и криволинейно друг относительно друга. Теория Эйнштейна впервые в науке обосновывала связь между геометрией пространства-времени и распределением массы во Вселенной. Новая теория основывалась на теории тяготения Ньютона. Его предсказание отклонения света звёзд в гравитационном поле Солнца было подтверждено британской командой ученых в момент солнечного затмения в 1919 году.
Современная физика экспериментально обосновала специальную теорию относительности. На ее основе, например, создаются ускорители элементарных частиц. Принципиальное обоснование получила и общая теория относительности.
Ее гипотеза об отклонении света под влиянием силы тяготения Солнца была подтверждена еще в 1919 г. группой английских астрономов. За открытие законов фотоэффекта и труды по теоретической физике Эйнштейн в 1921 г. получил Нобелевскую премию . В 1924-25 гг. Эйнштейн внес большой вклад в разработку квантовой статистики Бозе, которая ныне именуется статистикой Бозе-Эйнштейна.
Личные проблемы
Из-за постоянных разъездов и материальных проблем семейная жизнь Эйнштейна испортилась. В 1919 году он развёлся с женой (по договору о разводе, он уступил ей, в частности, права на Нобелевскую премию в случае, если она когда-либо будет получена). Тогда же он начал встречаться со своей двоюродной сестрой Эльзой Лёвенталь, на которой впоследствии женился.
В 1915 году, когда Эйнштейн читал цикл лекций в Гёттингене , в теории относительности существовали незавершённые места, требовавшие математической доработки. Слушавший лекции Давид Гильберт сделал эту работу и опубликовал свои результаты раньше Эйнштейна.
Двое учёных некоторое время конфликтовали из-за научного приоритета, но потом подружились.
Отъезд в США
В 1920-30-х гг. он был знаменит, особенно за рубежом. Он много ездил по миру, контактируя с коллегами и читая лекции в различных университетах, а ткже занимался общественно-политической деятельностью, помогая социалистам , пацифистам и сионистам .
В 1930 году его старший сын Эдуард заболел шизофренией и попал в больницу на всю оставшуюся жизнь.
Здравствуйте, дорогие ребята! Сталкивались ли вы когда-либо с фотографией чудака с вытянутым языком и взъерошенными волосами? Думаю, приходилось.
А знаете ли, кто этот жизнерадостный человек? Это не кто иной, как великий учёный Альберт Эйнштейн! Тот, что открыл всемирно известную теорию относительности и заложил фундамент всей современной физики. Предлагаю сегодня познакомиться с его биографией поближе.
План урока:
Где рождаются гении?
Родился будущий легендарный физик в семье евреев в 1879 году на юге Германии в городе Ульм.
А появился он с неправильной формой головы, что для врачей и его родителей стало предметом для размышлений: нет ли у малыша Эйнштейна умственной отсталости, тем более что ребёнок до трёх лет не разговаривал.
Ещё до поступления в школу как-то отец подарил маленькому Альберту компас. Прибор настолько взорвал детский ум, что наблюдения за стрелкой, которая в любом положении компаса поворачивается непременно на север, стали одной из причин будущих исследований.
Школьные годы жизни были для юного Эйнштейна не самым лучшим временем. О них он вспоминал с горечью, так как не любил простую зубрёжку. Так что любимцем у учителей школьник не слыл, всегда спорил с педагогами, задавал неугодные вопросы, на которые у преподавателей не было ответов.
Видимо оттуда появился миф, что Эйнштейн в школе был двоечником. «Из Вас никогда ничего путного не выйдет!» — вот был приговор учителей. Хотя если взглянуть на его аттестат, то там совсем всё неплохо, особенно по математике, физике и философии.
По настоянию матери он с шести лет начал заниматься скрипкой и делал это изначально только потому, что так требовали родители. Лишь музыка великого Моцарта совершила переворот в его душе, и скрипка навсегда стала спутником в жизни физика.
В свои 12 лет он познакомился с учебником евклидовой геометрии. Этот математический труд потряс юного Альберта, как когда-то семь лет назад взятый в руки отцовский компас. Называемая им с любовью «священная книжечка по геометрии» стала настольным пособием, куда ежедневно ученик по фамилии Эйнштейн заглядывал с неуёмным любопытством,самостоятельно поглощая знания.
Вообще «самостоятельные занятия» были для молодого гения, не любившего обучение из-под палки, особым коньком. Решив, что он сам сможет получить образование, в 1895 году он ушёл из школы и явился без аттестата зрелости к родителям, в то время вынужденным без него жить в Италии. Заверения непослушного отпрыска, что он сможет сам поступить в техническое училище, успехом не увенчались.
Самоуверенный Эйнштейн на первых вступительных экзаменах в цюриховский колледж проваливается. Год он посвящает тому, чтобы закончить среднее образование, и только в 1896 его принимают в Высшее учебное заведение.
Когда великий Эйнштейн «взялся за ум»?
Даже поступив в институт, студент Эйнштейн не стал примером для подражания. Как и в гимназии, дисциплиной он не отличался, лекции пропускал либо присутствовал на них «ради галочки», без интереса. Больше привлекали его самостоятельные исследования: он экспериментировал, проводил опыты, читал труды великих учёных. Вместо учёбы он садился в кафе и штудировал научные журналы.
В 1900 году он всё-таки получил диплом учителя физики, но на работу его нигде не принимали. Только по истечении двух лет ему дали место стажёра в Патентном Бюро. Вот тогда-то Альберт Эйнштейн смог посвятить больше времени любимым исследованиям, всё теснее приближаясь к своим открытиям в области физики.
В результате на свет появились три статьи Эйнштейна, которые перевернули научный мир.
Опубликованные в известном научном журнале они принесли физику мировую славу. Итак, что особенного открыл учёный?
Чем интересна личность учёного?
Кроме того, что Альберт Эйнштейн – великий физик, он ещё был и неординарной личностью. Вот несколько интересных фактов из его жизни.
Умер ученый в 1955 году. Последние годы жизни Альберт Эйнштейн провёл в маленьком американский городке Пристон, где и похоронен. Жители городка любили своего соседа, а студенты университета, где он преподавал, прозвали физика «старый док» и пели вот такую песенку:
Кто в математике силён,
И в интегралы кто влюблён,
Кто воду пьёт, а не рейнвейн,
Для тех пример — наш Аль Эйнштейн.
Вот такая краткая история о великом учёном Альберте Эйнштейне у нас получилась сегодня. Надеюсь, этого материала вам будет достаточно, чтобы подготовить интересный доклад на тему знаменитостей.
А я на этом с вами прощаюсь с пожеланиями новых открытий.
Успехов в учебе!
Евгения Климкович
Личная жизнь гениев редко бывает счастливой и простой. Великий физик-теоретик Альберт Эйнштейн в этом смысле исключением не является: д ва непростых брака, серьезная болезнь младшего сына, многочисленные романы с молоденькими девушками, непростые отношения с матерью. Причем, надо сказать, что Эйнштейн пользовался огромным успехом у женщин.
Альберт Эйнштейн с супругой Эльзой
Биографы Альберта Эйнштейна настаивают на том, что свою первую любовь по имени Мария Винтелер будущий ученый встретил во время учебы в Политехнической школе в Цюрихе. Это было еще не пиршество плоти, а романтический запал, который вылился в потоки писем и редкие наезды в поселок, где проживала девушка. Понемногу юношеская страсть улеглась, но Марию финал любви поверг в глубокую депрессию. Уныло почувствовали себя и еврейские родственники несостоявшейся пары, уже грезившие о брачном союзе.
Рандеву с девушками студент Эйнштейн предпочитал революционные теории, с которыми его познакомил его друг Фридрих Адлер, сын Виктора Адлера — лидера австрийской социал-демократической партии.
Впрочем, бунтаря из Альберта не получилось, и вскоре он всецело посвятит себя науке и божку Эросу. Милева Марич была, по всеобщему убеждению, лишена обаяния женственности и хромала на одну ногу. Православная христианка, сербка по национальности, Милева была на три года старше Альберта, имела тяжелый характер, болезненно ревнива и склонна к депрессии. Эйнштейн влюбился в нее в 1898 году, когда они вместе работали над законами гравитации, и сделал своей коллеге предложение.
Паулина уперлась рогом и прямо заявила сыну, что против этого брака. Материнские уговоры и угрозы, казалось, мало трогали Альберта, но позднее окажется, что относительно медленно, но верно они проникали в сознание молодого ученого. Папаша Герман был более лоялен и незадолго до своей кончины успел благословить молодых. Свадьба Эйнштейна-младшего состоялась 6 января 1903 году, уже после смерти Эйнштейна-старшего. Когда Милева забеременела, то была вынуждена уехать к своей семье в Сербию, поскольку у Альберта денег не было.
Она родила дочь Лизерль, и в письмах обоих родителей звучит радость по этому поводу, однако Эйнштейн не едет к молодой матери и не торопится подержать на руках новорожденную.
Биографы гения усматривают тут загадку. Не совсем ясна и дальнейшая судьба этой девочки. По одним сведениям, ее отдали в детский приют, по другим — передали в приемную семью. Большинство уверяли, что она умерла в два года от скарлатины в семье своей матери. Кое-кто заявлял, что Лизерль пережила Эйнштейна. Даже сегодня, когда опубликованы архивы, никто не знает всей правды. Остаются открытыми вопросы: почему Эйнштейн, который будет нежно любить двух других своих детей, проявил такое безразличие при рождении первенца и будет ли этот поступок предвестником разрыва с Милевой?
В феврале 1901 года Альберт Эйнштейн получил швейцарское гражданство, а в декабре того же года с помощью своего друга Гроссмана получил работу с приличным окладом — технического эксперта 3-й категории в Швейцарском патентном бюро в Берне.
Тотчас же Альберт вызвал к себе Милеву и на следующий год, 14 мая 1904 года, у них родился сын — Ганс Альберт. На этот раз счастливый отец, узнав об успешном разрешении супруги от бремени, галопом мчался по улицам города, чтобы поцеловать ее и дитя. С этих пор и до самого конца жизни Эйнштейн будет играть роль заботливого отца по отношению к своим чадам, к двум (в 1910-м году родится больной шизофренией сын Эдуард), за исключением дочки Лизерль.
Поводом к краху семейного очага Эйнштейнов дал то ли ревнивый характер Милевы, то ли ее адюльтер с неким профессором из Загреба. Разрыв наступил в середине июля 1914 года, в то время их семья жила в Берлине. Эйнштейн собственноручно написал своей жене условия, в которых среди прочего требовал, чтобы Милева отказалась от всякой интимной близости с ним и даже запретил ей с ним заговаривать, если он того не желает. Милева с детьми нашла пристанище у Фридриха Габера, выдающегося химика, нового друга Эйнштейна. В конце июля Милева с мальчиками уехала в Цюрих.
На берлинском вокзале их провожал плачущий великий физик Альберт Эйнштейн.
Расторгнув брак с Марич, Эйнштейн женится на своей двоюродной сестре и по линии отца, и по линии матери, полной противоположности своей первой жены, но полностью отвечавшей запросам его матери. Свадьба с кузиной Эльзой состоялась спустя всего три месяца после развода с Марич — 2 июня 1919 года. Но на протяжении всей Первой мировой войны Эйнштейн уже открыто жил с ней. Символично, что свадьба Эйнштейна состоялась после смерти его матери, словно одна женщина заменила собой другую. Эльза, которая называла мужа не по имени, а исключительно по фамилии, заменила собой мать Эйнштейна, но не стала его единственной любовью. Череда любовниц выдающегося ученого говорит об этом.
«Вначале была Бетти Нейман, — утверждает французский биограф физика Лоран Сексик (Laurent Seksik). — Роман начался всего через несколько месяцев после его брака с Эльзой. Бетти была его секретаршей, на 20 лет его моложе. Он повстречал ее и нанял на работу в 1923 году.
Безумно в нее влюбился. Она уступила ему без сопротивления. Этот человек оказывал неотразимое воздействие и на толпы, и на прекрасный пол. История с Бетти, как и с ее преемницами, станет карикатурным адюльтером. Эйнштейн не хотел уходить от Эльзы, даже если утверждал обратное. Ни одна женщина никогда не заставит его уйти от нее. Он даже предложил Бетти жить втроем! Она отказалась, оскорбленная как трусостью своего любовника, так и несуразностью предложения».
какие отрасли науки развивают ученые региона
В Российской Федерации 13 городов имеют статус наукограда, восемь из них располагаются на территории Московской области. В законе «О статусе наукограда Российской Федерации» наукоград определен как муниципальное образование со статусом городского округа, имеющее высокий научно-технический потенциал, в котором научно-техническая продукция составляет больше 50% от общего объема продукции всех хозяйствующих субъектов муниципалитета. О том, какие наукограды расположены в Подмосковье и на чем они специализируются, читайте в материале портала mosreg.
ru.
Дубна
Статус наукограда присвоен Дубне Указом Президента Российской Федерации от 20 декабря 2001 года на срок до 31 декабря 2025 года. Основная специализация научных предприятий округа – ядерная физика. Так, Объединенный институт ядерных исследований является всемирно известным международным центром, и сейчас в нем реализуется мегапроект мирового значения – строительство научного комплекса NICA.
Также на территории Дубны расположены особая экономическая зона «Дубна», центр космической связи, Государственный университет «Дубна», научно-производственные комплексы и машиностроительные заводы.
Интересный факт: Дубна – единственный российский город, увековеченный в периодической таблице Д. И. Менделеева. Дубний, 105-й элемент, был открыт учеными здесь.
Читайте, как работают ОЭЗ в Подмосковье>>
Жуковский
Жуковскому статус наукограда присвоен постановлением правительства Российской Федерации в 2007 году.
Приоритетными направлениями для Жуковского определены информационно-телекоммуникационные системы, транспортные, авиационные и космические системы, перспективные вооружения, военная и специальная техника, энергетика и энергосбережение. Причем наибольшую известность получила авиационная отрасль города. Именно в Жуковском была создана «Объединенная авиастроительная корпорация» и располагается аэропорт Жуковский.
Более тысячи ученых трудятся на важнейших предприятиях округа, среди которых крупнейший в мире центр авиационной науки ФГУП «ЦАГИ им. проф. Н. Е. Жуковского», Летно-исследовательский институт им. М. М. Громова, ряд предприятий оборонной промышленности.
Многим Жуковский известен как место проведения Международного авиационно-космического салона «МАКС».
Как подтвердить подлинность документов об ученых степенях и званиях в Подмосковье>>
Королев
Королеву статус наукограда присвоен в 2001 году указом президента. Символично, что указ был подписан 12 апреля, в День космонавтики, а Королев как раз является центром ракетно-космической промышленности.
На его территории расположены: ОАО «Ракетно-космическая корпорация “Энергия”» им С. П. Королева», ФГУП «Центральный научно-исследовательский институт машиностроения», Конструкторское бюро химического машиностроения им. А. М. Исаева.
В Королеве располагаются главные предприятия российской космической отрасли, среди которых – Центр управления полетами, именно отсюда ведется управление российским сегментом Международной космической станции (МКС).
Узнайте, сколько династий работают на головном предприятии корпорации ТРВ в Королеве>>
Протвино
Статус наукограда городской округ Протвино получил указом президента в 2008 году сроком на пять лет, в 2014 году этот статус был сохранен на следующие пять лет. Основные специализации – биотехнологии и энергетика. В Протвине успешно работают Государственный научный центр Институт физики высоких энергий, ЗАО «Протом», НПО «ДНК-Технология», НПО «Турботехника» и другие.
Примечательно, что в Протвине был разработан комплекс ионной лучевой терапии для лечения онкобольных без повреждения окружающих здоровых тканей.
Наблюдение за звездами в Подмосковье: планетарий и обсерватории>>
Пущино
Статус наукограда Пущино имеет с 2005 года. Сейчас Пущино – крупнейший центр научных исследований в области биологии. В городе работают девять академических институтов и обсерватория Российской академии наук.
На территории округа действует биотехнологический инновационный кластер, которым выпускается продукция по следующим направлениям: биотехнологии для медицины, фармакологии, биотехнологии в сельском хозяйстве, защите окружающей среды, промышленные биотехнологии.
Коворкинги в Подмосковье: деловые связи, бизнес-тренинги и экономия на аренде>>
Реутов
Реутов имеет статус наукограда с 2003 года на срок до 31 декабря 2027 года. Основные специализации – авиация и космос, машиностроение, приборостроение. Так, ОАО ВПК «НПО Машиностроения» является градообразующим предприятием города, именно здесь создаются новейшие виды военной техники, а также ракетные и ракетно-космические комплексы, не имеющие аналогов в мире.
Среди других научных предприятий округа – Научно-техническое объединение «Пламя», научная компания «Фламена» (занимается фармацевтической продукцией), ООО «Нано Инвест» (высокотехнологичное оборудование).
Места для детского творчества и знакомства с наукой: как в Подмосковье развивают ЦМИТы>>
Фрязино
Статус наукограда Фрязино имеет с 2003 года. Основной специализацией научно-производственных предприятий Фрязина является электроника. В составе НПК наукограда 25 предприятий и организаций, среди которых АО «НПП “Исток”» им. Шокина», АО «НИИ “Платан”» с заводом при НИИ», ФГУП «Специальное конструкторское бюро Института радиотехники и электроники РАН» и другие.
