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飛羽,鱗尾,貓的眼瞳

愛因斯坦特展-展覽筆記

4/2/2018

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推。大推。非常推!而且建議聽導覽員解說,導覽老伯講解的比我大學教授還清楚明瞭簡單易懂!畢業了這麼多年我終於搞懂了量子力學。(我當年怎麼修過的我都很好奇ry

​生平事蹟就不介紹了,谷歌維基都寫了很詳細可以自己查。直奔重點:


1905年是愛因斯坦的奇蹟年,他在這一年發表了4篇論文。

分別是光電效應、布朗運動、狹義相對論(差不多是廣義相對論的前導)、質能守恆公式(也就是E = mc^2,雖然當時是用m=E/[c^2]方式表現)。
​

光電效應:

  • 就是光照射在金屬上時,金屬會游離出電子,稱為光電子。太陽能發電就是應用光電效應。
  • 光的頻率很重要。
        光的頻率小於某特定值時,入射光強度再大也不會產生光電子。
        但光的頻率大於該定值時,入射光強度再小都能產生光電子。
  • 打破古典牛頓力學派對於光是波的理論,愛因斯坦提出光是粒子(光子)組成的,這些光子並非均勻分布於粒子束,而光子的能量與光的頻率有關。

布朗運動:

1827年布朗發現靜止的液體中,有懸浮粒子(花粉)隨機移動,但他無法解釋這些懸浮粒子為何隨機運動的機制。

愛因斯坦提出懸浮粒子是因為受比懸浮粒子更小的水分子碰撞才產生隨機移動,證實了液體「分子」的存在,推得液體黏滯性、分子擴散、熱平衡時能量的擾動性質等等等,在熱力學貢獻重大成就。​

狹義相對論:

直接舉例說明比較快。

A靜坐在地上往上拋出蘋果:
──────────
       ↑  ↓
──────────



B靜坐在地移動火車往上拋出蘋果,A觀察B會發現蘋果的移動路徑是:
──────────
      ↗   ↘
──────────

 

但B看自己的蘋果還是:
──────────
       ↑  ↓
──────────

是因為B和火車同樣速度前進(同一個座標系),和靜止地面上的A不同座標系。

斜線移動的B蘋果運動路徑比A蘋果長,但兩者運動時間相同,AB的蘋果運動的距離卻不同,是因為AB兩人的時空座標系不同。座標系不同的時間流逝速度也不同,所以時間並不是絕對的而是相對的。
 


狹義相對論另一個知名範例:雙子悖論。

把雙胞胎哥哥送上火箭以光速飛行太空中,時隔多年回到地球,會發現自己比雙胞胎弟弟還年輕。

因為火箭上的時間流逝速度與地球上的時間不同(也就是「時間膨脹」),兩個是不同座標系。火箭上流逝一秒,可能地球已經過了幾年。
 
用更清楚的說法:火箭上流逝的還是一秒,但是卻是「火箭鐘」的一秒,「火箭鐘」的一秒相等於「地球鐘」的幾十或幾百秒。
 
用更文藝的說法......移動中的時鐘時間流逝的速度比較慢。

也就是說,如果蒲島太郎搭乘的海龜是以光速游往龍宮ry,那確實回到人間發現已經過了幾十幾百年物是人非,也是有可能的!

很多奇幻故事裡例如精靈界的時間流逝速度與人間不同的設定,其實是合理的......!​

廣義相對論與質能轉換公式​E=mc^2:

1915年,愛因斯坦補足狹義相對論不足「重力場」的概念,提出廣義相對論。

……用我的話解釋就是宇宙中不同質量的星體會建立出不同重力場,受到不同重力場的影響,光的行進方向會偏移,打破古典力學「光是直線前進」的絕對定義。
 
這個理論在愛因斯坦生前某次日全蝕得到證明。在太陽後的某顆恆星理論上會被太陽擋住而無法觀測,但星光行經太陽附近因為太陽的重力場影響而偏折,所以還是被地球觀測到。
 
廣義相對論也解釋了「黑洞」:根據E=mc^2,質量轉換會損失,以能量形式釋放。

當一顆質量巨大的恆星收縮成體積小的時候,就會形成重力場極大的黑洞,導致就連行經附近的光線也會轉彎被吸收進黑洞,因為沒有光看不見任何東西所以一片漆黑,故名黑洞。
 
也就是說…光在同一個重力場內是直線前進沒錯,但在宇宙中穿梭在各種重力場之間會隨不同大小重力場偏移……
 
「……所以瑪利歐在不同地形可以轉換重力方向飛簷走壁是有可能的嘍?」

 

