日期:2022/12/04 IAE
愛因斯坦：他的生平、理論和對科學的影響
艾爾莎·哈維 (Ailsa Harvey)、伊麗莎白·豪威爾 (Elizabeth Howell)
如果沒有阿爾伯特·愛因斯坦，科學將何去何從？
阿爾伯特·愛因斯坦深刻地改變了物理學以及關於空間和時間的觀念。 （圖片來源：Bettmann / Contributor via Getty Images）
阿爾伯特·愛因斯坦經常被認為是 20 世紀最有影響力的科學家之一。 他的工作繼續幫助天文學家研究從引力波到水星軌道的一切事物。
幫助解釋狹義相對論的科學家方程式 – E = mc^2 – 甚至在那些不了解其基礎物理學的人中也很有名。 愛因斯坦也因其廣義相對論（對引力的解釋）和光電效應（解釋電子在特定情況下的行為）而聞名； 他在後者方面的工作為他贏得了 1921 年的諾貝爾物理學獎。
愛因斯坦還試圖將宇宙中的所有力統一在一個單一的理論或萬物理論中，但沒有成功，他在去世時仍在研究這個理論。
愛因斯坦於 1879 年 3 月 14 日出生在德國烏爾姆，這座小鎮如今的人口剛剛超過 12 萬。 他的房子曾經矗立著一塊小紀念牌（二戰期間被毀）。 根據諾貝爾獎網站(opens in new tab)，全家在他出生後不久搬到了慕尼黑，後來當他的父親在經營自己的企業時遇到問題時搬到了意大利。 愛因斯坦的父親赫爾曼經營著一家電化學工廠，他的母親寶琳負責照顧阿爾伯特和他的妹妹瑪麗亞。
研究阿爾伯特·愛因斯坦的學者漢斯-約瑟夫·庫珀 (Hans-Josef Küpper) 表示，愛因斯坦會在他的回憶錄中寫道，兩個“奇蹟”(opens in new tab) 深深地影響了他的早年。年輕的愛因斯坦在 5 歲時遇到了他的第一個奇蹟——指南針：他對看不見的力量 (opens in new tab) 可以使指針偏轉感到困惑。這將導致對看不見的力量的終生迷戀。第二個奇蹟發生在他 12 歲時，他發現了一本他崇拜的幾何書，稱它為“神聖的幾何書”。
與流行的看法相反，根據在線檔案（在新標籤中打開），年輕的阿爾伯特是一名好學生。他在物理和數學方面表現出色(opens in new tab)，但在其他科目上是一個更“中等”的學生，Küpper 在他的網站上寫道。然而，愛因斯坦反抗一些老師的專制態度，在 16 歲時輟學了。後來他參加了蘇黎世瑞士聯邦理工學院的入學考試，雖然他的物理和數學成績優異，但他的成績其他方面不及格，他沒有通過考試。這位有抱負的物理學家參加了額外的課程以彌補知識上的差距，並於 1896 年被瑞士理工學院錄取。1901 年，他獲得了教授物理和數學的文憑。
然而，根據他的諾貝爾獎傳記(opens in new tab)，愛因斯坦找不到教學職位，並於 1901 年開始在伯爾尼專利局工作。 正是在那裡，在分析專利申請的間隙，他在狹義相對論和後來使他成名的其他物理學領域開展了工作。
1903 年，愛因斯坦在蘇黎世與他的摯愛 Mileva Maric 結婚。他們的孩子 Hans Albert 和 Eduard 分別出生於 1904 年和 1910 年。（他們在 1902 年結婚前生下的孩子 Lieserl 的命運不詳 .) 愛因斯坦於 1919 年與 Maric 離婚，不久後與 Elsa Löwenthal 結婚。 洛文塔爾於 1933 年去世。
愛因斯坦的職業生涯使他到過多個國家。他於 1905 年在蘇黎世大學獲得博士學位，隨後在蘇黎世大學（1909 年）、布拉格大學（1911 年）和蘇黎世大學（1912 年）分別擔任教授職務。接下來，他移居柏林，成為威廉皇帝物理研究所所長和柏林大學教授（1914 年）。他也成為了德國公民。
1919 年，愛因斯坦的工作得到了重大驗證，當時英國皇家天文學會秘書長亞瑟·愛丁頓爵士率領一支探險隊前往非洲，測量了日全食期間恆星的位置。該小組發現，由於太陽周圍光線的彎曲，恆星的位置發生了變化。 （2008 年，BBC/HBO 製作了“愛因斯坦和愛丁頓(opens in new tab)”中的故事。）
愛因斯坦一直留在德國，直到 1933 年獨裁者阿道夫·希特勒上台。這位物理學家隨後放棄了德國國籍，移居美國，成為普林斯頓大學的理論物理學教授。他於 1940 年成為美國公民，並於 1945 年退休。
愛因斯坦在晚年一直活躍在物理學界。 1939 年，他寫了一封著名的信給富蘭克林·D·羅斯福總統，警告鈾可用於原子彈。
在愛因斯坦晚年，他與物理學家尼爾斯·玻爾就量子理論的有效性進行了一系列私下辯論。玻爾的理論佔了上風，愛因斯坦後來將量子理論納入他自己的計算中。
愛因斯坦於 1955 年 4 月 18 日死於主動脈瘤。據美國自然歷史博物館 (AMNH)（在新標籤頁打開）稱，他心臟附近的血管破裂了。當被問及是否願意接受手術時，愛因斯坦拒絕了。 “我想去的時候就去，”他說。 “人為延年，太雞肋了，我的份已經做了，該走了，我會優雅的去做。”
愛因斯坦的遺體——至少大部分——被火化了；據 AMNH 稱，他的骨灰被撒在一個未公開的地方。然而，據 BBC報導，普林斯頓醫院的醫生托馬斯·哈維有爭議地進行了屍檢，並移除了愛因斯坦的大腦和眼球。
Harvey 將數百個腦組織薄片切片放在顯微鏡載玻片上，並從多個角度拍攝了 14 張大腦照片(opens in new tab)。當他搬到堪薩斯州的威奇托時，他帶著腦組織、幻燈片和圖像，在那裡他是生物測試實驗室的醫學主管。
在接下來的 30 年裡，Harvey 向其他提出要求的研究人員發送了一些幻燈片，但將大腦的其餘部分保存在兩個玻璃罐中，有時放在啤酒冷卻器下的蘋果酒盒中。直到 1985 年，哈維和他的同事在實驗神經學雜誌上發表了他們的研究結果，愛因斯坦大腦的故事才基本被遺忘。
Blitz 寫道，哈維在 1988 年未能通過能力考試，他的行醫執照被吊銷。 哈維最終將大腦捐贈給了普林斯頓醫院，大腦的旅程就是從那裡開始的。 哈維於 2007 年去世。據 Live Science 報導，愛因斯坦的大腦碎片現存放於費城的穆特博物館。