На базе НПП «Исток» имени Шокина в 2015 году создана особая экономическая зона, где реализуются инвестиционные проекты в области СВЧ-электроники.
Центры образования «Точка роста» в Подмосковье. Инфографика>>
Черноголовка
В 2008 году Черноголовке был присвоен статус наукограда, в основном здесь работают ученые в области химии, химической физики и создания новых материалов.
Градообразующие предприятия округа входят в комплекс Научного центра РАН в Черноголовке, где работают более 5 тысяч человек.
Основные направления исследований в Черноголовке – химическая физика процессов горения и взрыва, образования и модификации полимеров, биологических процессов и систем.
Читайте о пяти самых инновационных проектах Подмосковья>>
Эволюция физики: как развивается эта наука
Кроме предыстории, важно, как развивается высшее образование. Моя точка зрения заключается в том, что высшее образование в естественных науках должно быть проектно-ориентированным. На первом-втором курсе студенты должны, безусловно, освоить фундаментальные дисциплины, но дальше должно идти образование, ориентированное на исследование. И сами студенты должны понимать, зачем нужна эта наука, где она применима. Предлагать им просто непрерывное образование, не ориентированное на конкретную цель, – это тупиковый путь. Но чтобы идти по такому направлению, нужно внимание государства.
Не будет финансирования на исследования, не будет инфраструктуры – не будет и такого проектно-ориентированного образования. Могу привести пример из своих исследований. Три года назад мы запустили спутник “Ломоносов” для исследования космических лучей предельно высоких энергий. Это был прорывной эксперимент, ничего подобного в мире не проводилось, и молодежь, которую мы собрали, чувствовала, что проект сильный. Но что, если их пригласить в лабораторию, где проводится какой-то умирающий эксперимент? Они уйдут. И могут оказаться в очень тяжелой ситуации, потому что их время уйдет, ведь самый продуктивный рост специалистов приходится на молодые годы, до 30 лет. Потому очень важна ранняя ориентация на конкретную область науки. Она должна начинаться, на самом деле, со школы».
Мыслями о том, как студенту выбрать наиболее перспективную траекторию развития, поделились молодые исследователи. «Перспективная область для студента в первую очередь определяется текущим вливанием в эту область денег, так что самый простой способ — посмотреть последние сверхкрупные гранты.
Однако тут каждому стоит решать самостоятельно: работать в перспективной области просто потому, что она перспективная, — это тупиковый вариант. Главное, чтобы человеку было интересно самому, а дальше – не так важно, — считает Илья Голоколенов, аспирант кафедры физики низких температур Института физических проблем им. П.Л. Капицы РАН. — И большую роль играют конференции и общение с другими группами, в том числе из других областей. Часто хороший доклад на конференции может послужить толчком в этом направлении, заинтересовавшиеся коллеги могут подойти и поделиться имеющейся у них информацией по данной теме и даже направить исследование в другую, неожиданную сторону».
«Чтобы определить перспективные области, надо проанализировать все Нобелевские премии, а также номинантов на эту премию за последние 20 лет. Будет несложно увидеть, какие из областей самые популярные: как раз всплывут такие направления как биоинженерия, физика высоких температур, новые материалы и так далее, – полагает Василий Ореховский, студент 1 курса магистратуры факультета аэромеханики и летательной техники МФТИ.
— Чем моложе область, тем больше нового можно в ней сделать. Но, конечно, не факт, что все будет хорошо с финансированием без инвесторов. И, конечно, нельзя сравнивать карьеры тех, кто работает в относительно новых и «традиционных» областях физики. Например, аэрогидродинамика — здесь не получится стать известным и получить Нобелевскую премию. Впрочем, с молодыми областями тоже можно прогадать и ничего не открыть нового, но зато есть вероятность стать редким специалистом, а значит, более востребованным.
Очень многое зависит от финансирования: где оно отличное, там есть и прорывы. Например, SpaceX Илона Маска — он хорошо раскручен, область космоса развивается. Да и популярность, в свою очередь, привлекает новых инвесторов. Так что мода на науку, точнее, на определенные области, — это очень круто».
Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.
Подписывайтесь на Indicator.Ru в соцсетях: Facebook, ВКонтакте, Twitter, Telegram, Одноклассники.
Физика в 19 — начале 20 века
В основе развития естественных наук лежали успехи математики, служившей интегрирующим фактором для всей системы научного знания. Впечатляющих успехов на протяжении XIX — начала XX в. добилась физика. Английский физик-самоучка М. Фарадей (1791-1867), считающийся одним из наиболее изобретательных умов нового времени, стал основоположником учения об электромагнитном поле. Соотечественник Фарадея Дж. К. Максвелл (1831-1879) перевёл его идеи на общепринятый математический язык. В 1871 г. он основал в Кембридже первую в Великобритании физическую лабораторию. Открытия, сделанные Максвеллом, легли в основу современной физики. Своими научно-популярными работами Максвелл раскрыл значение электричества для широкой публики. По мнению великого физика А. Эйнштейна, произведённый Максвеллом переворот в понятиях о физической реальности «является наиболее глубоким и плодотворным из тех, которые испытала физика со времён Ньютона».
| М. Фарадей |
| М. Фарадей в своей лаборатории. Акварель 1850-х гг. |
Третьим знаменитым учёным, который наряду с Фарадеем и Максвеллом осуществил «великий перелом» в физике, считается германский физик Г.-Р. Герц (1857-1894). Теоретические открытия своих предшественников он подтвердил экспериментально, показав полную взаимосвязь между электрическими и магнитными явлениями. Работы Герца сыграли огромную роль в развитии науки и техники, способствуя появлению беспроволочного телеграфа, радиосвязи, радиолокации, телевидения. Германский физик В.-К. Рентген (1845-1923) открыл в 1895 г. невидимые x-лучи (рентгеновское излучение). Рентген стал первым физиком, удостоенным Нобелевской премии.
Присуждение Нобелевских премий за наиболее выдающиеся работы в области физики, химии, физиологии и медицины началось с 1901 г.
Их учредителем был А. Б. Нобель, шведский химик (изобретатель динамита) и промышленник, который завещал своё состояние для организации специального фонда, из которого до сих пор выплачиваются премии за научные открытия, произведения литературы, а также за деятельность по укреплению мира.
| Рентгеновский снимок руки, сделанный В.-К. Рентгеном |
Англичанин А. Беккерель открыл в 1896 г. явление радиоактивности, важнейший вклад в дальнейшее исследование которого внесли французский физик Пьер Кюри (1859-1906) и его жена Мария Склодовская-Кюри (1867-1934). Они открыли первые радиоактивные элементы — полоний (назван в честь Польши — родины М. Кюри) и радий. В 1903 г. все трое были удостоены Нобелевской премии. М. Кюри стала в 1906 г. первой женщиной-профессором Парижского университета; в 1911 г.
она стала первым в мире учёным, получившим Нобелевскую премию в области химии. Материал с сайта http://doklad-referat.ru
| Мария и Пьер Кюри |
| А. Эйнштейн |
В начале XX в. свои первые открытия сделал Э. Резерфорд (1871-1937). В ходе своих исследований он открыл сложное строение атома и заложил основы учения о радиоактивности. В 1911 г. Резерфорд предложил первую электронную модель атома. Германский физик М. Планк (1858-1947) в 1900 г. выяснил, что световая энергия передаётся не путём непрерывного излучения, а отдельными порциями, которые получили название кванты. Введение этой величины положило начало эпохе новой, квантовой, физики. Датский физик Н. Бор (1885-1962) применил идею квантовой энергии Планка к изучению атомного ядра.
В 1913 г. он предложил свою модель атома, положив начало квантовой атомной теории. Его исследования внесли большой вклад в изучение ядерных реакций.
Важнейший этап в развитии физики и естествознания в целом связан с деятельностью Альберта Эйнштейна (1879-1955). В 1905 г. появилась его первая статья с изложением специальной теория относительности. После переезда в Берлин Эйнштейн завершил создание общей теории относительности и продвинул вперед квантовую теорию излучения.
В ходе своего развития физика больше, чем любая другая наука, показала относительность всех устоявшихся прежде понятий классической науки и несостоятельность представлений об абсолютной достоверности научных знаний.
На этой странице материал по темам:Квантовая физика в 19 начале 20 века
| Регулярная статья | |
Его отец, Герман Эйнштейн, был владельцем фирмы, торговавшей электрооборудованием, мать, Паулина Эйнштейн, занималась домашним хозяйством. В 1880 году семейство Эйнштейнов перебралось в Мюнхен , где в 1885 году Альберт стал учеником католической начальной школы. В 1888 году он поступил в Луитпольдовскую гимназию (Luitpold Gymnasium).
В статье «Зависит ли инерция тела от содержания в нем энергии» Эйнштейн впервые ввел в физику формулу соотношения между массой и энергией, а в 1906 году записал ее в виде формулы Е=mc2. Она лежит в основе релятивистского принципа сохранения энергии, всей ядерной энергетики.
Теория Эйнштейна впервые в науке обосновывала связь между геометрией пространства-времени и распределением массы во Вселенной. Новая теория основывалась на теории тяготения Ньютона.
Этико-гуманистические идеалы Эйнштейна реализовались в его общественной деятельности. В 1914 году Эйнштейн выступил против немецких «патриотов» и в ходе первой мировой войны подписал антивоенный манифест немецких профессоров-пацифистов. В 1919 году Эйнштейн подписал пацифистский манифест Ромена Роллана и с целью предотвращения войн выдвинул идею создания мирового правительства.
Они поженились в 1903 году, несмотря на жестокое противодействие его родителей. От этого брака у Эйнштейна было два сына: Ганс-Альберт (1904-1973) и Эдуард (1910-1965). В 1919 году супруги развелись. В том же году Эйнштейн вступил в брак со своей двоюродной сестрой Эльзой, вдовой с двумя детьми. Эльза Эйнштейн скончалась в 1936 году.| Альберт Эйнштейн | |
| Albert Einstein | |
| Род деятельности: | |
|---|---|
| Дата рождения: | |
| Место рождения: | |
| Гражданство: | |
| Дата смерти: | |
| Место смерти: | |
| Награды и премии: | Нобелевская премия по физике (1921) |
Эйнштейн, Альберт (Einstein, Albert; 1879, Ульм , Германия , — 1955, Принстон, США) — физик-теоретик, один из основателей современной физики, создатель теории относительности, один из творцов квантовой теории и статистической физики.
Ранние годы
Родился в городке Ульм в земле Вюртемберг в нерелигиозной еврейской семье. Его отец, Герман Эйнштейн, занимался торговлей, затем открыл небольшой электрохимический заводик, которым руководил с переменным успехом. Мать звали Полина Кох. Была младшая сестра Мария.
С детства интересовался природными явлениями; в 12 лет прочёл книгу по геометрии и увлёкся математикой на всю жизнь. В то же время он увлёкся религией но в те времена религия считалась несовместимой с научным мировоззрением, и религиозность Эйнштейна прошла. В немецкой школе Альберту не нравилось, а он не нравился учителям. Его наставником в математике и философии стал друг семьи студент-медик Макс Талмуд.
Его отец перенёс производство в Мюнхен , туда же переселилась семья. В 1894 году, потерпев неудачу в Мюнхене, Эйнштейн-старший переехал в Милан , чтобы работать вместе с родственником. Альберт остался в пансионе до окончания школы. В возрасте 16 лет он сбежал оттуда к родителям. Он подал прошение о поступлении в Швейцарскую федеральную политехническую школу в Цюрихе . Поскольку у него не было аттестата об окончании школы, пришлось сдавать очень жёсткие экзамены. Он провалил французский, химию и биологию, но математику и физику сдал так, что ему разрешили поступление при условии, что сначала он закончит школу.
Он поступил в специальную частную школу в швейцарском городке Аррау. Тогда же отказался от немецкого гражданства, чтобы не попасть на военный учёт в Германии.
В 1896 году поступил в Швейцарскую федеральную политехническую школу, окончил в 1900 г. В университете он подружился с Марселем Гроссманом и встретил свою первую жену Милеву Марич, которая училась там физике. Единственный из четырёх выпускников 1900 года по своей специальности, он не получил работу в Политехникуме (помешал профессор Вербер, имевший на него зуб). Он принял швейцарское гражданство и занимался репетиторством, не имел средств. Его отец обанкротился.
В 1902 г. по рекомендации отца Марселя Гроссмана поступил на службу техническим экспертом в патентное бюро (Берн), поскольку ни в какой университет его на работу не взяли. Продолжал заниматься теоретической физикой в свободное время. В 1903 году женился на Милеве Марич (его отец перед смертью согласился на его брак с христианкой). У них были два сына.
Первые открытия в физике
Вторая статья — «Об одной эвристической точке зрения, касающейся возникновения и превращения света» — трактует свет как поток квантов (фотонов), обладающих корпускулярными и волновыми свойствами, и вводит понятие фотона как образования, имеющего характеристики частицы и поля. Он основал фотонную теорию света (фотоэффекта), за которую получил Нобелевскую премию в 1921 году.
Третья статья — «К электродинамике движущихся сред» — содержала основы специальной теории относительности. Эйнштейн ввел в физику новые понятия о пространстве, времени и движении, отбросив концепцию абсолютного пространства и абсолютного времени Ньютона и «теорию мирового эфира». Пространство и время обрели статус единой реальности (пространство-время), связанной с движением физических тел и полей.
Классическая механика при этом не отвергалась, а включалась в новую теорию как ее предельный случай. Из теории следовал вывод: все физические законы должны быть одинаковыми в системах, движущихся друг относительно друга прямолинейно и равномерно. Физические величины, ранее считавшиеся абсолютными (масса, длина, интервал времени), в действительности оказались относительными — зависимыми от относительной скорости движения объекта и наблюдателя. При этом скорость света оказалась постоянной, независимой от скорости движения других объектов (что уже было известно из эксперимента Майкельсона -Морли 1881 года и не укладывалось в представления классической физики Ньютона).
В том же 1905 г. в статье «Зависит ли инерция тела от содержания в нем энергии» Эйнштейн впервые ввел в физику формулу соотношения между массой (m) и энергией (Е), а в 1906 г. записал ее в виде Е=mc² , где (с) представляет собой скорость света. Она лежит в основе релятивистского принципа сохранения энергии, всей ядерной энергетики.
У теории относительности были предшественники — фрагменты её содержатся в работах Анри Пуанкаре и Хендрика Лоренца, но Эйнштейн первым собрал вместе и систематизировал научные представления об этом. Теория относительности несколько лет игнорировалась научным сообществом. Первым, кто понял её, был Макс Планк, который стал помогать Эйнштейну и организовал для него приглашения на научные конференции и преподавательские должности.
Переход к профессиональной научной деятельности
В 1906 г. Эйнштейн защитил докторскую диссертацию, обобщив работы по броуновскому движению. В 1907 г. он создал квантовую теорию теплоемкости. С 1908 г. Эйнштейн стал приват-доцентом Бернского университета, в 1909 г. — экстраординарным профессором Цюрихского университета, в 1911 г. — ординарным профессором Немецкого университета в Праге , в 1912 г. — профессором Цюрихского политехникума (в котором ранее учился).
В 1914 г., несмотря на происки антисемитов, по приглашению Макса Планка был утвержден директором Института кайзера Вильгельма, профессором Берлинского университета, членом Прусской академии наук в Берлине . В 1916 г. Эйнштейн предсказал явление индуцированного (вынужденного) излучения атомов, лежащее в основе квантовой электроники. Теория Эйнштейна о вынужденном, упорядоченном (когерентном) излучении привела к открытию лазеров.
В 1917 г. Эйнштейн завершил создание общей теории относительности , концепции, обосновывающей распространение принципа относительности на системы, двигающиеся с ускорением и криволинейно друг относительно друга. Теория Эйнштейна впервые в науке обосновывала связь между геометрией пространства-времени и распределением массы во Вселенной. Новая теория основывалась на теории тяготения Ньютона. Его предсказание отклонения света звёзд в гравитационном поле Солнца было подтверждено британской командой ученых в момент солнечного затмения в 1919 году.
Современная физика экспериментально обосновала специальную теорию относительности. На ее основе, например, создаются ускорители элементарных частиц. Принципиальное обоснование получила и общая теория относительности. Ее гипотеза об отклонении света под влиянием силы тяготения Солнца была подтверждена еще в 1919 г. группой английских астрономов. За открытие законов фотоэффекта и труды по теоретической физике Эйнштейн в 1921 г. получил Нобелевскую премию . В 1924-25 гг. Эйнштейн внес большой вклад в разработку квантовой статистики Бозе, которая ныне именуется статистикой Бозе-Эйнштейна.
Личные проблемы
Из-за постоянных разъездов и материальных проблем семейная жизнь Эйнштейна испортилась. В 1919 году он развёлся с женой (по договору о разводе, он уступил ей, в частности, права на Нобелевскую премию в случае, если она когда-либо будет получена). Тогда же он начал встречаться со своей двоюродной сестрой Эльзой Лёвенталь, на которой впоследствии женился.
