電動力學論文(電動力學論文選題)

謝謝大家對電動力學論文問題集合的提問。作為一個對此領域感興趣的人，我期待著和大家分享我的見解和解答各個問題，希望能對大家有所幫助。

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愛因斯坦的資料

愛因斯坦是當代最偉大的物理學家。他熱愛物理學，把畢生獻給了物理學的理論研究。人們稱他為20世紀的哥白尼、20世紀的牛頓。

愛因斯坦生長在物理學急劇變革的時期，通過以他為代表的一代物理學家的努力，物理學的發展進入了一個新的歷史時期。由伽利略和牛頓建立的古典物理學理論體系，經歷了將近200年的發展，到19世紀中葉，由于能量守恒和轉化定律的發現，熱力學和統計物理學的建立，特別是由于法拉第和麥克斯韋在電磁學上的發現，取得了輝煌的成就。這些成就，使得當時不少物理學家認為，物理學領域中原則性的理論問題都已經解決了，留給后人的，只是在細節方面的補充和發展。可是，歷史的進程恰恰相反，接踵而來的卻是一系列古典物理學無法解釋的新現象：以太漂移實驗、元素的放射性、電子運動、黑體輻射、光電效應等等。在這個新形勢面前，物理學家一般企圖以在舊理論框架內部進行修補的辦法來解決矛盾，但是，年輕的愛因斯坦則不為舊傳統所束縛，在洛倫茲等人研究工作的基礎上，對空間和時間這樣一些基本概念作了本質上的變革。這一理論上的根本性突破，開辟了物理學的新紀元。

愛因斯坦一生中最重要的貢獻是相對論。1905年他發表了題為《論動體的電動力學》的論文，提出了狹義相對性原理和光速不變原理，建立了狹義相對論。這一理論把牛頓力學作為低速運動理論的特殊情形包括在內。它揭示了作為物質存在形式的空間和時間在本質上的統一性，深刻揭露了力學運動和電磁運動在運動學上的統一性，而且還進一步揭示了物質和運動的統一性（質量和能量的相當性），發展了物質和運動不可分割原理，并且為原子能的利用奠定了理論基礎。隨后，經過多年的艱苦努力，1915年他又建立了廣義相對論，進一步揭示了四維空時同物質的統一關系，指出空時不可能離開物質而獨立存在，空間的結構和性質取決于物質的分布，它并不是平坦的歐幾里得空間，而是彎曲的黎曼空間。根據廣義相對論的引力論，他推斷光在引力場中不沿著直線而會沿著曲線傳播。這一理論預見，在1919年由英國天文學家在日蝕觀察中得到證實，當時全世界都為之轟動。1938年，他在廣義相對論的運動問題上取得重大進展，即從場方程推導出物體運動方程，由此更深一步地揭示了空時、物質、運動和引力之間的統一性。廣義相對論和引力論的研究，60年代以來，由于實驗技術和天文學的巨大發展受到重視。 另外，愛因斯坦對宇宙學、用引力和電磁的統一場論、量子論的研究都為物理學的發展作出了貢獻。

愛因斯坦不僅是一個偉大的科學家，一個富有哲學探索精神的杰出的思想家，同時又是一個有高度社會責任感的正直的人。他先后生活在西方政治漩渦中心的德國和美國，經歷過兩次世界大戰。他深刻體會到一個科學工作者的勞動成果對社會會產生怎樣的影響，一個知識分子要對社會負怎樣的責任。

愛因斯坦一心希望科學造福于人類，但他卻目睹了科學技術在兩次世界大戰中所造成的巨大破壞，因此，他認為戰爭與和平的問題是當代的首要問題，他一生中發表得最多的也是這方面的言論。他對政治問題第一次公開表態，就是1914年簽署的一個反對第一次世界大戰的聲明。他對政治問題的最后一次發言，即1955年4月簽署的“羅素—愛因斯坦宣言”，也仍然是呼吁人們團結起來，防止新的世界大戰的爆發。

在20世紀思想家的畫廊中，愛因斯坦，就是公正、善良、真理的化身。他的品格與天地日月相爭輝，他的科學貢獻，人類將萬世景仰。

本書不僅以翔實的史實勾勒出愛因斯坦偉大的一生，而且也從人類文化的源頭上探尋著愛因斯坦思想、人格的精神底蘊。在書中，玄奧的物理學理論、傳奇般的故事，在讀者理喻20世紀歷史文化進程的視野中，或許會形成一個既有深度、又有趣味的立體畫面。同時，我們將在歷史氛圍中去理解愛因斯坦，也將在現實情境中去悄然接受愛因斯坦的精神感召。

