※ 引述《heybro (魔法肥宅見習生)》之銘言：
: 他在1905年發表了幾乎是他畢生成就的四篇論文，這四篇一個就等於好幾個科學家的
:一生 ，他這個時候大概領先了當代物理學幾年？
: 奇蹟是指他在這年發表的文章領先世界N年嗎？
小魯來跟鄉民解釋這個我大學同樣的疑惑,那時候我是個熱愛數學的屁孩,上課有一些
老師會酸愛因斯坦數學不好,但是這就奇怪了,既然愛因斯坦數學不好,那怎麼數學比他好的
幾乎不為外人所認識? 也就是當時只是不知道為什麼大家都認識愛因斯坦卻不認識數學家
後來才知道愛因坦是一個成就非常扯的物理學家
人類公認的奇蹟年有二個,因為這二個奇蹟年的成就的確讓人類在物質上有非常豐富
的報酬,同時也代表著一種人類對精神層次的一種讚嘆吧?
一個是牛頓的1666年,他發現了微積分,萬有引力,光學和廣義二項式定理等等,但是
這是牛頓自己晚年的回憶,所以這個只能當故事聽聽,愛因斯坦1905年這個奇蹟年是唯一在
論文有公開紀錄的,再者愛因斯坦當時其實活在一個物理已死的時代,應該懂歷史的物理人
會跟你津津樂道"二朵烏雲"故事,其實也不完全如此悲觀,那時候是熱統計物理開始的工作,
這件事情跟愛因斯坦也有巧妙的連結,等會就知道
物理學史上說的兩朵烏雲是什麼？
https://kknews.cc/zh-tw/science/r9xgnzx.html
除了這二個問題沒解決,天上飛的,地上爬的,幾乎已經被物理學家研究
透徹,也就是說19世紀末20世紀初物理學家只能做小數點精確的測量的工作
除了那令人討厭的流體力學的湍流,物理學家最後也放棄了,簡單的留給機械系,困難
的留給數學系,非常物理也非常重要的流體力學變成物理系失傳的學科orz
一朵烏雲是黑體輻射變成了量子論的誕生,這個被愛因斯坦的好友Max Planck玩弄
數學而解釋了紫外災難,但是Planck一輩子不相信量子論,愛因斯坦1905年解釋光電效應
的論文才真正賦予量子論物理意義,也就是愛因斯坦才是量子論革命的發動者
另外一朵烏雲,麥可遜—莫雷實驗 就是困惑人類非常久的乙太問題,就是光
到底如何傳播? 某方面從電磁學來看,光似乎不需要介質,而且光速恆定,這個問題其實非
常難,就是為什麼光速在同一個介質一定是固定的? 我認為這問題是由1905年愛因斯坦的
狹義相對論"暫時"解決,因為愛因斯坦的相對論也把我們21世紀物理人逼入絕境orz
狹義相對論最重要的是讓理論物理二座大廈互相調和,就是牛頓力學和Maxwell電磁學
原本有一個很大的矛盾,愛因斯坦的狹義相對論讓這二個學科不但沒有衝突,反而用數學
漂亮的論證原來牛頓力學狹義相對論只是速度很小的特殊情況,牛頓力學和電磁學並沒有
衝突,只因為日常生活的人速度太慢無法感受,所以狹義相對論讓這二個物理學科變成物理
最重要的基石(大二物理系必修),並且時間和空間第一次真正相連再一起
這跟愛因斯坦的哲學思想也符合,就是物理的一致性,狹義相對論最偉大的成就就是
愛因斯坦的E=mc^2,但是當初的論文真的不是這個符號,這個是愛因斯坦的疑惑,這個思想實驗
其實Benson的普物有精彩的說明,愛因斯坦常給一個思想實驗,然後用數學精確地論證
後來E=mc^2也讓當時原子能開啟的時代賦予物理解釋,到了核能和原子彈已經是很後面
愛因斯斯坦的布朗運動最重要就是證明了原子和分子的存在,鄉民想看看你認為
你所學到最重要的物理概念是什麼? 費曼說如果地球滅亡要重新恢復文明,留給子孫最重要
的概念是
一切物質是原子組成的
對吧,如果沒有原子的概念,你的化學課本有化學鍵就可以丟了,整個氣體動力論
全部用能量寫最後一定會無法解釋(正如世紀天才演的那樣)
我也是很後面才知道某方面物理是化學甚至生科的母親
間接證明了原子存在這件事情是愛因斯坦1905年才真正第一次用數學證明,因為愛因斯坦
時代有所謂的唯能論和原子論之爭,據說原子的概念這是人類爭執最久的科學之問,
後來間接證明了原子存在這件事情是愛因斯坦1905年才真正第一次用數學證明,並且是第一
個解釋布朗運動的人,有人會說法國數學家Louis Bachelier在1900年就研究隨機過程
https://en.wikipedia.org/wiki/Louis_Bachelier
這個我就不懂不方便給解釋,總之有愛因斯坦證明了原子的概念,原子才真正進入了物理,
化學甚至生命科學,熱統計物理才有了一個全新的認識
到愛因斯坦的廣義相對論更是了不起,廣義相對論幾乎是愛因斯坦創建的,這個在
數學上成就也是了不起,當時鮮少人研究微分幾何變成了數學最重要的學科之一,愛因斯坦
注入了這個數學新生命之外,廣義相對論的物理讓愛因斯坦變成和牛頓相提並論的科學家
廣義相對論才讓人類開始理解宇宙的奧秘和演化,沒有廣義相對論,宇宙學只是一個哲學家
空談或是活在牛頓,Laplace時代的認識,廣義相對論讓人類得以知道宇宙的奧秘,比如恆星
的演化,黑洞的形成等等,一切的秘密都在愛因斯坦方程裡
愛因斯坦還有很多成就比如1917年思考雷射的原理,還有引進宇宙常數等等
總之20世紀的三大物理革命有2.5個革命是愛因斯坦發動的,今天的物理框架還是無法逃脫
愛因斯坦的相對論和幾千人想出來的量子力學
最後提一下愛因斯坦對量子力學的看法,愛因斯坦認為量子力學不完備,他
認為必須要有一種隱變數才真正理解量子世界,他不認為量子的世界是隨機的
比如電子的軌道真的永遠無法理解嗎? 物理只有可觀察量才是真正的物理量嗎?
愛因斯坦和海森堡曾經有精彩的辯論,海森堡模仿愛因斯坦放棄乙太的方式想出量子力學
但是我們念物理都知道,比如時間他必須用時鐘測量,但是隱藏時鐘在後面真正的意義呢?
我認為是很有道理的,但是沒有人能像他那樣推翻量子力學orz
我也是最近看世紀天才愛因斯坦才想起當年燃燒物理魂,希望對鄉民有幫助,
謝謝