В 1915 году, когда Эйнштейн читал цикл лекций в Гёттингене , в теории относительности существовали незавершённые места, требовавшие математической доработки. Слушавший лекции Давид Гильберт сделал эту работу и опубликовал свои результаты раньше Эйнштейна. Двое учёных некоторое время конфликтовали из-за научного приоритета, но потом подружились.
Отъезд в США
В 1920-30-х гг. он был знаменит, особенно за рубежом. Он много ездил по миру, контактируя с коллегами и читая лекции в различных университетах, а ткже занимался общественно-политической деятельностью, помогая социалистам , пацифистам и сионистам .
В 1930 году его старший сын Эдуард заболел шизофренией и попал в больницу на всю оставшуюся жизнь.
Детство и начальное образование
Альберт Эйнштейн родился 14 марта 1879 в старинном немецком городе Ульме, в Германии но через год семья переселилась в Мюнхен, где отец Альберта, Герман Эйнштейн, и дядя Якоб организовали небольшую компанию «Электротехническая фабрика Я. Эйнштейна и К°». Вначале дела компании, занимавшейся усовершенствованием приборов дугового освещения, электроизмерительной аппаратурой и генераторами постоянного тока, шли довольно успешно. Но в 90-х гг. 19 в., в связи с расширением строительства крупных электроцентралей и линий дальних электропередач, возник целый ряд мощных электротехнических фирм. Надеясь спасти компанию, братья Эйнштейны в 1894 перебрались в Милан, однако через два года, не выдержав конкуренции, компания прекратила свое существование.
Дядя Якоб уделял много времени маленькому племяннику. «Я помню, например, что теорема Пифагора была мне показана моим дядей еще до того, как в мои руки попала священная книжечка по геометрии», — так Эйнштейн в воспоминаниях, относящихся к 1945, говорил об учебнике евклидовой геометрии. Часто дядя задавал мальчику математические задачи, и тот «испытывал подлинное счастье, когда справлялся с ними».
Родители отдали Альберта сначала в католическую начальную школу, а затем в мюнхенскую классическую гимназию Луитпольда, известную как прогрессивное и весьма либеральное учебное заведение, но которую он так и не окончил, переехав вслед за семьей в Милан. И в школе, и в гимназии Альберт Эйнштейн приобрел не лучшую репутацию. Чтение научно-популярных книг породило у юного Эйнштейна, по его собственному выражению, «прямо-таки фантастическое свободомыслие». В своих воспоминаниях физик-теоретик Макс Борн писал: «Уже в ранние годы Эйнштейн показал неукротимую волю к независимости. Он ненавидел игру в солдаты, потому что это означало насилие». Позже А. Эйнштейн говорил, что людям, которым доставляет удовольствие маршировать под звуки марша, головной мозг достался зря, они вполне могли бы довольствоваться одним спинным.
Первый год в Швейцарии
В октябре 1895 шестнадцатилетний Альберт Эйнштейн пешком отправился из Милана в Цюрих, чтобы поступить в Федеральную высшую техническую школу — знаменитый Политехникум, для поступления в который не требовалось свидетельства об окончании средней школы. Блестяще сдав вступительные экзамены по математике, физике и химии, он, однако, с треском провалился по другим предметам. Ректор Политехникума, оценив незаурядные математические способности Эйнштейна, направил его для подготовки в кантональную школу в Аарау (в 20 милях к западу от Цюриха), которая в то время считалась одной из лучших в Щвейцарии. Год, проведенный в этой школе, которой руководил серьезный ученый и прекрасный педагог А. Таухшмид, оказался и очень полезным, и — по контрасту с казарменной обстановкой в Пруссии — приятным.
Учеба в Политехникуме
Выпускные экзамены в Аарау Альберт Эйнштейн сдал вполне успешно (кроме экзамена по французскому языку), что дало ему право на зачисление в Политехникум в Цюрихе. Кафедру физики там возглавлял профессор В. Г. Вебер, прекрасный лектор и талантливый экспериментатор, занимавшийся в основном вопросами электротехники. Поначалу он очень хорошо принял Эйнштейна, но в дальнейшем отношения между ними осложнились настолько, что после окончания учебы Эйнштейн некоторое время не мог устроиться на работу. В какой-то мере это объяснялось чисто научными причинами. Отличаясь консерватизмом взглядов на электромагнитные явления, Вебер не принимал теории Максвелла, представлений о поле и придерживался концепции дальнодействия. Его студенты узнавали прошлое физики, но не ее настоящее и, тем более, будущее. Эйнштейн же изучал труды Максвелла, был убежден в существовании всепроникающего эфира и размышлял о том, как на него действуют различные поля (в частности, магнитное) и как можно экспериментально обнаружить движение относительно эфира. Он тогда не знал об опытах Майкельсона и независимо от него предложил свою интерференционную методику.
Но опыты, придуманные Альбертом Эйнштейном, со страстью работавшим в физическом практикуме, не имели шансов осуществиться. Преподаватели недолюбливали строптивого студента. «Вы умный малый, Эйнштейн, очень умный малый, но у вас есть большой недостаток — вы не терпите замечаний», — сказал ему как-то Вебер, и этим определялось многое.
Бюро патентов. Первые шаги к признанию
После окончания Политехникума (1900) молодой дипломированный преподаватель физики (Эйнштейну шел тогда двадцать второй год) жил в основном у родителей в Милане и два года не мог найти постоянной работы. Только в 1902 он получил наконец, по рекомендации друзей, место эксперта в федеральном Бюро патентов в Берне. Незадолго до этого Альберт Эйнштейн сменил гражданство и стал щвейцарским подданным. Через несколько месяцев после устройства на работу он женился на своей бывшей цюрихской однокурснице Милеве Марич, родом из Сербии, которая была на четыре года старше его. В Бюро патентов, которое Эйнштейн называл «светским монастырем», он проработал семь с лишним лет, считая эти годы самыми счастливыми в жизни. Должность «патентного служки» постоянно занимала его ум различными научными и техническими вопросами, но оставляла достаточно времени для самостоятельной творческой работы. Ее результаты к середине «счастливых бернских лет» составили содержание научных статей, которые изменили облик современной физики, принесли Эйнштейну мировую славу.
Броуновское движение
Первая из этих статей — «О движении взвешенных в покоящейся жидкости частиц, вытекающем из молекулярно-кинетической теории», вышедшая в 1905, — была посвящена теории броуновского движения. Это явление (непрерывное беспорядочное зигзагообразное движение частичек цветочной пыльцы в жидкости), открытое в 1827 английским ботаником Робертом Броуном, уже получило тогда статистическое объяснение, но теория Эйнштейна (который не знал предшествующих работ по броуновскому движению) имела законченную форму и открывала возможности количественных экспериментальных исследований. В 1908 эксперименты Ж. Б. Перрена полностью подтвердили теорию Эйнштейна, что сыграло важную роль для окончательного становления молекулярно-кинетических представлений.
Кванты и фотоэффект
В том же 1905 вышла и другая работа Эйнштейна — «Об одной эвристической точке зрения на возникновение и превращение света». За пять лет до этого Макс Планк показал, что спектральный состав излучения, испускаемого горячими телами, находит объяснение, если принять, что процесс излучения дискретен, то есть свет испускается не непрерывно, а дискретными порциями определенной энергии. Эйнштейн выдвинул предположение, что и поглощение света происходит теми же порциями и что вообще «однородный свет состоит из зерен энергии (световых квантов),… несущихся в пустом пространстве со скоростью света». Эта революционная идея позволила Эйнштейну объяснить законы фотоэффекта, в частности, факт существования «красной границы», то есть той минимальной частоты, ниже которой выбивания светом электронов из вещества вообще не происходит.
Идея квантов была применена Альбертом Эйнштейном и к объяснению других явлений, например, флуоресценции, фотоионизации, загадочных вариаций удельной теплоемкости твердых тел, которые не могла описать классическая теория.
Работы Эйнштейна, посвященные квантовой теории света, были удостоены в 1921 Нобелевской премии.
Частная (специальная) теория относительности
Наибольшую известность А. Эйнштейну все же принесла теория относительности, изложенная им впервые в 1905, в статье «К электродинамике движущихся тел». Уже в юности Эйнштейн пытался понять, что увидел бы наблюдатель, если бы бросился со скоростью света вдогонку за световой волной. Теперь Эйнштейн решительно отверг концепцию эфира, что позволило рассматривать принцип равноправия всех инерциальных систем отсчета как универсальный, а не только ограниченный рамками механики.
Эйнштейн выдвинул удивительный и на первый взгляд парадоксальный постулат, что скорость света для всех наблюдателей, как бы они ни двигались, одинакова. Этот постулат (при выполнении некоторых дополнительных условий) приводит к полученным ранее Хендриком Лоренцом формулам для преобразований координат и времени при переходе из одной инерциальной системы отсчета в другую, движущуюся относительно первой. Но Лоренц рассматривал эти преобразования как вспомогательные, или фиктивные, не имеющие непосредственного отношения к реальному пространству и времени. Эйнштейн понял реальность этих преобразований, в частности, реальность относительности одновременности.
Таким образом, принцип относительности, установленный для механики еще Галилеем, был распространен на электродинамику и другие области физики. Это привело, в частности, к установлению важного универсального соотношения между массой М, энергией Е и импульсом Р: E 2 = М 2 c 4 + P 2 с 2 (где с — скорость света), которое можно назвать одной из теоретических предпосылок использования внутриядерной энергии.
Профессорская деятельность. Приглашение в Берлин. Общая теория относительности
В 1905 Альберту Эйнштейну было 26 лет, но его имя уже приобрело широкую известность. В 1909 он избран профессором Цюрихского университета, а через два года — Немецкого университета в Праге.
В 1912 Эйнштейн возвратился в Цюрих, где занял кафедру в Политехникуме, но уже в 1914 принял приглашение переехать на работу в Берлин в качестве профессора Берлинского университета и одновременно директора Института физики. Германское подданство Эйнштейна было восстановлено. К этому времени уже полным ходом шла работа над общей теорией относительности. В результате совместных усилий Эйнштейна и его бывшего студенческого товарища М. Гроссмана в 1912 появилась статья «Набросок обобщенной теории относительности», а окончательная формулировка теории датируется 1915. Эта теория, по мнению многих ученых, явилась самым значительным и самым красивым теоретическим построением за всю историю физики. Опираясь на всем известный факт, что «тяжелая» и «инертная» массы равны, удалось найти принципиально новый подход к решению проблемы, поставленной еще Исааком Ньютоном: каков механизм передачи гравитационного взаимодействия между телами и что является переносчиком этого взаимодействия.
А. Эйнштейна обеспечила ему всемирную славу еще при жизни. Спустя шестьдесят лет после его смерти, мир по-прежнему восхищается глубиной теорий и смелостью предположений ученого.
Однако все чаще можно слышать вопрос о том, как зовут Эйнштейна? Возможно, это связано с тем, что его имя никогда не было на слуху, оставаясь только буквой «А» с точкой, или же людей вводит в заблуждение большое количество известных персон с такой фамилией. Давайте разберемся, кто такой Эйнштейн, как его звали, какой вклад он внес в развитие современной науки и какие курьезные ситуации происходили с его участием.
Краткая биография ученого
Будущий физик был рожден в Германии в 1879 году в семье евреев. Герман — вот, как звали отца Альберта Эйнштейна, а имя матери — Паулина. Как вы уже догадались, малыша родители назвали Альбертом. Интересно то, что в детстве Эйнштейна нельзя было назвать вундеркиндом. Учился он плохо (может быть потому, что ему было скучно), со сверстниками общался неохотно, а непропорционально большая голова наталкивала окружающих на мысли об уродстве мальчика.
Отставание в изучении гимназических премудростей привело к тому, что преподаватели считали Альберта глупым, а одноклассники позволяли себе над ним смеяться. Наверное, впоследствии их очень удивили его достижения и то, что весь мир узнал, как зовут Эйнштейна.
Несмотря на то, что юноше даже не удалось окончить гимназию, и с первой попытки поступить в техникум в Цюрихе, он все же проявил настойчивость, и был зачислен в группу учащихся. Правда, программа казалось ему неинтересной, и вместо занятий Альберт предпочитал сидеть в кафе и читать журналы с новейшими научными статьями.
Первая работа и интерес к науке
Окончив с горем пополам техникум, и получив диплом, Альберт стал экспертом в патентном бюро. Работа была довольно легкой для него, так как оценить технические характеристики Эйнштейну удавалось буквально за минуты. Освободившееся время он уделял разработке своих собственных теорий, благодаря которым через несколько лет все научное сообщество узнало, как зовут Эйнштейна, и познакомилось с его теориями.
Признание в мире науки
После получения докторской степени (философия наук) в 1905 году, Альберт принимается за активную научную деятельность. Его публикации о теории фотоэффекте и частной вызвали взрывную и неоднозначную реакцию. Бурные обсуждения, критика и даже притеснения на почве антисемитизма — все это часть биографии Эйнштейна. Кстати, именно из-за своего происхождения Альберту пришлось выехать в Америку.
Благодаря своим революционным и гениальным разработкам, ученый быстро занял высокое положение в американском научном мире и получил возможность уделять такой любимой им науке столько времени, сколько хотел.
Награждение премией Нобеля
Ученый получил эту престижнейшую премию за то, что ему удалось теоретически объяснить природу фотоэффекта. Им было выдвинуто объяснение существования фотонов.
Благодаря работе Эйнштейна, квантовая теория получила мощнейший толчок к развитию. Настолько значимый, что и в наши дни многие люди прекрасно знакомы с его работами, знают, как зовут Эйнштейна.
Как известно, Нобелевская премия — это внушительная денежная сумма. Когда Альберт получил ее, он передал все деньги своей бывшей жене. Таким был их уговор, так как при разводе Эйнштейн не имел возможности выплатить ей причитающиеся алименты.
Знакомство Эйнштейна с Мэрилин Монро
Огромная популярность ученого и кинодивы в середине 50-х годов прошлого века привела к распространению сплетен об их романе. Мэрилин и ее творчество были знакомы практически каждому, также многие знали, как звать Эйнштейна (хотя и не могли точно описать суть его достижений). Кроме того, известно, что эти знаменитости питали друг к другу симпатию и взаимное уважение.
Отношение Эйнштейна к войне
Ученый был пацифистом, борцом за равенство и противником расизма. Будучи сам жертвой гонений, он всегда выступал против идей нацизма.
Им неоднократно было приведено сравнение между судьбами чернокожих в Америке и евреев в Германии. Известна его фраза о том, что, в конечном счете, все мы остаемся людьми. Независимо от того, кем он являлся и как называли Эйнштейна, он всегда оставался борцом за гражданские права.
Известно высказывание ученого о том, что если всего 2% юношей страны не будут нести обязательную военную службу, у правительства не окажется средств для противостояния (тюрьмы не смогут вместить такое количество людей). Результатом стало масштабное молодежное движение, выступающее против войны. Разделяющие эти взгляды, прикалывали к одежде значки, на которых было написано «2%».
Несколько фактов о мозге Эйнштейна
Учитывая то, насколько известным был гениальный ученый, не вызывает удивления, что после смерти его мозг планировали досконально изучать. Грандиозные планы были нарушены работником морга, проводившим вскрытие. Он скрылся вместе с мозгом Альберта и отказался его возвращать.
Музею в Филадельфии Mutter Museum достались более 40 снимков мыслительного органа ученого.
Интересные истории об Альберте Эйнштейне
Умер физик в 1955 году. Накануне смерти он отказался от проведения операции, заявив, что искусственное продление жизни не имеет смысла. Свои последние слова Альберт Эйнштейн произнес на немецком языке. Но они не дошли до наших дней из-за того, что медсестра, присутствовавшая при этом, не знала этот язык.
Конечно, об этом выдающемся деятеле можно написать еще сотню подобных статей, но изложенные сведения вполне могут помочь составить мнение о его личности и заслугах. Их достаточно для того, чтобы ответить на вопросы из серии: «Как звали Эйнштейна: Альберт или Виктор?».
Один из самых величайших умов двадцатого столетия. Главное научное открытие ученого – теория относительности. Частная теория относительности была сформулирована им в 1905 году, а общая десять лет спустя. Об научных открытиях ученого можно было бы написать целую книгу, но к сожалению, у нас нет такой возможности.
Эйнштейн получил мировое признание еще при жизни. Альберт стал обладателем Нобелевской премии в области физики. Почетная награда досталась ученому за теоретическое объяснение фотоэффекта. В своей теории он объяснил существование фотонов, так называемых квантов света. Теория имела большое практическое значение, и оказала большое влияние на развитие квантовой теории. Теории ученого необычайно трудны для понимания и восприятия, но их фундаментальность можно сравнить разве что с открытиями . Уникальность Эйнштейна заключается в том, что авторство его открытий неоспоримо. Мы, знаем, что зачастую многие открытия ученые совершали сообща, зачастую сами того не ведая. Так, например, было с , Чейном и Флори, которые сообща открыли пенициллин, так было с и Ньепсом и многими другими. А с Эйнштейном было не так.