愛因斯坦曾以理性之劍為當代物理學辟出一條新路，也曾以理性之劍揮斬人間的妖魔鬼怪，而今天，這把理性之劍在哪里？我們是否該去尋找這把理性之劍？這是愛因斯坦留下的一個碩大問號。每一個走向21世紀的人都該在這個問號面前沉思默想，都應該接過愛因斯坦的理性之劍，為和諧、公正的21世紀而努力

愛因斯坦因他的光子理論而獲得諾貝爾物理學獎。其實愛因斯坦對相對論的貢獻遠為重要，但是諾貝爾評獎委員會對激進的相對論持謹慎的態度。事實上迄今諾貝爾獎從未為理論相對論家頒發過。引導愛因斯坦以及后代科學家生涯的最大動機，不是財富，不是名聲，也不是別的更高尚的目標。他們的主要動機是科學的好奇心和科學的美學。

愛因斯坦是歷史上繼牛頓之后最偉大的科學家。他是狹義相對論的重要發現者，他對量子理論的創立具有重大的貢獻，而廣義相對論，亦即現代引力論的建立，則應全部歸功于他。

十九世紀末期，麥克斯韋成功地把電學和磁學統一在他的電磁理論中，從他的方程推導出，電磁波在真空中傳播的速度剛好是光速，于是他斷定光波應是電磁波的一種。麥克斯韋因為家族遺傳的疾病，只活了四十八歲，因此沒有看到電磁波實驗的成功。在牛頓的絕對空間、絕對時間以及伽利略的舊的相對性原理框架中，只有以無限速度運動的物體，在相對勻速運動的坐標系中才具有相同的速度，即無限速度。而牛頓的萬有引力認為是以無限速度傳遞的，所以在麥克斯韋之前，牛頓物理學被認為是自洽的，而電磁波是以有限速度傳播的，在舊的相對論框架中，它的速度會因坐標系的選取而改變，這樣他的方程只能在一個特定的坐標系中成立，這個坐標系被認為是相對于一種稱為以太的媒介靜止。于是尋求以太的存在便成為科學的主題。邁克爾遜 —— 莫雷實驗的結果否認了以太的存在。愛因斯坦在 1905 年發表了一篇題為 “ 運動物體的電動力學 ” 的論文，指出如果將時間和空間組成四維的時空，而在參考系進行相對勻速運動時，時空坐標遵照所謂的洛倫茲線性變換，則一切物理定律包括麥克斯韋方程都應采取相同的形式。這樣一來，以太的存在便完全是多余的。愛因斯坦在發

表狹義相對論之前是否知悉邁克爾 —— 莫雷的實驗仍是科學史上的一個懸案。

這篇論文拋棄了牛頓的絕對時空觀，導致物理學上的一場革命。由洛倫茲變換導出的尺縮、鐘慢以及雙生子佯謬都和人們的直覺相抵觸。而著名的質能等效公式則是核能乃至核武器的理論根據。

1900 年普朗克為了解決黑體輻射的紫外災難問題，提出了輻射的量子理論，即是光輻射必須采取一種稱作量子的波包形式。但是只有在愛因斯坦提出光子理論之后，人們才真正接受光可以粒子即光子的形式存在。普朗克曾經是愛因斯坦關于狹義相對論第一篇論文的審稿人。既然光波可以作為粒子而存在，那么電子等物質粒子能否以波動而存在呢？這是法國的一名研究生德 · 布羅依的設想，愛因斯坦得知后立即支持這一激進的假說。這些都是量子理論發現的前奏。愛因斯坦因他的光子理論而獲得諾貝爾物理學獎。其實愛因斯坦對相對論的貢獻遠為重要，但是諾貝爾評獎委員會對激進的相對論持謹慎的態度。事實上迄今諾貝爾獎從未為理論相對論家頒發過。終其一生，愛因斯坦從未接受量子理論為終極理論，他認為量子力學只是一種唯象理論，而終極理論必須是決定性的。我們知道，就現狀而言，量子力學并不自洽。它仍然在忍受著愛因斯坦 —— 羅遜 —— 帕多爾斯基佯謬的折磨。近年的一些研究似乎在一定程度上解脫了薛定諤貓佯謬對它的折磨。