 E=mc^2也應用在核能核分裂和核融合,促進二戰原子彈的研究。

其他生平奇聞軼事:

  • 愛因斯坦差點成為以色列總統。
        愛因斯坦是猶太人,納粹掌權時他放棄德國國籍,來到美國。他反戰,支持以色列猶太人復國,甚至在第一任以色列總統過世後,以色列駐美國大使發信邀請愛因斯坦擔任總統,但愛因斯坦深知自己不適合政治回絕了。



  • 愛因斯坦……也是個大眾情人。一生身邊紅粉知己無數啊。(#
        他結過兩次婚。第一任是學生時搞大同學的肚子……是的先有後婚而且還是孩子出生了才補婚。後來離婚收場。

        據說他跟某位雕刻家的妻子關係曖昧,但後來那有夫之婦被爆料說其實是女間諜,但愛因斯坦寫給她的信完全沒有察覺她是女間諜的跡象……說實話雖然愛因斯坦建議美國總統研發核武避免德國搶先研究,但其實愛因斯坦沒有參與原子彈的研發與曼哈頓計畫,完全沒有刺探情報的價值。←這句粗體字是展覽原文。



  • 愛因斯坦熱愛音樂。他還為他的小提琴取名為「麗莎」。
       他母親是擅長鋼琴,愛因斯坦也拉的一手小提琴,每次推算理論或公式瓶頸時就拉小提琴,「然後一切難題就能解決」。

      我:「……很夏洛克.福爾摩斯。」友人:「我就在想為什麼這個設定這麼熟悉!」



  • 愛因斯坦的諾貝爾獎其實是頒給他的光電效應,而不是他最著名的相對論。
        導覽老伯:「但其實他1921年得獎時已經聲名大噪,不頒個諾貝爾獎給他好像說不過去,所以才趕快找個由頭頒給他。」

        我:「就像不頒給李奧納多奧斯卡獎說不過去一樣。」

        導覽:「沒錯!!!」

        而之所以用光電效應而不是用相對論是因為相對論只是個假說,還沒有實例驗證所以不符頒獎資格,只好用光電效應。直到相對論發表後的一百多年又有三位科學家發現證明了重力波也得到諾貝爾獎,才間接證實了愛因斯坦的相對論……可惜愛因斯坦已經死了諾貝爾獎不頒給死人所以也無法補頒相對論啦。

​ 


  • 愛因斯坦……根本就是實現孩子們夢想的老爺爺。
        晚年在美國,他收到來自各地孩子們的信。當然也有許多年輕科學家寫信請益。總之他有個秘書整理一大書櫃的信。

       「親愛的愛因斯坦教授,我和我父親打算造一艘火箭然後想邀請你一起和我們飛往火星或金星,因為我們需要一個很厲害的科學家且要會操控火箭!對了你介意我妹妹瑪麗也一起來嗎,她兩歲但她非常乖……」這孩子後來在Nasa工作。

        鄰居孩子數學題目寫不出來,跑去找愛因斯坦幫她做作業,愛因斯坦笑瞇瞇地請孩子餅乾點心然後叫告訴她:他可以教她數學但作業還是得她自己完成。他幽默道:「這小姑娘企圖用糖果賄賂我幫她寫作業!」

看完展的心得:愛因斯坦其實是個時空魔法師對吧對吧對吧!(腦汁已燒乾但很滿足www


​

​愛因斯坦特展-天才相對論 相關資訊

【日期】2018.01.12~2018.04.08
【時間】10:00~18:00
【地點】中正紀念堂 1展廳
【官網】https://www.facebook.com/einsteinexhibition/
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