Биография Эйнштейна очень интересна и полна занимательных фактов. Альберт родился в Германии в городе Ульм в 1879 году. Среднюю школу он закончил в соседней Швейцарии, и вскоре получил швейцарское подданство. В 1905 году в университете Цюриха молодой человек получил докторскую степень в области философских наук. В это время активно разворачивается его научная деятельность. Он публикует ряд работ: теория броуновского движения, фотоэффект и частная теория относительности. Вскоре эти доклады станут визитной карточкой Альберта, мир признает в своем современнике гения, блестящего и перспективного ученого. Теории ученого всколыхнут научную общественность, вокруг его теорий разгорятся нешуточные полемики. Не один ученый в мире, не подвергался такому обсуждению и такой критике. В 1913 году Альберт стал профессором Берлинского университета и института физики кайзера Вильгельма, а так же членом Прусской академии наук.
Новые должности позволяли ему заниматься наукой в любое время в любом количестве. Вряд ли немецкое правительство когда-либо сожалело о своей благосклонности к ученому. Пройдет несколько лет, и он будет удостоен Нобелевской премии, возвысив престиж немецкой науки до небес. В 1933 году Эйнштейн переезжает в США, в штат Нью-Джерси, в город Принстон. Через семь лет он получит гражданство. Умер великий ученый в 1955 году. Эйнштейн всегда интересовался политикой, был в курсе всех . Он являлся убежденным пацифистом, противником политической тирании, и в то же время был сторонником сионизма. Говорят, что в вопросах одежды он всегда был индивидуалистом, современники отмечали у него отличное чувство юмора, природную скромность и недюжие таланты. Альберт прекрасно играл на скрипке.
60 лучших цитат о физике известных ученых
Физика, что также означает «знание природы», является предметом науки, изучающим материю, ее движение и действие в пространстве и времени в природе.
Первая и главная важная задача физики — понять, как функционирует Вселенная, и помочь в совершении новых открытий с течением времени. Физика — один из самых важных предметов и областей изучения, который подпитывает большую часть работы, которую мы выполняем с помощью современных машин.
Сегодня мы живем в мире, где физика изменила нашу жизнь. Две самые важные вещи в физике: генерировать фундаментальные знания, необходимые для технологических разработок, которые облегчают и автоматизируют нашу работу, ее связь с такими областями, как инженерия, компьютерные исследования, космические путешествия, химия и биомедицинские исследования. Цитаты из физики нравятся всем! Мы составили список важных цитат из физики, включая цитаты известных ученых, которые вам обязательно понравятся!
Если вам интересен наш контент, вы также можете ознакомиться с забавными научными цитатами и цитатами о Вселенной.
Знаменитые цитаты из физиков таких физиков, как Ричард П. Фейнман
Популярные цитаты из физики не теряются во времени. Вот несколько гениальных цитат всемирно известных ученых-физиков, которые заставят вас влюбиться в физику.
1. «Энергия — это освобожденная материя, материя — это энергия, ожидающая своего появления».
— Билл Брайсон.
2. «Вселенная не только более странная, чем мы думаем, она более странная, чем мы можем себе представить».
— Вернер Гейзенберг.
3.«Неважно, насколько красива твоя теория, неважно, насколько ты умен. Если это не согласуется с экспериментом, это неправильно».
— Ричард П. Фейнман.
4. «Законы физики — это холст, который Бог положил, чтобы нарисовать свой шедевр»
— Дэн Браун.
5. «Физики пришли к выводу, что математика, если пользоваться ею с достаточной осторожностью, — это проверенный путь к истине».
— Брайан Грин.
6. «Энергия — это освобожденная материя.
— Билл Брайсон.
7. «Если Вселенная — это искусственная симуляция, то математика — это ее код, а физик — это программист».
— Шубхам Санап.
8. «Теоретическая физика — развлекательная ветвь физики».
— Халид Масуд.
9. «Изучение физики — это тоже приключение. Вы найдете это сложным, иногда разочаровывающим, иногда болезненным, а часто и щедро вознаграждающим».
— Хью Д. Янг.
10.«Материя — это энергия, ожидающая своего появления».
— Билл Брайсон.
Лучшие научные цитаты известных ученых, таких как Стивен Хокинг. Вот несколько цитат ученых, которые вам обязательно понравятся!
11. «Я считаю, что ученый, занимающийся ненаучными проблемами, такой же тупой, как и любой другой парень».
— Ричард П. Фейнман.
12. «В большинстве случаев магии трудно спорить с физикой.
— Джим Батчер.
13. «Ученые стали носителями факела открытий в нашем стремлении к знаниям».
— Стивен Хокингс.
14. «Примитивная жизнь очень распространена, а разумная жизнь довольно редка. Кто-то скажет, что это еще не произошло на Земле».
— Стивен Хокинг.
15. «В живых существах нет ничего такого, что нельзя было бы понять с точки зрения того, что они состоят из атомов, действующих в соответствии с законами физики.
— Ричард П. Фейнман.
16. «Лучшее, чего большинство из нас может надеяться достичь в физике, — это просто неправильно понимать на более глубоком уровне».
— Вольфганг Паули.
17. «Чтобы испечь яблочный пирог с нуля, нужно сначала создать вселенную».
— Карл Саган.
18. «В глубине души природа по своей природе мирна, спокойна и прекрасна. Вселенная в целом совершенна. Хаос лежит на поверхности».
— Амит Рэй.
19.«Вселенная не только страннее, чем мы думаем, но и страннее, чем мы можем предположить».
— J.B.S. Холдейн.
20. «Вопрос релевантности стоит перед вопросом об истине, потому что вопрос об истинности или ложности утверждения предполагает, что оно релевантно».
-Дэвид Бом.
Цитаты из квантовой физики, которые вам понравятся
Квантовая теория — это то, что многие люди до сих пор не понимают и смущаются! Тем не менее, мы считаем, что следующий список цитат из физики наверняка покажется вам очень интересным.Вот несколько цитат из квантовой теории, квантовой механики и квантовой физики, которые вы никогда не забудете.
21. «Те, кто не был шокирован, впервые столкнувшись с квантовой теорией, вряд ли могли ее понять».
— Нильс Бор.
22. «Квантовая теория дает нам поразительную иллюстрацию того факта, что мы можем полностью понять связь, хотя можем говорить о ней только образами и притчами».
— Вернер Гейзенберг.
23. «Правда в том, что всех смущает квантовая физика.
— Дэвид Уолтон.
24. «Протоны придают атому индивидуальность, электроны — индивидуальность».
— Билл Брайсон.
25. «Функции квантового внимания — ключ к квантовому машинному обучению».
— Амит Рэй.
26. «Если вы не совсем запутались в квантовой механике, вы ее не понимаете».
— Джон Уилер.
27. «Квантовая физика учит нас, что мы можем одновременно существовать во многих местах при определенных условиях.
— Амит Рэй.
28. «На атомном уровне материя даже не существует с уверенностью; оно существует только как тенденция к существованию».
— Брюс Х. Липтон.
29. «Функции квантового внимания — это мосты между ментальным и физическим».
— Амит Рэй.
30. «Сами атомы или элементарные частицы не реальны; они образуют скорее мир потенциальностей или возможностей, чем мир вещей или фактов».
— Вернер Гейзенберг.
Знаменитые цитаты Альберта Эйнштейна
Эйнштейн был настоящим гением, известным своим вкладом в развитие общества. Вот некоторые популярные цитаты из физиков вдохновителя, который обнаружил, исследовал и теоретизировал теорию относительности.
31. «Эта глубокая эмоциональная убежденность в присутствии высшей разумной силы, проявляющейся в непостижимой вселенной, формирует мое представление о Боге».
— Альберт Эйнштейн.
32. «Самый важный инструмент физика-теоретика — его мусорная корзина.
— Альберт Эйнштейн.
33. «Самое прекрасное, что мы можем испытать, — это таинственное. Это источник всего истинного искусства и науки».
— Альберт Эйнштейн.
34. «Физика по своей сути является интуитивной и конкретной наукой. Математика есть только средство для выражения законов, управляющих явлениями».
— Альберт Эйнштейн.
35. «Такие люди, как мы, верящие в физику, знают, что различие между прошлым, настоящим и будущим — лишь упорно живучая иллюзия.
— Альберт Эйнштейн.
36. «Две вещи бесконечны: вселенная и человеческая глупость; и я не уверен насчет вселенной».
— Альберт Эйнштейн.
37. «Чем успешнее квантовая теория, тем глупее она выглядит».
— Альберт Эйнштейн.
38. «Бог не играет в кости со вселенной».
— Альберт Эйнштейн.
39. «Я думаю, что у частицы должна быть отдельная реальность, независимая от измерений. То есть электрон имеет спин, местоположение и т. д., даже если он не измеряется.Мне нравится думать, что луна там, даже если я не смотрю на нее».
Альберт Эйнштейн.
40. «Самое непостижимое в мире то, что он постижим».
— Альберт Эйнштейн.
Незабываемые цитаты Галилея
Как говорится, «Старое на вес золота». Галилей — один из величайших ученых, которому иногда приписывают изобретение физики. Он нашел множество деталей и особенностей, связанных с планетами и космическими объектами, захватывающими. У него есть большие открытия под его именем, которые принесли ему печально известную репутацию!
41.«Измеряйте то, что можно измерить, и делайте измеримым то, что измерить нельзя».
— Галилео Галилей.
42. «Отрицая научные принципы, можно утверждать любой парадокс».
— Галилео Галилей.
43. «Млечный Путь — это не что иное, как масса бесчисленных звезд, собранных вместе в скопления».
— Галилео Галилей.
44. «Наука исходит больше из того, что она научилась игнорировать, чем из того, что она принимает во внимание».
— Галилео Галилей.
45. «Отрицая научные принципы, можно утверждать любой парадокс».
— Галилео Галилей.
46. «Нельзя ничему научить человека; вы можете только помочь ему найти это внутри себя».
— Галилео Галилей.
47. «В вопросах науки авторитет тысячи не стоит смиренных рассуждений одного человека».
— Галилео Галилей.
48. «Бесконечность и неделимое превосходят наше конечное понимание, первое из-за их величины, последнее из-за их малости; Представьте, что они представляют собой, когда они объединены.
— Галилео Галилей.
49. «Меня раздражает, когда они ограничивают науку авторитетом Писания, но при этом не считают себя обязанными отвечать разуму и эксперименту».
— Галилео Галилей.
50. «Я думаю, что при обсуждении естественных проблем надо начинать не с Писаний, а с опытов и доказательств».
— Галилео Галилей.
Забавные цитаты из физики, которые заставят вас смеяться
Вот несколько забавных цитат из физики, которые точно вас поразят!
51.«В чем дело? Что такое антивещество? Это антивещество?
— Уэс Нискер.
52. «Физика на самом деле не что иное, как поиск предельной простоты, но пока все, что у нас есть, — это своего рода элегантный беспорядок».
— Билл Брайсон.
53. «Пространство-время говорит материи, как двигаться; материя сообщает пространству-времени, как искривляться».
— Джон Арчибальд Уиллер.
54. «Ронану не нужна была физика. Он мог заставить даже кусок фанеры делать то, что хотел.
— Мэгги Стивфатер.
55. «Многие физики в наши дни звучат как Дельфийский оракул — с уравнениями».
— Джон Двенадцать Ястребов.
56. «В теории относительности Эйнштейна наблюдатель — это человек, который отправляется на поиски истины, вооруженный мерной рейкой. В квантовой теории он отправляется с решетом».
— Сэр Артур Эддингтон.
57. «Я не люблю электроны; они всегда имели негативное влияние на общество».
— Крис Липе.
58. «Дайте мне твердую опору, и я переверну землю».
— Архимед.
59. «Я мог сказать, что мои родители ненавидели меня. Моими игрушками для купания были тостер и радио».
— Родни Дэнджерфилд.
60. «Я сделал ужасную вещь, я постулировал частицу, которую
нельзя обнаружить».
— Вольфганг Паули.
Здесь, в Kidadl, мы тщательно создали множество интересных семейных цитат, которые понравятся всем! Если вам понравились наши предложения для цитат по физике, почему бы не взглянуть на забавные математические цитаты или цитаты из «Странной науки».
Нет Общение: как отправить сообщение, не отправляя вообще ничего
Мы соединяемся друг с другом через частицы. Звонки и тексты летят на световых бликах, веб-сайты и фотографии загружаются электронами. Все общение, по сути, физическое. Информация записывается и транслируется на реальных объектах, даже на тех, которые мы не видим.
Физики также соединяются с миром, когда общаются с ним. Они направляют вспышки света на частицы или атомы и ждут, пока этот свет сообщит об этом.Свет взаимодействует с частицами материи, и то, как это взаимодействие меняет свет, раскрывает одно или два свойства частиц, хотя это взаимодействие часто также изменяет и сами частицы. Художественный термин для такого откровенного романа — измерения .
Частицы даже соединяются друг с другом с помощью других частиц. Сила электромагнетизма между двумя электронами передается частицами света, а кварки ютятся внутри протона, потому что обмениваются глюонами. Физика, по сути, изучает взаимодействия.
Информация всегда передается посредством взаимодействия, будь то между частицами или нами самими. Мы — состав частиц, которые общаются друг с другом, и мы познаем наше окружение, взаимодействуя с ними. Чем лучше мы понимаем такие взаимодействия, тем лучше мы понимаем мир и самих себя.
Физики уже знают, что взаимодействия локальны. Как и в случае с городской политикой, влияние частиц ограничивается их непосредственными границами. Тем не менее взаимодействия по-прежнему трудно описать.Физики должны рассматривать частицы как личности и добавлять сложные термины к их уединенному существованию, чтобы смоделировать их близость с другими частицами. Полученные уравнения обычно невозможно решить. Так что физикам приходится проводить аппроксимации даже для отдельных частиц, которые могут взаимодействовать друг с другом, как лодка катится по своему следу. Хотя физики дотошны, удивительно, что они вообще преуспевают. Тем не менее, их утверждения являются наиболее точными теориями, которые у нас есть.
Квантовая механика — совершенная теория частиц, поэтому она естественным образом описывает измерения и взаимодействия.За последние несколько десятилетий, когда компьютеры подтолкнули квантовую науку, теория была переформулирована, чтобы охватить и информацию. То, что квантовая механика подразумевает для измерений и взаимодействий, общеизвестно странно. Его значение для информации еще более странное.
Одно из самых странных из этих следствий опровергает материальную основу коммуникации, а также здравый смысл. Некоторые физики считают, что мы можем общаться без передачи частиц. В 2013 году физик-любитель по имени Хатим Салих даже разработал протокол вместе с профессионалами, в котором информация получается из места, куда частицы никогда не путешествуют.Информация может быть бестелесной. В конце концов, общение может быть не таким физическим.
В апреле этого года ранний выпуск короткой статьи о протоколе Салиха появился в Интернете в Proceedings of the National Academy of Sciences . Большинство из 10 авторов статьи были членами Университета науки и технологий Китая, его филиалов в Шанхае и Хэфэй. Последним автором был Цзянь-Вэй Пан, выдающийся физик, который также разработал созвездие спутников для связи с помощью квантовой механики.Недавно он использовал эту сеть для передачи запутанных частиц на расстояние 1200 километров.
Пан и его сотрудники издают более одной газеты в месяц. Но статья, которую они опубликовали в апреле, написанная в соавторстве с Юань Цао и Ю-Хуай Ли, была исключительной. Они описали эксперимент, в котором отправили черно-белое изображение китайского узла на компьютер, не передав никаких частиц.
Экстраординарные утверждения требуют экстраординарных доказательств — даже человек, чья работа заложила первоначальную основу для доказательств команды, Лев Вайдман, сомневается в их утверждении.Вайдман и другие уже десять лет спорят о том, как интерпретировать такие результаты. И их общение сейчас меняет наше понимание квантовой теории.
Физики пытаются понять, что шепчет квантовая механика о реальности и что мы можем знать о материальном мире. Теория, однако, начинает говорить. Физики теперь ставят под сомнение неопределенность, наложенную квантовой теорией, поскольку даже слабые измерения обнаруживают детали, которые когда-то считались невозможными.На карту поставлены сами понятия измерений и взаимодействий, основы информационных технологий будущего.
Потому что, если мы сможем обрабатывать информацию без частиц, мы сможем построить компьютер, который не нужно будет включать, и мы сможем общаться с абсолютной секретностью. Нечего было бы перехватывать и нечего взламывать. Эта возможность проистекает из информации, содержащейся внутри волновых функций, и из того, как воображаемое проявляется как реальное. Итак, прежде чем мы сможем развоплощать коммуникацию, мы должны дать тело квантовой теории.
Воплощение квантовой механики
Основным инструментом квантовой механики, из которого слагаются все ее причуды, является волновая функция. Каждое возможное состояние квантового объекта, каждый возможный результат его измерения есть решение уравнения Шрёдингера. Это простое уравнение похоже на то, которое описывает движущиеся волны — достаточно, чтобы сбить с толку Эрвина Шредингера, назвавшего его решения волновыми функциями — но квантовые волны абстрактны, а не реальны. В отличие от решений для океанских бурунов или звука, волновые функции всегда содержат мнимые числа.