狄拉克把狹義相對論和量子力學相結合，得到了極富成果的量子場論。量子場論是描述一切微觀粒子的理論框架。從狄拉克方程可以場論。量子場論是描述一切微觀粒子的理論框架。從狄拉克方程可以推導出反粒子的概念。量子電動力學可能描述電子、光子、正電子的

湮滅、創生和相互轉變。人們由此進而發展出當代粒子物理學。

愛因斯坦說過，如果他不發表狹義相對論，則在五年之內必有他人發表。其實當時洛倫茲和彭加萊已經非常接近這個結果了。可惜洛倫茲無法掙脫舊的時空觀，而彭加萊又主要是一位杰出的數學家，因此只有眼光敏銳、思維深邃的愛因斯坦擔任這項歷史任務。值得提到

的是，當時洛倫茲已是世界聞名的物理學家，彭加萊是法國首位數學家，而愛因斯坦大學畢業后，連中學教員的職務都找不到，借助朋友介紹才在伯爾尼專利局任一名職員。

他接著說，如果他不在 1915 年發表廣義相對論，則人們至少得等待五十年。這個估計是非常合情理的。廣義相對論是狹義相對論和引力論相結合的成果。它的一個實驗基礎是伽利略在比薩斜塔進行的自由落體實驗，即引力質量和慣性質量的等效性。但是為了充分闡釋其物理含義，人們等待了三百年之久，也就是等待到廣義相對論的發現。所以若不是愛因斯坦，再等待五十年是很有可能的。我們在瀏覽愛因斯坦文集第六卷時，就可以看到他所進行的多次不成功嘗試，這是人類理智的蹣跚學步。他認為引力場和其他物質場不同，它是以時空的曲率來體現的，物質使時空彎曲，而時空又是物質的載體，脫離物質的時空曲率即是引力波。所謂廣義相對論原理即是，物理定律對任何坐標變換都采用相同的形式，而狹義相對論原理是，物理定律只對任坐標變換都采用相同的形式，而狹義相對論原理是，物理定律只對任何洛倫茲線性變換都采取相同的形式。引力場由所謂的愛因斯坦方程所制約。它是非線性的，有別于以往所有的場方程。所以物質的運動方程被愛因斯坦方程所隱含。引力場方程是二階的，以時空為自變量，以度規為因變量的帶有橢圓型約束的雙曲型偏微分方程。其復雜而美妙對任何曾與之打交道的人都留下深刻的印象。

在廣義相對論的框架內，愛因斯坦進行了引力紅移、水星近日點進動以及光線受引力場折射等計算。而他關于光線在太陽引力場附近受到折射的預言在 1919 年西非日食的觀測中得到證實。他的方程如此難解，以至于他在這些計算中，使用的只是一個近似解，所依賴的主要是他的無比的物理洞察力。而球面對稱的準確解 —— 史瓦茲解是在此之后才找到的。

他首次用引力場方程來研究宇宙的整體，開創了理論宇宙學的新學科。可惜由于穩態宇宙的觀念是如此根深蒂固，使他拒絕了演化宇宙的解，他還為此在場方程中引進一項宇宙常數，從而人類失去了一項重大的科學預言機遇！ 1929 年哈勃觀察到星系光譜紅移和距離的線性關系，即所謂哈勃定律。人們把紅移歸結于宇宙的膨脹，并斷言宇宙是由于一百多億年前的一次大爆炸產生的，這就是所謂的標準的大爆炸宇宙學。

他的場方程還得出緊致物體的引力坍縮的解，即史瓦茲解及其推廣，這就是描述黑洞的解。但是愛因斯坦認為物質不可能如此緊致，并著文認為這是荒謬的。但是歷史證明，黑洞是天體物理中最重要的物體，近年天文觀測，使人們普遍認為在星系中心存在巨大質量的黑洞。事實上，宇宙本身和黑洞正是理論物理學最美妙的研究對象。如果撇開宇宙和黑洞，則物理學的光彩將會大為遜色！

愛因斯坦在布朗運動、作為激光機制的基礎的輻射理論、玻色 —— 愛因斯坦統計及其凝聚現象都有關鍵性貢獻。他和玻爾有關量子力學的論爭是科學史上曠日持久的影響深遠的事件。他堅信自然界中的一切相互作用都可統一成一種作用。統一場論是科學皇冠上的鉆石！當代的超對稱、超引力、超弦理論都是統一場論路途上的種種嘗試。