Чтобы получить реальные ответы из этой сложной математики, физики умножают волновую функцию на отрицательную версию самой себя. Результатом является вероятность наблюдения объекта со свойствами, которые детализирует волновая функция. Сумма всех квадратов всех решений для любого квантового объекта всегда составляет 100 процентов. Уравнение Шредингера учитывает каждую возможность. Это смущает, но не удивляет.
Когда мы решаем уравнение Шредингера, чтобы предсказать местоположение частицы, обычно имеется много возможностей — так же, как и при установлении точного местоположения прибоя.Положения и траектории плохо определены в квантовой механике из-за хорошо известной дуальности частиц и волн. Но измерения дают уверенность, чего не могут волновые функции. Когда мы наблюдаем местоположение электрона, мы знаем его наверняка. Однако такое знание имеет свою цену. Когда мы знаем положение, мы не можем знать скорость. Если мы измеряем скорость, мы теряем все знания о положении. Этот гностический компромисс называется принципом неопределенности Гейзенберга. Многие другие наблюдаемые, такие как время и энергия, также несовместимы.
Одной примечательной особенностью этой математики является то, что объединение решений уравнения Шредингера для любого конкретного объекта в соответствии с их вероятностями также является возможным решением. Это называется суперпозицией, хотя это неправильное название. Один раствор не помещается поверх другого, а смешивается. И, как и в случае с соком, вкус целого превосходит то, что было добавлено.
Квантовая механика противоречит здравому смыслу, и именно поэтому суперпозиции.Мы никогда не сталкивались с ним в нашей повседневной жизни, несмотря на изменчивые вероятности и смеси правды, с которыми мы живем. Итак, чтобы понять суперпозицию, давайте рассмотрим мысленный эксперимент, который можно воплотить в жизнь. Этот пример иллюстрирует большинство странностей квантовой механики и лежит в основе реальных экспериментов, предпринятых Паном и его коллегами.
Игра света
Направьте лазер на кусок стекла, частично покрытого алюминием, как в одностороннем зеркале.Если стекло находится под углом 45 градусов к падающему свету, половина луча проходит сквозь него, а другая половина отражается перпендикулярно исходному лучу. Нет менее проторенной дороги — выбор пути, как и в квантовой механике, совершенно случаен.
Теперь установите обычное зеркало на каждом из этих путей и воссоедините лучи. Свет действует как волна, поэтому лучи интерферируют друг с другом в месте встречи, создавая рисунок ряби на флуоресцентном экране, который светится в месте удара (рис. 1).Интерференционная картина на экране выглядит так, будто кто-то провел по ней расческой — результат, эквивалентный знаменитому эксперименту с двумя щелями. Но у нашей установки есть более красивое название — интерферометр Маха — Цендера.
Предоставлено: Jen ChristiansenМы можем изменить рисунок на экране, вставив оконное стекло на пути одного луча. Стекло замедляет свет, поэтому пики и впадины его волн больше не совпадают с волнами другого луча. Определенная толщина стекла замедляет один луч ровно настолько, чтобы его пики совпадали с впадинами другого.Различные области экрана теперь становятся темными, где свет в двух лучах разрушительно мешает друг другу. Если бы мы разместили детектор фотонов в таком месте, свет не регистрировался бы.
Физики научились производить одиночные фотоны и обнаруживать их (даже глазами), поэтому часто проводят такие эксперименты с частицами, а не с лучами. Когда они направляют фотоны по одному на одностороннее зеркало, также известное как светоделитель, половина беспечно проходит сквозь него, а другая половина отражается — так же, как раньше с лучом.Для одиночных частиц ничего не меняется. Хотя по обоим путям за раз проходит только один фотон, на экране все равно возникает интерференционная картина. Мы даже можем изменить рисунок, вставив стекло. Фотоны по-прежнему ведут себя как волны. Но что каждый фотон теперь мешает с ? Ответ на этот вопрос лежит в основе квантовой механики.
Фотон не может разделить пополам и интерферировать сам с собой — мы всегда обнаруживаем фотоны целиком. Фотоны существуют как суперпозиции, так что, возможно, они идут обоими путями одновременно.Чтобы объяснить суперпозицию, авторы часто говорят, что частица существует одновременно в двух местах. Но это неправильно.
Если мы разместим детекторы на обоих возможных путях фотона, один всегда сработает, а другой нет. Если мы поместим детектор на один путь, он будет щелкать в половине случаев. Однако когда детектор регистрирует фотоны на любом пути, интерференционная картина больше не появляется на экране. Даже если мы взаимодействуем с фотонами, но позволяем им пройти, просто чтобы знать, где они находятся, паттерн все равно исчезает.Акт измерения, само приобретение знания изменяет результат. Как только мы наблюдаем частицу, она не ведет себя как волна. Свет может вести двойную жизнь, но в каждый момент времени он ведет только одну жизнь.
Шредингер считал, что волновые функции соответствуют реальным объектам. С 1926 года большинство физиков интерпретировали волновую функцию как абстрактный набор знаний, а не обитателя нашего мира. Однако в некотором смысле математика должна быть реальной.
Всякий раз, когда фотон описывается суперпозицией путей, они каким-то образом интерферируют.Если мы разрушаем суперпозицию, различая пути, интерференция всегда исчезает. Всякий раз, когда мы узнаем, по какому пути идет фотон, другой путь уже невозможен. Волновые функции детализируют возможности. Поэтому после того, как один из путей становится невозможным, волновая функция изменяется, отражая наши знания о мире. Физики говорят, что волновая функция коллапсирует. Квантовый мир тоже рушится. Суперпозиции более призрачны, чем любой из наших классических переживаний.
Взрыв
В 1993 году Авшалом Элицур и Вайдман протолкнули интерферометры от сюрреализма к абсурду, проведя мысленный эксперимент, который другие смогли бы воплотить в жизнь.Вместо флуоресцентного экрана представьте себе второй светоделитель, где пути воссоединяются (рис. 2а). Теперь разместите детектор на каждом возможном пути после разветвителя. Фотоны с одинаковой вероятностью дойдут до любого из детекторов. Снова измените один из первоначальных путей, добавив оконное стекло, чтобы на одном детекторе возникала деструктивная интерференция, а на другом — нет: фотон всегда регистрируется во втором детекторе, но никогда — в первом. Мы действительно можем это наблюдать.
Теперь разместите препятствие на одном из путей после исходного разделения.Половина фотонов поглощается, а другая половина движется беспрепятственно. Эти беспрепятственные фотоны должны пройти, как и прежде, ко второму детектору. Они не. Половина регистра в первом детекторе, который не щелкнул при наличии двух путей (рис. 2б). Помехи исчезают, потому что другой путь больше невозможен. Фотоны определенно проходят путь без препятствий, но каким-то образом они знают, что происходит на другом пути, и соответствующим образом меняют свое поведение. На самом деле фотона, появляющегося в запрещенном детекторе — всего один раз — достаточно, чтобы интуитивно понять наличие препятствия.
Элицур и Вайдман утверждали, что их мысленный эксперимент был примером нелокальности квантовой механики. Две частицы, рожденные вместе, могут существовать в суперпозиции взаимодополняющих свойств, и по мере того, как частицы расходятся по Вселенной, мы можем измерить свойство одной и мгновенно узнать другую. Эта взаимозависимость называется запутанностью. Классические объекты имеют отдаленные влияния — Луна вращается вокруг Земли, магниты притягивают металлы — но эти влияния передаются через локальные взаимодействия, перемещаясь не быстрее света.Однако частицы, разделенные вселенной, немедленно теряют свои суперпозиции. Фотоны на наших путях не имеют массы или заряда, поэтому они не излучают физических воздействий в пространстве. Кванты по-прежнему локальны. Однако каким-то образом фотон на чистом пути мгновенно узнает о препятствии на другом пути, вообще не взаимодействуя с ним. Фотон получал информацию издалека.
«Принято считать, что в отличие от классической механики, — объясняли Элицур и Вайдман, — квантовая механика накладывает жесткие ограничения на минимальное возмущение системы из-за процедуры измерения.Это не может быть правдой. Путь может быть нетронутым, но наши наблюдения изменятся. Простое присутствие препятствия на другом пути действует как измерение, передавая информацию фотонам и нам.
Деннис Габор, , разработавший голограммы, сказал, что для каждого наблюдения нужен фотон. Но свету не обязательно падать на объект, чтобы раскрыть его. Мы можем видеть, не глядя. (Это не игра-оболочка и не экстрасенсорное восприятие. Большинство фотонов в реальном мире имеют гораздо больше, чем два возможных пути, и они обычно компенсируют друг друга, оставляя прямой, кратчайший путь для света, который мы наблюдаем.Большая часть света действует так, как мы классически верим.)
Элицур и Вайдман, которые тогда работали в Тель-Авиве, представили свою идею более драматично (рис. 2b). Вместо инертного препятствия на одном пути они представили бомбу, которая должна взорваться при попадании фотона. Если фотон проходит этот путь, бомба взрывается, и мы точно знаем, что фотон там был. Если фотон движется по чистому пути, мы все равно можем различить присутствие препятствия — в данном случае бомбы — не освещая его.Фотоны на беспрепятственном пути будут регистрироваться в запретном детекторе в половине случаев, предупреждая нас о присутствии бомбы. Элицур и Вайдман назвали это измерением без взаимодействия. Сэр Роджер Пенроуз, благородный физик-математик, назвал их догадку контрфактической. Но мысленный эксперимент не противоречит установленному факту. Эверт дю Марчи ван Воортхуйзен продемонстрировал измерения без взаимодействия с использованием недорогих инструментов и препятствий, отличных от бомб, на научной выставке в Гронингене в 1995 году.После этого физики не могли объяснить демонстрацию лучше, чем зрители.
Кредит: Джен КристиансенВолновые функции и суперпозиции описывают реальные явления с реальными последствиями. Математика установлена; интерпретация не та. Некоторые физики опять же считают, что волновые функции — это реальные объекты, подобные магнитному полю. Другие утверждают, что волновые функции описывают ансамбли, а не отдельные частицы. Третьи настолько серьезно относятся к математике, что утверждают, что суперпозиции создают множество миров, по одному для каждой возможности.
Большинство физиков настаивают на том, что математика описывает только множество возможностей нашего единственного мира. Но Элицур и Вайдман обратились к более радикальной идее. «Этого парадокса можно избежать в рамках многомировой интерпретации», — писали они. Если миров много, измерения без взаимодействия легко объяснить. Волновая функция не коллапсирует, и все возможности все еще существуют где-то — мы видим здесь препятствие, потому что взрыв произошел в другой вселенной.
По подсчетам Элицура и Вайдмана вероятность передачи информации без взаимодействия в любой вселенной составляет в лучшем случае 50 процентов. Но в 1994 году в лаборатории Антона Цайлингера в Инсбруке встретились два молодых человека, недавно получивших докторскую степень в районе залива Сан-Франциско, — Марк Касевич и Пол Квиат. Касевич рассказал Квиату и нескольким другим коллегам в Австрии, как они могут улучшить свои шансы. Если препятствие передает информацию без взаимодействия в половине случаев, большее количество препятствий должно передавать информацию чаще.Многократное разделение путей в интерферометре и вставка в них препятствий сродни повторению измерений и получению знаний от каждого из них. Квиат и его коллеги назвали это допросом .
Теоретически физики могли бы получать полную информацию без взаимодействий, если бы использовали бесконечное количество препятствий. В экспериментах Квиат и его коллеги проложили один из путей фотона через препятствие шесть раз и увеличили количество измерений без взаимодействия до 70 процентов.В 1970-х годах два физика из Техасского университета в Остине, Байдьянатх Мишра и Э. К. Джордж Сударшан, изучали странную способность повторных измерений продлевать квантовые эффекты. Они назвали это парадоксом Зенона для квантовой механики. Греческий философ утверждал, что многократное измерение положения стрелы по мере того, как она проходит половину расстояния до цели, означает, что стрела никогда не приземлится. Всегда остается половина дистанции.
Противоречия
За почти 25 лет, прошедших с момента появления контрфактуалов, физики реализовали множество приложений, которые менее изменчивы, чем обнаружение бомб.В 1998 году Квиат и его сотрудники в Лос-Аламосе разработали фотографии человеческих волос внутри интерферометра на пути, по которому не проходил свет. Два года спустя в Англии два теоретика, Грэм Митчисон и Ричард Джосса, описали, как выполнять вычисления без взаимодействий.
Квантовые компьютеры сложно построить, отчасти потому, что измерения неудобны. Чтобы узнать результат алгоритма, мы должны разрушить те самые суперпозиции, на которых работает такой компьютер. В 2006 году Онур Хостен, Квиат и другие сотрудники Иллинойского университета в Урбане-Шампейне добавили цепочку квантовых эффектов Зенона к контрфактуальным фактам и разработали квантовый компьютер, который мог доставлять информацию, вообще не работая.«Это возможно только в области квантовых компьютеров, — объяснили они, — где компьютер может существовать в квантовой суперпозиции «работает» и «не работает» одновременно».
Когда Вайдман прочитал, что теоретические компьютеры не нужно включать для работы, он подумал, что Квиат снова превзошел его, повысив эффективность контрфактических вычислений. Но идея не так проста, как распознавание препятствия на пути без света. Как говорит Вайдман, компьютер Квиата и его сотрудников основан на «отсутствии объекта в определенном месте, предположительно там нет [фотонов].Но никакая информация не может появиться из ничего. Проанализировав эксперимент в течение нескольких месяцев, Вайдман объяснил, что «фотон не входил в интерферометр, фотон никогда не покидал интерферометр, но он был там». Частица должна была быть там, где ее быть не могло, если информация извлекалась из отсутствия объекта. Квиат написал, что интерпретация Вайдмана — «абсурд».
В Научно-исследовательском институте электроники и телекоммуникаций в Южной Корее в 2009 году Тхэ-Гон Но сделал следующий логический шаг.Вместо причудливого компьютера, который не нужно запускать, Но применил контрфактуалы «к реальной коммуникационной задаче». Он разработал протокол для отправки ключа для разблокировки общих данных. Когда фотон движется по беспрепятственному пути в интерферометре, информация, полученная о другом пути, по которому фотон не мог пройти, может быть использована для раскрытия секретного ключа. Вершины и впадины света могут волнообразно двигаться вверх и вниз или из стороны в сторону, и это бинарное свойство (называемое поляризацией) можно использовать для кодирования битов.Затем информация может быть передана по закрытому каналу, которым управляет приемник. Отправитель и получатель также обмениваются обычной информацией, но если они следуют простому протоколу, никто не сможет подслушать или украсть их ключ. Перехватывать нечего — фотоны живут и умирают, как объяснил Но, внутри устройства отправителя. По его словам, еще более странным, чем отсутствие сигнала, является то, что «простой возможности того, что подслушиватель может совершить преступление, достаточно, чтобы обнаружить подслушивателя, даже если преступление на самом деле не было совершено.Он сравнил контрфакты с упреждающими арестами в фильме «: Отчет меньшинства».
В 2011 году Пан и несколько других сотрудников в Хэфэе реализовали «захватывающую» схему Но в реальном мире, на столе в своей лаборатории. Они отправили безопасный ключ — со скоростью 51 бит в секунду — по километру оптоволоконного кабеля, хотя и не без значительных ошибок. Пан и его группа не достигли точности, необходимой для превращения их науки в технологию, но они заявили: «Мы продемонстрировали принципиальные доказательства.Некоторая информация действительно могла путешествовать без частиц.
Живя в Англии в 2009 году, молодой человек по имени Хатим Салих прочитал статью Но и спросил себя: «Почему я не подумал об этом?» У него была степень в области электроники, но он самостоятельно изучил квантовую физику, прочитав несколько популярных книг Роджера Пенроуза и посетив семинары в Йорке. Год спустя Салих вернулся в свой родной Судан, где занимался продажей солнечных батарей, и друг пригласил его в качестве приглашенного исследователя в Город науки и технологий имени короля Абдулазиза в Саудовской Аравии.У него не было докторской степени, но вместе с коллегой и двумя другими теоретиками из Техасского университета A&M он довел «логику контрфактической коммуникации до ее естественного завершения». Как они объяснили, «используя цепную версию эффекта Зенона, можно напрямую обмениваться информацией между Алисой и Бобом без перемещения между ними физических частиц, таким образом достигается прямое контрфактическое общение». (Вместо того, чтобы называть отправителей и получателей А и Б, физики называют их Алисой и Бобом.)
Во-первых, Салих и его коллеги разработали протокол для передачи некоторой информации без частиц.Разделите фотоны по двум путям и воссоедините их во втором светоделителе, как и раньше. Теперь делайте это снова и снова, добавляя один интерферометр за другим (рис. 3а). Изменяйте пути с помощью специальных светоделителей, чтобы фотоны всегда попадали в один и тот же детектор в конце. Теоретический Боб, контролирующий препятствия в серии путей, может использовать их для отправки информации на детекторы Алисы. Если он пропускает фотон, гарантированный щелчок на первом детекторе определяется как 0 в двоичной логике.Если он блокирует пути после каждого разделения, то, скорее всего, во втором детекторе появится фотон, результат, определяемый как 1. Таким образом, Боб передает информацию Алисе, даже если он не пропускает некоторые частицы.
Теоретически эта установка передает 0 с уверенностью, но контрфактическая информация — единицы, передаваемые без частиц — менее надежна. Фотоны с беспрепятственного пути иногда проходят к другому детектору, который регистрирует 0, даже если существуют сотни препятствий.
Но затем Салих и его коллеги заявили, что они знают, как сделать то, чего раньше никто не делал: сделать каждую деталь контрфактуальной.Должна быть возможность передавать сигналы между отправителем и получателем, просто блокируя пути, по которым фотон никогда не должен идти.
После первоначального разделения фотонов в интерферометре снова разделите один из этих двух путей. Теперь добавляйте на этом пути один маленький интерферометр за другим, размещая в каждом препятствия, которыми управляет Боб (рис. 3b). Таким образом, множество маленьких интерферометров вложено в один большой, и это можно делать снова и снова. Препятствия на внутренних путях действуют как повторяющиеся измерения, и чем больше будет измерений без взаимодействия, тем эффективнее будет общение.Пути можно даже сделать интерференционными, так что частицы, достигающие детекторов Алисы, никогда не смогут пройти по путям, которым препятствует Боб. Они действительно заблокированы. Но детекторы все равно будут регистрировать по-разному, когда он преграждает путь или нет. Боб отправляет информацию, не взаимодействуя ни с какими частицами.
Протокол, разработанный Салихом и его коллегами, трудно представить даже в лаборатории. Поэтому они разработали другой протокол с использованием аналогичного интерферометра, разработанного Альбертом Майкельсоном для определения существования эфира в 1880-х годах (и использовавшегося совсем недавно для обнаружения гравитационных волн).В интерферометре Майкельсона свет снова разделяется на два пути, но зеркала отражают лучи обратно туда, где они первоначально разделились. Там мешают. Экспериментаторы могут вкладывать эти интерферометры друг в друга и различать свет там, где он интерферирует, по двум поляризациям, которые служат битами.
В конце своей статьи Салих и его коллеги заявили: «Мы решительно оспариваем давнее предположение о том, что для передачи информации между отправителем и получателем должны перемещаться физические частицы.В 2014 году они даже получили патент на прямое общение без «физически реальных» сущностей. Затем Салих основал компанию Qubet Research, чтобы монетизировать эту идею.
Кредит: Джен КристиансенСлабые измерения, сильные мнения
Лев Вайдман — плодовитый комментатор. Двенадцать из его последних 25 статей являются ответами другим физикам или критикой их работ. Иногда он бывает достаточно неполитичным, чтобы утверждать, что чья-то статья никогда не должна была быть опубликована, но он также перечисляет свои отклоненные статьи на своем веб-сайте.По его словам, он так часто комментирует, потому что «открытая дискуссия и разногласия помогают двигать физику вперед».
Физики могут согласиться с математикой и результатами экспериментов, но по-прежнему спорить об их интерпретации. Удивительно, но вполне разумно, что Вайдман сомневается в том, что коммуникация происходит в отсутствие частиц, как это описывают Салих и другие. Вайдман жаловался, что протокол Салиха и др. «был основан на наивном классическом подходе к прошлому фотонов.Он согласился с тем, что «процесс контрфактичен, если он происходит без какой-либо реальной физической частицы, путешествующей между двумя сторонами. Но в чем смысл этого определения? Для квантовой частицы нет четкого определения «путешествия». Аргумент Вайдмана касается не только языка, но и того, что мы можем сказать о мире.
Вайдман настаивает на том, что у частиц нет прошлого. А если нет, то мы не можем знать, был ли человек когда-либо рядом с объектом и взаимодействовал с ним. Когда мы измеряем частицу, чтобы выяснить это, волновая функция, которая могла бы сообщить нам об этом, разрушается.Мы не учимся истории у частиц, мы навязываем им историю.
Но в 1988 г. Вайдман и двое его коллег из Университета Южной Каролины представили новый тип измерения — такой слабый, что не коллапсирует квантовые состояния. Слабое измерение не может выдать информацию, которую мы ищем от фотонов, но в сочетании со многими такими измерениями и одним сильным, может. Фактически, слабое измерение, за которым следует сильное, дает нам больше информации, чем мы имеем право знать.Например, отправка электрона через слабое магнитное поле, а затем через сильное перпендикулярное поле обнаруживает два несовместимых свойства одновременно. Слабые измерения раскрывают то, что Гейзенберг считал неопределенным.
Вайдман и его коллеги преобразовали свою теорию слабых измерений в новую версию квантовой механики. Они объединяют информацию слабого измерения и сильного измерения в единую волновую функцию. Прошлое задается слабым измерением, и затем Вайдман строит суперпозицию между прошлым частицы и ее будущим, чтобы узнать, что произошло между ними.Когда Вайдман применяет свою теорию к контрфактикам, фотон всегда появляется там, где не должен — на пути с препятствиями. Мало кто понимает его подход, и многие в нем сомневаются. Результаты представляют собой мнимые числа, которые дают отрицательные вероятности, что должно быть невозможно.
Но в 2013 году Ариэль Данан и несколько его коллег из Тель-Авива, в том числе Вайдман, изучали измерения без взаимодействия в реальных экспериментах со слабыми свойствами. Они заставили вибрировать одно из зеркал на одном из путей внутри интерферометра, чтобы определить местонахождение фотонов на этом пути.«Эксперимент аналогичен следующему сценарию», — написали они. «Если наше радио играет Баха, мы знаем, что фотоны исходят от станции классической музыки, но если мы слышим сообщение о дорожном движении, мы знаем, что фотоны исходят от местной радиостанции». То, что они услышали, было удивительно. Фотоны порхали даже по запрещенным путям, руководствуясь своими волновыми функциями.
Многие физики сомневаются, что фотон, который не входит в путь и не выходит из него, может каким-то образом там находиться. Салих утверждает, что Вайдман использует свою собственную версию квантовой механики, поэтому он, естественно, считает, что другие интерпретации ошибочны.Салих даже намекнул, что Вайдман говорит фотонам, что им говорить, когда их допрашивают другие физики.
В апреле этого года Пан и его коллеги написали в своей статье: «Хотя в настоящее время доступно несколько публикаций, касающихся теоретических аспектов [контрфактуальной коммуникации], тем не менее отсутствует точная экспериментальная демонстрация». Пришло время эксперименту по коммуникации заговорить. Группа начала планировать свой эксперимент, чтобы положить конец «горячим дебатам», еще до того, как Салих и другие официально опубликовали свою идею.
Для идеальной связи требовалось бесконечное количество интерферометров, что, по признанию Пана и его группы, было непрактичным. Поэтому они упростили протокол для интерферометров Майкельсона и построили четыре, поместив внутрь два меньших. Они разместили источник одиночных фотонов, светоделители и зеркала на маленьком столике с контролируемой температурой и изолированным от вибраций. Контрфактическая коммуникация происходила на расстоянии 50 сантиметров внутри лаборатории в Шанхае.Соавторы Пана, Цао и Ли, разработали ряд возможных изображений для отправки, и группа проголосовала за китайский узел. Как объяснил Чэн-Чжи Пэн, «он симметричен и красив».
Цзянь-Вей Пан (сидит в центре) и его коллеги в своей лаборатории в Шанхае. Фото: Bo LiГруппа написала программное обеспечение для автоматического проведения эксперимента без вмешательства человека. 31 мая 2013 года они сидели за компьютером и ждали всю ночь, чтобы увидеть, загрузится ли изображение на экран. Они доверяли своим инструментам, но втайне надеялись, что ничего не появится.Отрицательный результат означал бы, что квантовая механика неверна. Такого никто никогда не наблюдал.
За пять часов 10 килобайт информации прошли 50 пустых сантиметров между отправителем и получателем. Многие биты приходилось передавать несколько раз, прежде чем они были зарегистрированы, и компьютер лучше распознавал единицы, чем нули. Но сквозь статику появилось монохромное растровое изображение, хотя группа не передала никаких частиц, которые они могли бы различить. Как только они увидели изображение после восхода солнца, они разошлись, чтобы заснуть, прежде чем праздновать.Через год они разместили короткую статью, но не представляли свою статью для публикации более трех лет. Они были слишком заняты созданием спутников связи, и им нужно было время, чтобы подумать о результате.
Пан и его коллеги сейчас работают над передачей изображения в оттенках серого, и они надеются отправить чистую квантовую информацию на основе другого протокола Салиха. Чтобы гарантировать, что никакие фотоны не проходят через канал передачи, они также планируют провести слабое измерение, чтобы определить, куда уходит фотон.
Несмотря на то, что Pan занимается спутниками связи, а контрфактические доводы досаждают банкам и вооруженным силам, группа сообщила о другом потенциальном применении своего эксперимента: «изображение древнего искусства там, где прямой свет не разрешен». Квиат намекнул, что контрфактуалы могут быть бесполезны ни для чего другого. Он писал: «Чтобы достичь высокого уровня контрфактичности, нужно много циклов, а это сильно замедляет скорость общения.Информация движется медленнее без частиц, чем с ними.
Авторы и права: Джен Кристиансен; Источник: «Прямая контрфактическая коммуникация с помощью квантового эффекта Зенона», Юань Цао и др., PNAS , № 19, 9 мая 2017 г. ( панели с китайскими узлами )Пан и его коллеги приписывают тайну контрфактической коммуникации дуальность волна/частица. Салих имеет другое толкование. «Я считаю, что этот эксперимент может что-то сказать в поддержку реальности квантовой волновой функции: если физические частицы не передавали информацию, то что?» Воображаемые волновые функции могут быть последним заповедником реальных.
Салих сейчас работает над доказательством контрфактуальности, используя слабые измерения, чтобы обойти своих критиков. Когда я спросил Вайдмана, что убедит его в том, что никакие частицы никогда не передавались, он ответил тавтологически: «Если объект был найден контрфактически, рядом с ним должно быть ноль следов». Сотрудники Пана сказали мне, возможно, в шутку: «Хотя наша демонстрация не решила проблему полностью, мы считаем, что наша работа пролила некоторый свет на дискуссию.
Квантовая механика существует уже почти 100 лет, а неортодоксальная теория остается фантастической. Эксперименты регулярно подтверждают ее предсказания, а нормативные теории, придуманные для ее реформирования, потерпели неудачу. Физики продолжают открывать новые способы приспособить его тайны к информационным технологиям и реализовать его чудеса в мире. Однако они все еще ждут, когда теория сообщит нам свое значение — с частицами или без них.
Самые популярные статьи Physics Today за 2019 год
Год в году Physics Today охватывает.Фото: Донна Падиан, Фредди Пагани и Синтия КаммингсНе каждый день Physics Today становится вирусным. Фишка, видимо, в том, чтобы убедить людей, что Меркурий ближе к Земле, чем Венера. Вот 10 историй, которые привлекли больше всего людей на веб-сайт Physics Today в 2019 году.
- Венера не является ближайшим соседом Земли (опубликовано онлайн 12 марта)
Во время поездки Том Стокман начал слушать радиостанцию Венера.Его слоган: «Ближайший сосед Земли». Будучи аспирантом-инженером, работающим в центре НАСА в Хантсвилле, штат Алабама, Стокман задавался вопросом, насколько этот лозунг точен с научной точки зрения. Кульминацией его расследования стала статья, написанная совместно с Габриэлем Монро и Сэмюэлем Корднером, в которой оценивались расстояния между Землей и каждой из других планет. Хотя Венера приближается к Земле ближе, чем любая другая планета, Меркурий чаще всего является нашим ближайшим соседом, если усреднять по времени. (Посмотрите, какая планета в данный момент находится ближе всего.) С помощью разработанного ими математического метода трое авторов обнаружили, что Меркурий является не только ближайшим соседом Земли, но и в среднем ближайшим ко всем семи своим братьям и сестрам в Солнечной системе.
Популярность статьи резко возросла после того, как за нее проголосовали на сайтах социальных сетей и опубликовали такие издания, как Gizmodo , Popular Mechanics и даже британский таблоид Daily Mirror . Фактически, 13 марта было единственным днем с самым высоким трафиком за 20-летнюю историю веб-сайта Physics Today .Многим читателям, похоже, понравился этот неожиданный, но интуитивный аргумент; другие выразили недовольство некоторыми семантиками («Когда люди говорят «ближайшая планета», они имеют в виду максимально близкое сближение, а не среднее», — написал один из комментаторов). Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с этими двумя видео от преподавателя YouTube CGP Gray о том, как определить «самую близкую планету».
- Отслеживание пути куба урана (майский выпуск, стр. 36)
На обложке номера Physics Today майский номер включал Гитлера, Гейзенберга и пропавшую партию урана, который должен был стать топливом для ядерного реактора нацистской Германии.Интрига началась в 2013 году, когда физик из Мэрилендского университета Тимоти Кет получил вместе с надписью «Взято из реактора, который пытался построить Гитлер». Дар Ниннингера». С тех пор Кет и его коллега Мириам Хиберт исследовали объект — пятифунтовый блок урана — и его происхождение. Они узнали, что этот куб был одним из 664, созданных тремя группами физиков-ядерщиков в гитлеровской Германии, в том числе группой, возглавляемой Вернером Гейзенбергом. План состоял в том, чтобы разработать самоподдерживающийся ядерный реактор, и этот план мог бы увенчаться успехом, если бы три группы лучше объединили свои ресурсы.
После войны американские официальные лица с миссией «Алсос» нашли несколько кубов, которые немецкие исследователи наспех закопали в поле, и привезли их обратно в США. Сегодня местонахождение большинства этих кубов остается загадкой. Physics Today редактора консультировались с Кетом и Хибертом, чтобы разыскать некоторых из них. Если вам случится порыться на чердаке и найти необычайно тяжелый куб со стороной в два дюйма, подумайте о том, чтобы позвонить Кету и Хиберту.
Чтобы узнать больше о кубах и их истории, послушайте репортаж NPR (радиосегмент и выпуск подкаста) нашей статьи.А если вам нравятся неразгаданные тайны атомного века, обязательно прочтите о том времени, когда физик Джон Уилер потерял в поезде секретные чертежи водородной бомбы.
- Таинственный кристалл, плавящийся при двух разных температурах (опубликовано онлайн 6 июня)
В отличие от нынешнего местонахождения урана нацистской эпохи, тайна необычного твердого вещества, плавящегося при двух разных температурах, раскрыта.Писатель-ученый Дэвид Адам рассказывает историю фенилгидразона ацетальдегида (APH), твердая форма которого, как было обнаружено в конце 19 века, иногда плавится при температуре около 65 ° C, а иногда при 100 ° C. Найдя почти забытое исследование 1896 года в немецкоязычном журнале, химик Терри Трелфолл из Университета Саутгемптона в Великобритании решил определить, как несколько образцов одного и того же кристаллического твердого вещества могут плавиться при разных температурах. Десятилетнее расследование с участием нескольких сотрудников завершилось открытием механизма странного поведения APH.
- Вопросы и ответы автора: Одра Вулф о научном и политическом наследии времен холодной войны (опубликовано онлайн 25 января)
В своей недавней книге « Лаборатория свободы: борьба холодной войны за душу науки » историк Одра Вульф утверждает, что холодная война отчасти стала причиной широко распространенного сегодня мнения о том, что наука по своей сути аполитична. Она поговорила с Physics Today о пропаганде правительства США, окружавшей науку в те годы, и о ее непреходящем влиянии.Вулф сказал, что утверждение о том, что наука полностью выходит за рамки политики, на самом деле увеличивает недоверие к науке, «потому что это утверждение явно неверно».
Еще один взгляд на то, как изменилось научное предприятие со времен холодной войны, прочитайте в отчете Сары Скоулз о том, каково это работать ученым по национальной безопасности в Лос-Аламосской национальной лаборатории. Работа дает возможность проводить междисциплинарные исследования и заниматься второстепенными проектами, написала она. «Но такая наука и секретность вокруг нее могут быть сложными.
- Когда физика конденсированного состояния стала королем (январский выпуск, стр. 30)
В настоящее время конденсированное вещество является самой крупной дисциплиной в физике. Это довольно примечательно, учитывая, что она не была признана областью до окончания Второй мировой войны. В январском выпуске Physics Today за январь 2019 года историк науки Джозеф Мартин познакомил читателей с периодом подъема физики твердого тела в начале холодной войны — обширной области исследований, охватывающей чистые и прикладные исследования полупроводников, ферромагнетиков и других твердые материалы.Переход к более широкому термину , физика конденсированного состояния , произошел в 1960-х годах, когда, как выразился Мартин, «критические явления, такие как фазовые переходы, нелинейная динамика жидких систем и исследования жидкого гелия, которые почти или совсем не имели отношения к с твердыми телами заняли центральное место».
Несмотря на известность дисциплины с точки зрения людей и финансирования, ее часто упускают из виду в научных СМИ. В комментарии в конце прошлого года физик по конденсированным веществам Дуглас Нательсон исследовал проблему изображения в своей области и предложил предложения по тому, как сделать ее более доступной для широкой аудитории.
Почетные упоминания
Эти статьи 2019 года широко распространялись в социальных сетях:
- Вы верите в прямоугольники? (опубликовано 18 октября)
Параллельные прямые везде равноудалены. Углы треугольника в сумме составляют 180°. Прямоугольники существуют. Эти три утверждения логически эквивалентны постулату о параллельности, который был введен Евклидом Александрийским в его историческом учебнике « Элементы ». Хотя у математиков было 2300 лет, чтобы работать над этой проблемой, никто не смог подтвердить справедливость постулата доказательством.Должны ли мы признать, что прямоугольники могут не существовать? Чтобы ответить на этот вопрос, редактор Physics Today Джоанна Миллер объяснила, что мы узнали из недавней истории. Наводящая на размышления колонка была продолжением ее исследования фундаментальной разницы между математикой и физикой.
КолонкиМиллера, которые дебютировали в январе и выходят один или два раза в месяц, посвящены изменению климата, писательскому кризису, наставничеству в аспирантуре и многому другому. Вы можете прочитать их все здесь.
- Машинное обучение и квантовая физика (мартовский выпуск, стр. 48)
Кажется, каждая научная область экспериментирует с искусственным интеллектом, и в этом году Physics Today сообщил о нескольких примерах из физических наук. Самая популярная из этих статей посвящена потенциалу достижений в области машинного обучения и квантовой физики, которые приносят пользу обеим областям.Недавние успехи в машинном обучении «открывают новые возможности. . . для решения открытых проблем квантовой физики», — написали Санкар Дас Сарма, Донг-Линг Денг и Лу-Мин Дуан в своей статье в марте 2019 года. В то же время «новые квантовые алгоритмы могут предложить заманчивые перспективы для улучшения самого машинного обучения». Исследователи, изучающие фазовые переходы, нейронные сети, квантовую запутанность и квантовые проблемы многих тел, могли бы извлечь выгоду из такой синергии. Physics Today также исследовал использование искусственного интеллекта, чтобы помочь синоптикам и улучшить разрешение флуоресцентных изображений.
- Сбивающие с толку магнитные показания Voyager 1 (опубликовано онлайн 15 февраля)
В 2012 году «Вояджер-1» стал первым искусственным объектом, вышедшим в межзвездное пространство. Выход зонда из солнечного пузыря был отмечен несколькими индикаторами, включая поток космических лучей, но не тот, который ожидали большинство исследователей: сдвиг в направлении окружающего магнитного поля. Семь лет спустя «Вояджер 1 » по-прежнему записывает магнитные показания, аналогичные показаниям в гелиосфере, и ученые-космонавты пытаются выяснить, почему.Исследование имеет важные последствия для понимания межзвездной среды и того, как она взаимодействует с солнечным ветром. С момента появления статьи ученые миссии опубликовали магнитные измерения «Вояджера-2» , который в прошлом году впервые почувствовал вкус межзвездного пространства.
- Сверхпроводимость обнаружена в оксиде никеля (ноябрьский выпуск, стр. 19)
Георг Беднорц и Алекс Мюллер открыли купратные сверхпроводники в 1986 году, но до сих пор нет единого мнения относительно причин их поведения.В новом исследовании исследователи из SLAC и Стэнфордского университета синтезировали оксид никеля неодима-стронция, аналог купрата, и обнаружили, что он обладает сверхпроводимостью при температурах ниже 15 К. «Различия в деталях» между соединениями никеля и купрата «должны пролить свет на происхождение сверхпроводимости». », — написал Марк Уилсон из Physics Today .
Другое популярное освещение сверхпроводимости включало обзор гидридов высокого давления, которые сверхпроводят почти при комнатной температуре, и сообщение о соединении урана, которое поддерживает сверхпроводящее состояние даже при воздействии сильных магнитных полей.
- Степень магистра физики открывает двери для множества профессий (апрельский выпуск, стр. 22)
Люди, получившие степень магистра по физике, попадают в промышленность, правительство, образование и некоммерческие секторы, Physics Today Тони Федер сообщила в своем исследовании нескольких программ присвоения степени. Для студентов, которые не хотят проводить исследования в лаборатории или конкурировать за ограниченное количество рабочих мест в академических кругах, степень магистра может иметь больше смысла, чем степень доктора философии.Другие получают степень магистра, потому что хотят использовать научные знания для открытия собственного бизнеса.
Статья Федера — одна из многих статей этого года, посвященных карьере и образованию в области физических наук. В октябре Physics Today опубликовал свой первый ежегодный выпуск о карьере, в который вошли статьи о карьерном пути физиков с докторской степенью и программе Cal-Bridge, целью которой является улучшение представленности и включения в факультеты STEM PhD.
Эндрю Грант — онлайн-редактор Physics Today .Он призывает читателей отправлять советы по рассказам по электронной почте [email protected] .
(PDF) Глубокая физика как компактный обмен сообщениями
версия теории информации, которая фокусируется
конкретно на проблеме обеспечения того, чтобы
сжатые, программные формы формировали версии
сообщений точно
и полностью воспроизводили исходные данные .
Подразумевается, что лучше всего
думать о физике не как о какой-
аксиоматической математике, а как о типе теории информации.
Вселенная в этой интерпретации ведет себя как отправляющий сообщения эквивалент
неохотного свидетеля: у нее есть все данные
, необходимые для построения достоверных научных теорий, но она выдает эти данные очень неохотно и
только благодаря активным усилиям тех,
заинтересованных в получении таких базовых сообщений.
Сильно сжатая колмогоровская программа
кодирования фундаментальных сообщений становится
теориями физики, с уровнем понимания
теории, которая удивительно точно соответствует тому, насколько хорошо она преобразовала сырые данные в компактный программный код и уравнения.
Говоря более тонко, сжатие данных и теоретическая
разработка имеют больше общих черт, чем это обычно
реализуется. Оба стремятся создать компактные,
единичные формальные представления структур
и поведения, которые в противном случае распределялись бы по
несжатым данным. Оба стремятся найти
и устранить ненужные факторы, которые затемняют
паттерны. Поиски при сжатии данных
факторизуемых идентичных единиц могут быть также описаны
как поиски симметрий, то есть ситуаций, в которых некоторые математические преобразования данных приводят к
идентичной картине.
терн.Современная физика элементарных частиц в значительной степени опирается на
математику групп симметрии[5], но
получающиеся в результате симметрии также сродни сжатию данных в том смысле, что они часто указывают
на базовый общий паттерн (или даже частично).
ticle), что позволяет существовать симметрии.
Итак, если физика действительно является специализированной формой
теории информации, а ее наборы экспериментальных данных
являются ее несжатыми сообщениями из
вселенной в целом, то как эти наборы данных на самом деле преобразуются в осмысленные теории? ?
Каким образом манипулирование битовыми строками можно интерпретировать как построение теории?
3.1 Сообщения как карты
Ответ на этот вопрос требует лучшего понимания
того, что такое сообщения. Определяющей чертой сообщения является то, что оно изменяет состояние получателя.
сообщение должно изменить способ поведения или реакции получателя в текущей или будущей ситуации.
И наоборот, если такого изменения состояния получателя
не происходит, это означает, что сообщение
либо не было получено, либо отброшено после получения.Поскольку состояния часто представляются в виде
местоположений в некотором абстрактном, многомерном
пространстве, аналогия с простой картой оказывается хорошим способом визуализации и объяснения состояний, изменений состояния и различных свойств объекта. сообщения-
мудрецов.
Представьте, что ваша задача состоит в том, чтобы создать карту (сообщение-
sage), которая сообщает получателю, как переместиться из
точки A в точку B. Самый простой и короткий-
путь будет прямой линией из A в точку B. B,
, но вы также можете нарисовать изогнутые пути, которые пересекают другие места на пути от A к
B.Первый прямоугольник на рисунке карты — пример
. Кривые на таких путях составляют
«путешествий в сторону» к местам, которые не имеют отношения к
достижению конечного пункта назначения. Обратите внимание, что в то время как
есть только один прямой путь, возможно бесконечное множество кривых путей. Эти более длинные
пути допустимы в том смысле, что они по-прежнему ведут
приемник от A к B. Однако они также
медленнее и требуют больше битов для кодирования
боковых переходов.В терминах колмогоровских сообщений
прямой путь является колмогоровским мини-
мамой, а бесконечно большое семейство кривых
путей представляет собой все более длинные и менее эффективные
сообщения, передающие один и тот же семантический смысл. палатка.
Во втором поле показана процедура перемещения сообщений ближе к колмогоровской мини-
маме. Цель состоит в том, чтобы найти и устранить
изогнутые «боковые» компоненты, которые в конечном итоге
нейтрализуют сами себя.
4
Отправка сообщений с квантовой печатью
- Герман Камперманн
- Институт теоретической физики III, — Университет Дюссельдорфа, Германия
• Physics 7, 78
С помощью простого оптического эксперимента исследователи продемонстрировали схему квантовой цифровой подписи для идентификации отправителя электронного сообщения без использования квантовой памяти.
Рисунок 1: В протоколе квантовой цифровой подписи отправитель Алиса генерирует закрытый ключ Pk и соответствующий открытый ключ |Qk〉, который представляет собой последовательность когерентных состояний (лазерных импульсов), полученных из набора четырех неортогональных состояний: |а〉, |b〉, |c〉, |d〉. Боб и Чарли получают по копии |Qk〉, которые они отправляют на общую станцию симметрирования, которая проверяет идентичность копий (и, следовательно, не может быть отвергнута). В то же время получатели берут симметричную версию |Qk〉 и каждый из них выполняет однозначные измерения исключения состояний, которые проверяют, является ли состояние в последовательности отличным от |a〉, не |b〉 и т. д.Они получают частичную информацию о ключе (идентифицированные позиции обозначены буквами a, b, c, d, неидентифицированные случаи — ?). После этого начального этапа распространения Алиса отправляет сообщение Бобу, подписанное закрытым ключом, например, (0; P0). Боб сравнивает сигнатуру с частичной информацией, которую он получил в результате измерений исключения. Если совпадение достаточно хорошее, он принимает подпись и пересылает (0; P0) Чарли, который выполняет такое же сравнение. В протоколе квантовой цифровой подписи отправитель Алиса генерирует закрытый ключ Pk и соответствующий открытый ключ |Qk〉, который представляет собой последовательность когерентных состояний (лазерных импульсов), взятых из набора четырех неортогональных состояний: |a〉, |b〉, |c〉, |d〉.Bob and Ch… Показать больше Рисунок 1: В протоколе квантовой цифровой подписи отправитель Алиса генерирует закрытый ключ Pk и соответствующий открытый ключ |Qk〉, который представляет собой последовательность когерентных состояний (лазерных импульсов) взяты из набора четырех неортогональных состояний: |a〉, |b〉, |c〉, |d〉. Боб и Чарли получают по копии |Qk〉, которые они отправляют на общую станцию симметрирования, которая проверяет идентичность копий (и, следовательно, не может быть отвергнута). В то же время получатели берут симметричную версию |Qk〉 и каждый из них выполняет однозначные измерения исключения состояний, которые проверяют, является ли состояние в последовательности отличным от |a〉, не |b〉 и т. д.Они получают частичную информацию о ключе (идентифицированные позиции обозначены буквами a, b, c, d, неидентифицированные случаи — ?). После этого начального этапа распространения Алиса отправляет сообщение Бобу, подписанное закрытым ключом, например, (0; P0). Боб сравнивает сигнатуру с частичной информацией, которую он получил в результате измерений исключения. Если совпадение достаточно хорошее, он принимает подпись и пересылает (0; P0) Чарли, который проводит такое же сравнение.×В современном информационном обществе передача, обработка и защита информации стали неотъемлемой частью нашей повседневной жизни. жизни.Во многих случаях получатель должен подтвердить происхождение сообщения, и это обычно зависит от так называемой цифровой подписи, которая представляет собой секретный код, отправляемый вместе с сообщением, который идентифицирует отправителя. Чтобы защититься от подделки, классические схемы цифровой подписи полагаются на вычислительно неразрешимые проблемы, такие как факторизация очень больших чисел, но нет никаких доказательств того, что эти коды нельзя взломать. Квантовые цифровые подписи (QDS) [1] могут обеспечить безусловную безопасность, используя квантовые состояния, которые не могут быть полностью охарактеризованы кем-то, кто надеется подделать подпись.Цена, которую приходится платить за квантовый переход, заключается в том, что эти квантовые состояния хрупки и, следовательно, недолговечны. Предыдущие схемы QDS требовали использования квантовой памяти, которая в настоящее время недостаточно надежна. Однако недавно была предложена другая схема, которая напрямую измеряет, а не сохраняет квантовые состояния, чтобы получить частичную информацию о них [2]. В отчете Physical Review Letters Роберт Коллинз из Университета Хериот-Ватт, Великобритания, и его коллеги успешно реализовали вариант этого протокола QDS без памяти в оптической системе [3].
Цифровая подпись аналогична письменной подписи в том смысле, что ее легко идентифицировать, но нелегко воспроизвести. В простом примере Алиса отправляет Бобу и Чарли простое текстовое сообщение «Встретимся в 6 часов» и подписывает его каким-то кодом, скажем, Xa6OO. Только Алиса могла знать алгоритм или «закрытый ключ» для генерации этого кода. Однако она поделится функцией или протоколом, который позволит любому подтвердить, что это ее подпись (то есть, что код и сообщение каким-то образом совпадают).Эта система должна соответствовать двум критериям безопасности. Во-первых, он должен защищать от того, кто расшифрует закрытый ключ, а затем напишет фальшивые сообщения с поддельной подписью Алисы. Во-вторых, схема цифровой подписи должна быть защищена от отказа, т. е. все получатели пары сообщение-подпись должны прийти к одному и тому же выводу — либо о том, что подпись действительна, либо о том, что она недействительна.
В рудиментарной классической схеме цифровой подписи [4] Алиса хочет отправить однобитовое сообщение k, поэтому она назначает код закрытого ключа Pk для каждого возможного сообщения k=0 или k=1.Затем она распространяет «одностороннюю» функцию f и «открытый ключ» Qk=f(Pk), которые все стороны могут использовать для проверки ее подписи. Когда позже Алиса отправляет свое сообщение, скажем «0», она подписывает его с помощью P0, а Боб и Чарли могут проверить сообщение, вычислив f(P0) и сверив его с открытым ключом Q0. Принцип односторонней функции заключается в невозможности инвертировать f и вычислить закрытый ключ: f-1(Qk)=Pk. Однако это вычислительное узкое место не гарантировано.Схемы, основанные на сложности факторизации больших чисел, см., например, Ref. [5], может быть взломан квантовым компьютером.
В исходной схеме квантовой цифровой подписи [1] односторонняя функция заменена отображением закрытого ключа Pk в квантовое состояние |Qk〉, которое формирует открытый ключ, который Алиса отправляет Бобу и Чарли. Центральная концепция здесь заключается в том, что состояние открытого ключа |Qk〉 состоит из квантовых состояний из набора |a〉, |b〉, |c〉…, которые, вообще говоря, не ортогональны.По правилам квантовой механики [6], т. е. унитарности и внутренней случайности, невозможно провести измерение, которое с уверенностью отождествляет |Qk〉. Вместо этого Боб и Чарли сохраняют открытый ключ и ждут, пока Алиса отправит сообщение с подписью закрытого ключа, после чего они могут выбрать определенные квантовые операции и измерения для выполнения с сохраненным |Qk〉. Эти измерения дают им достаточно информации, чтобы решить, действительна ли подпись. Вариант указанной выше схемы был разработан на основе когерентных состояний в [1].[7] и экспериментально продемонстрировано в [7]. [8]. Однако такая схема неосуществима, поскольку время ожидания до прибытия сообщения может составлять дни или недели, тогда как доступные в настоящее время квантовые памяти могут надежно хранить квантовые состояния не более десятков минут (после чего происходит декогерентизация).
Недавняя работа показала, что длительная квантовая память не нужна в QDS [2]. Вместо того, чтобы хранить открытый ключ |Qk〉, принимающие стороны измеряют его непосредственно с помощью измерений однозначной дискриминации состояний или квантовых измерений исключения состояний, и результаты этих измерений (классические данные) сохраняются до тех пор, пока не будет получено сообщение.Опять же, поскольку состояния открытого ключа неортогональны, получается только частичная информация о ключе подписи. В экспериментальном доказательстве принципа [3] Collins et al. показывают, что с современным аппаратным обеспечением линейной оптики можно обмениваться квантовыми цифровыми подписями, не полагаясь на квантовую память. Здесь закрытый ключ Pk представляет собой список из L записей, где каждая запись выбирается случайным образом из четырех возможностей: a, b, c, d (см. рис. 1). Этот закрытый ключ отображается в открытый ключ |Qk〉, который представляет собой упорядоченную по времени последовательность L когерентных состояний: |Qk〉=|qk1〉⊗|qk2〉⊗|qk3〉…⊗|qkL〉.В оптическом эксперименте Collins et al. , каждый |qi〉 представляет собой импульс, испускаемый лазером, а затем модулированный по фазе, так что его состояние (определяемое Pk) является одним из четырех неортогональных состояний, |a〉, |b〉, |c〉, |d〉. Алиса отправляет одну копию |Qk〉 Бобу и другую копию Чарли. Чтобы Алиса не отвергла сообщение, обе копии отправляются в блок симметрирования, состоящий из набора светоделителей, которые неразрушающим образом сравнивают копии Боба и Чарли. Один выходной режим блока симметрирования включает контрольное измерение, которое ничего не выводит (вакуумное состояние), когда Боб и Чарли получают идентичные открытые ключи от Алисы.
Следуя процедуре симметрирования, Боб и Чарли выполняют измерения исключения квантовых состояний последовательности состояний открытого ключа. Эти измерения обычно исключают только одну возможность, например, |qi〉 не равно |c〉. Тем не менее, эту частичную информацию можно использовать для проверки подписи. Когда позже Алиса отправляет сообщение k со своей подписью Pk, Боб и Чарли могут сравнить полный ключ со своей частичной (некоррелированной) информацией о ключе. Чтобы обнаружить атаку с подделкой или отказом, количество L когерентных состояний для каждого открытого ключа |Qk〉 должно быть порядка 1013, но авторы определили некоторые будущие улучшения, которые могут уменьшить это число.Кроме того, эта схема напрямую обобщается на любое количество проверяющих сторон, но это еще больше увеличивает технические требования. Уровень защищенности протокола зависит от числа L, ошибок и несовершенств измерений, несовершенств подготовки состояний, потерь в квантовом канале, а также от перекрытий, например, |〈a|b〉|, между когерентными состояниями в множестве.
Эта последняя схема QDS является отправной точкой для достижения долгосрочной цели практически полезных квантовых цифровых подписей.Тем не менее, некоторые теоретические и практические вопросы все еще могут быть рассмотрены. Безопасность этой схемы доказана как для индивидуальных, так и для коллективных квантовых атак, но для универсальной квантово-механической манипуляции — так называемой когерентной атаки — безопасность еще не доказана. Чтобы снять эти ограничения, может быть многообещающей разработка дискретной формулировки, в которой когерентные состояния заменены состояниями одиночного фотонного кубита, как в квантовом криптографическом протоколе BB84 [9]. Это может позволить нам принять исчерпывающие инструменты анализа конечных секретных ключей [10], которые могут доказать безусловную безопасность в целом.На практике потери фотонов могут стать значительными при отправке квантовых цифровых подписей на большие расстояния. Для таких ситуаций могут быть развернуты ретрансляционные станции по аналогии со случаем квантового распределения ключей. Удивительно видеть, что недавние разработки продвинули схемы квантовой цифровой подписи от практически невозможной модели до уровня сложности, подобного квантовому распределению ключей.
Ссылки
- D. Gottesman and I. Chuang, «Quantum Digital Signatures», arXiv:quant-ph/0105032v2 (2001)
- V.Dunjko, P. Wallden, and E. Andersson, «Квантовые цифровые подписи без квантовой памяти», Phys. Преподобный Летт. 112 , 040502 (2014)
- Роберт Дж. Коллинз, Росс Дж. Дональдсон, Ведран Дунько, Петрос Уоллден, Патрик Дж. Кларк, Эрика Андерссон, Джон Джефферс и Джеральд С. Буллер, «Реализация квантовых цифровых подписей без требование квантовой памяти», Phys. Преподобный Летт. 113 , 040502 (2014)
- Л. Лэмпорт, «Создание цифровых подписей из односторонней функции», Технический отчет CSL-98, SRI International (1979)
- R.Л. Ривест, А. Шамир и Л. Адельман, «Метод получения цифровых подписей и криптосистемы с открытым ключом», Comm. доц. вычисл. Мах. 21 , 120 (1978)
- W. Wootters and W. Zurek, «A Single Quantum Cannot Be Cloned», Nature 299 , 802 (1982)
- E. Andersson, M. Curty, and I. Jex , «Экспериментально реализуемое квантовое сравнение когерентных состояний и его приложения», Phys. Rev. A 74 , 022304 (2006)
- П. Дж. Кларк, Р. Дж. Коллинз, В.Дунько, Э. Андерссон, Дж. Джефферс и Г. Буллер, «Экспериментальная демонстрация квантовых цифровых подписей с использованием фазово-кодированных когерентных состояний света», Нац. коммун. 3 , 1174 (2012)
- C. Bennett and G. Brassard, « Quantum Cryptography: Public Key Distribution and Coin Tossing », in Proceedings of IEEE International Conference on Computers, Systems and Signal Processing (IEEE, New York, 1984)
- R. Renner, «Security of Quantum Key Distribution», Int.J. Квантовая инф. 6 , 1 (2008)
Об авторе
Герман Камперманн является частным лектором в Университете имени Генриха Гейне в Дюссельдорфе, Германия. Его исследования сосредоточены на квантовой криптографии, протоколах квантовых повторителей и анализе их безопасности, а также на обнаружении запутанности и ее характеристиках. Он получил докторскую степень по физической химии в Университете Дуйсбург-Эссен, Германия, в 2004 году. После этого он был постдоком в аспирантуре по квантовой информации в Университете Дортмунда, Германия.С конца 2004 года он является членом исследовательской группы Дагмар Брюсс в Дюссельдорфском университете.
Тематические области
Статьи по теме
Квантовая информацияОграничение скорости изменений
Эксперименты с одним атомом кальция доказывают, что процессы изменения имеют предел скорости, определяемый скоростью, с которой они могут рассеивать тепло . Подробнее »
Другие статьиФизик объясняет, как отправлять сообщения в прошлое
Изображение: Джеймс Вон/Flickr
Время — это и пространство, и деньги, поэтому с финансовой точки зрения прокладка оптоволоконной линии стоимостью 300 миллионов долларов под Северная Атлантика — по крайней мере, для высокоскоростных и высокочастотных торговых фирм, которые будут платить большие деньги за преимущество в пять миллисекунд при отправке данных между Северной Америкой и Лондоном.
Торговые фирмы не единственные, кто стремится сократить задержки. НАСА связывается со своими марсоходами с 20-минутной задержкой. Сократив это, можно многое выиграть в финансовом и научном плане — и я нашел человека, который думает, что знает, как полностью избавиться от этого. На самом деле Джон Крамер сказал мне, что вы можете заставить операцию отправки происходить « до или после » операции получения.
Крамер — профессор физики в Вашингтонском университете, а также один из самых ярых сторонников изучения того, что мы можем делать с квантовой нелокальностью.Если эти слова ничего не значат, оставайтесь со мной здесь. Когда я позвонил Крамеру, они тоже ничего для меня не значили.
Когда я с ним разговаривал, он только что вернулся с конференции НАСА в Университете штата Аризона, где обсуждались идеи из научной фантастики, которые НАСА могло бы адаптировать для своих нужд. Крамер рассказал мне о том, как в своих собственных научно-фантастических произведениях — книгах Twister (не фильм) и Мост Эйнштейна — он предвидел цифровые камеры со встроенной памятью и своего рода удаленным присутствием, но не то чтобы он приписывал себе это. их изобретение или вдохновение или что-то еще.Просто путь от научной фантастики к научной реальности протоптан. Имея это в виду, я попросил его объяснить мне, как будущее может однажды вернуться вспять. Он объяснил это так, как будто это была самая простая вещь в мире.
МАТЕРИНСКАЯ ПЛАТА: У вас есть долгосрочный проект, у которого действительно невероятное звучание: ретропричинность. Как бы вы объяснили это обывателю?
Крамер : Прежде всего, вы должны понять разницу между обычной, ньютоновской механикой и квантовой механикой.В квантовой механике есть так называемый принцип неопределенности. Есть много вещей, которые являются определенными в том, как Ньютон смотрел на вещи, которые неопределенны в квантовой механике — энергия, импульс, положение и т. д. могут быть нечетко определены в квантово-механической волновой функции.
В квантово-механической системе вы можете разделить ее на две части — например, атом, состоящий из двух фотонов, можно разделить, чтобы двигаться в противоположных направлениях — тогда между двумя частями возникает связь, потому что свойства не определены из-за неопределенности принципе, но законы сохранения по-прежнему связывают их вместе.Если вы сделаете измерение на одной из частей, это повлияет на возможности измерения другой части. Это называется квантовой нелокальностью.
Альберт Эйнштейн и двое его коллег, Борис Подольский и Натан Розен, опубликовали статью в 1935 году, в которой они указали, что подобные вещи происходят в квантовой механике, и сочли это любопытным недостатком. Эйнштейн в письме назвал это «жуткими действиями на расстоянии» и подумал, что это ошеломляющее зрелище, что это должно указывать на то, что квантовая механика неверна.
В конце 1970-х и 1980-х технология развилась до такой степени, что люди действительно могли пойти в лабораторию и проверить, является ли квантовая нелокальность реальной вещью или проблемой с формулами. Скорее, к удивлению людей, выполнявших эту работу, оказалось, что квантовая механика права и квантовая нелокальность существует. Существуют эти нелокальные корреляции между двумя отдельными частями системы, и они выглядят так, будто природа взаимодействует между частями быстрее света и в обратном направлении во времени или как бы вы это ни называли.
С самого начала, когда это явление было открыто, вопрос заключался в том, можно ли его использовать для связи между одним человеком и другим через «частную телефонную линию природы» — которую вы могли бы использовать для своих собственных целей. Некоторое время назад я наткнулся на работу, которая была сделана в докторской диссертации в Университете Мэриленда в Балтиморе, где, казалось, указывалось, что можно использовать квантовую нелокальность для связи, разбив систему на две части, и если вы вызываете одну из фотоны идут в одну сторону и ведут себя как частицы, а в другую вынуждены вести себя как частицы.Если вы заставите его вести себя как волна, другой фотон тоже будет вести себя как волна.
На встрече, на которой я был, я предложил это как своего рода парадокс, и я думал, что кто-то укажет на очевидную проблему с этим, но все, казалось, сочли это интересной идеей и предложили мне провести эксперимент. Так что, скорее левша, я был вовлечен в проведение эксперимента.
У этого была давняя история, в которой пробовали разные вещи и было много проблем с шумом в системе и так далее.Недавний прорыв, который я обнаружил во время посещения лаборатории в Вене и обнаружил, что они уже проделали много неопубликованной работы, связанной с тем, что меня интересовало. Система, которую они использовали, оказалась очень простой для математического анализа. . Вы можете увидеть, что происходит математически намного проще, чем то, что я делал.
Из этого вытекают два результата: A) То, что я хотел сделать, не сработало бы, согласно этой математике, но B) Я нашел своего рода обходной путь, который указывал бы, что есть способ использовать это для связи.Это своего рода поворот в том, что было сделано раньше. Сейчас я нахожусь в ситуации, когда у меня есть довольно убедительная математическая модель, показывающая способ осуществления нелокальной коммуникации, которую необходимо проверить экспериментально.
Когда вы говорите «связь», вы просто имеете в виду между двумя разделенными частями системы?
В основном происходит следующее: фотоны движутся по столу в одну сторону, а фотоны — в другую, и когда вы что-то делаете с фотонами слева, что-то меняется на правой стороне стола.Обычный способ сказать это — представить двух людей, Боба и Алису, каждый из которых получает эти фотоны. Вопрос в том, может ли Алиса сделать со своим фотоном что-то такое, что создаст сигнал, который Боб сможет принять на своем конце системы. Они могут быть на другой стороне, они могут быть разделены световыми годами. С точки зрения квантовой механики не имеет большого значения, насколько они далеки друг от друга. Вопрос в том, сможете ли вы сделать общение.
Если бы была возможна нелокальная связь, это изменило бы все известные нам правила связи, потому что сигнал посылался бы всякий раз, когда Алиса производила измерение, и принимался бы всякий раз, когда Боб производил измерение.
Изображение: James Vaughan/Flickr
И, увеличивая расстояние с помощью временных задержек или катушек оптоволокна, вы можете задержать любой из них. Вы можете сделать операцию отправки до или после операции получения, поэтому, в принципе, вы можете отправлять сообщения в обратном направлении во времени. Могут быть причины, по которым вы не можете отправлять сообщения назад во времени, но если вы не можете, если в противном случае вы можете общаться нелокально, это открывает другие интересные возможности.
Когда вы едете по дороге, вы можете увидеть кабельные компании, прокладывающие волоконно-оптические и кабельные туннели, длина которых обычно составляет 10 километров.Итак, свету требуется около 50 микросекунд, чтобы пройти 10 километров. Если бы вы могли одолжить одну из этих катушек и поместить ее в свою лабораторию, вы могли бы отправить сигнал через катушку с кабелем, вы бы получили сообщение до того, как оно будет отправлено, например, на 50 микросекунд.
Интересный вопрос, даст ли это что-нибудь. Стоит отметить, что Goldman Sachs потратил очень большую сумму денег, переместив свои варианты электронной торговли акциями в одно здание с Нью-Йоркской фондовой биржей, чтобы они могли сократить время задержки на несколько секунд во время своей торговли.Это означает, что возможность проделать этот трюк с 50 микросекундами может иметь большую ценность.
Я думаю, что если компьютер помогает в торговле, то 50 микросекунд внезапно становятся очень важными.
Правильно. Первый шаг — это не делать что-то подобное; это делать что-то с одной стороны стола и наблюдать за тем, что происходит с другой, и это то, что я делал.
Вы будете работать с этой командой в Вене или будете работать самостоятельно?
Проще всего было бы это сделать, поскольку они уже сделали что-то подобное, и если аппаратное обеспечение все еще существует, проще всего было бы попросить их сделать это.Но пока мне не удалось убедить их в том, что это стоит делать, потому что у них полно других утюгов в огне.
Вариант А — создать и провести это в Вашингтонском университете, если я смогу получить для этого финансирование. Если венцы решат, что им это интересно, будет проще сделать это в Вене, но я бы хотел сделать это в любом случае. В настоящее время это планируется сделать в Вашингтонском университете.
Хотите вы хотите сделать в следующем эксперименте?
Первое, что вам нужно сделать, это настроить устройство с лазерным приводом, которое направляет лазерный луч в нелинейный кристалл и производит пару поляризационно запутанных фотонов.Во-первых, это создание устройства, которое хорошо задокументировано в литературе как очень эффективный источник пар запутанных фотонов. После этого вы устанавливаете интерферометр для каждого из этих фотонов, что не очень сложно сделать. И вам нужно организовать ситуацию, при которой интерферометр можно будет контролировать электронным способом, поэтому, если вы меняете один конец интерферометра и ищете изменение в интерференционной картине, вы измеряете на другом.
Это в основном то, что вам нужно сделать.Это довольно обычная квантовая оптика. Все части уже сделаны и хорошо задокументированы, осталось только соединить их таким образом, чтобы это отличалось от того, что делалось в прошлом.
Можете ли вы привести другие примеры того, как это становится техническим?
Одна из вещей, которая могла бы заинтересовать НАСА, — это наличие на Марсе ретрансляционной станции, генерирующей пары запутанных фотонов. Если бы один из них отправился на марсоход, а другой отправился на Землю вместе со всеми видеопотоками того, что поступает на марсоход, и они были подключены к рулевому устройству — джойстику или чему-то еще — вы могли бы надеть шлем виртуальной реальности. и гоняйте по Марсу в режиме реального времени без задержек.Или изучение планет становится чем-то, чем вы занимаетесь в виртуальной реальности.
Изображение Крамера: Вашингтонский университет
Кабинет физики
Вы когда-нибудь пробовали Конструктора Концепций? Вам следует. Этот растущий набор познавательных упражнений сфокусирует внимание учащихся на отдельных целях обучения. Этот раздел, наполненный интерактивными элементами, является идеальным инструментом для того, чтобы заставить учащихся задуматься о значении понятий. Идеально подходит для учащихся и аудиторий 1 : 1, использующих iPad, Chromebook и т. п.А для типов химии мы даже начали выращивать больше, чем несколько конструкторов концепций химии.
Minds On Physics — версия 5 — наше новейшее творение. Эта HTML5-версия Minds On Physics заменяет наши версии App и Legacy. Опираясь на большой банк тщательно составленных вопросов, Minds On Physics стремится улучшить представления учащихся о физике. «MOP» сочетает в себе интерактивные модули вопросов с подробной справочной системой для конкретных вопросов, чтобы вовлечь учащихся в упражнения по мышлению, размышлению и обучению.Версия 5 — это наша лучшая версия Minds On Physics. Существует полнофункциональная бесплатная версия и платная версия, которая легко интегрируется с нашей системой отслеживания задач и предлагает некоторые весьма привлекательные функции.
С задачами, ответами и решениями, The Calculator Pad предлагает начинающим изучающим физику возможность покорить самую страшную часть курса физики — задачи по физике. Каждая задача сопровождается скрытым ответом, который можно открыть, нажав кнопку.И каждое аудиоуправляемое решение не только объясняет, как решить конкретную проблему, но и описывает привычки, которые можно использовать для решения любой проблемы.