相對論在近四十年來有了長足的進展，尤其經典相對論已成為成熟的學科。相對論在近世的進步，主要歸功于彭羅斯和霍金。彭羅斯利用全局分析以及拓撲工具，賦予高深的相對論計算以鮮明的物理意義，以他命名的彭羅斯圖對于時空猶如費因曼圖對于粒子物理那樣重要。霍金和彭羅斯一道證明了奇勝定理。他單獨證明了黑洞面積定理以及黑洞視界面積代表黑洞的熵。他的黑洞蒸發理論把量子場論、廣義相對論以及統計物理統一起來，其理論的瑰麗，猶如一道佛光，令人目眩神搖。而他的量子宇宙學的無邊界假說，是研究宇宙創生的科學理論。

利用全局分析以及拓撲工具，賦予高深的相對論計算以鮮明的物理意。

筆者認為，引導愛因斯坦以及后代科學家生涯的最大動機，不是財富，不是名聲，也不是別的更高尚的目標（尤其是財富和名聲可以憑借其他更快捷的手段獲取）。他們的主要動機是科學的好奇心和科學的美學。我們可以在歷史中找到許多例子，有多少人恰恰是為了科學犧牲世俗中的健康、財富和名聲。但是普天之下人們所擁有的一切除了科學發現和藝術創造的喜悅之外都是可能被剝奪的。人類對好奇和美的不懈追求將把人類帶向更美妙的未來！

寫于愛因斯坦一百二十周年生日前夕

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這一次我執著面對 任性地沉醉 我并不在乎 這是錯還是對

就算是深陷 我不顧一切 就算是執迷 我也執迷不悔

在 20 世紀 700 人（次）的諾貝爾獎頒獎歷史當中，恐怕愛因斯坦獲獎時引起的麻煩最多，而獲獎原因更是奇怪得獨此一家。很早就不斷有人提名他為侯選人，但由于種種幾乎無法置信的理由卻一直沒有成功。 1922 年，他才終于獲得了補發的 1921 年度的諾貝爾物理學獎。 1909 年 10 月，德國著名化學家奧斯特瓦爾德首先提名愛因斯坦為 1910 年諾貝爾物理學獎候選人，推薦理由是愛因斯坦狹義相對論的偉大貢獻。以后他又于 1912 年、 1913 年再度提名愛因斯坦。那時反對相對論的勢力很強，評獎委員會沒有把獎給愛因斯坦情有可原。 1912 年，德國物理學家普林斯海姆推薦愛因斯坦（推薦理由還是他在相對論方面的成就）為獲獎候選人時，寫了一句很有分量的話：“我相信諾貝爾獎委員會很少有機會為一件具有類似意義的工作而頒獎。”

從后來物理學的發展來看，普林斯海姆的話非常準確。但令人遺憾和驚訝的是，諾貝爾獎委員會卻千真萬確地沒有因 20 世紀最偉大的理論之一——相對論而頒獎給愛因斯坦。恐怕無論怎么說，這也是諾貝爾獎頒獎史上的極大缺憾。

1919 年 11 月，英國皇家學會會長 J. J. 湯姆遜（ 1906 年獲諾貝爾物理學獎）就鄭重宣稱：“（愛因斯坦的引力理論）是牛頓時代以來最重要的進展，是人類思想上最高的成就之一。”當時科學界最有權威的人士之一的荷蘭物理學家洛倫茲（ 1903 年獲諾貝爾物理學獎），在 1919 年 9 月 22 日寫信給埃倫菲斯特說：“（日食觀測的結果）是所曾得到過的對一種理論的最光輝的證實之一，而且也很適于鋪設通往諾貝爾獎的道路。”甚至連一開始勸愛因斯坦“不要搞什么廣義相對論，即使搞出來了也沒有人信”的普朗克，也在 1919 年 1 月 19 日因廣義相對論的成就提名愛因斯坦為獲獎侯選人，理由是他邁出了超越牛頓的第一步。 1921 年有更多的人因廣義相對論而提名愛因斯坦，但諾貝爾獎委員會因為還有不少人（但都不是一流科學家）反對相對論而猶豫不決，導致當年的諾貝爾物理學獎空缺。那么多最有權威的科學家的意見，委員會都能置之不顧，由此可以想見諾貝爾委員會里的保守勢力多么強大。

在 1919 年以前，無論是狹義還是廣義相對論，每年都會突然冒出一些反對意見或證實其有誤的實驗，而提出這些反對意見和實驗結果的人，又多不是等閑之輩，有的還是非常著名的科學家（或哲學家），因而引起諾貝爾獎委員會有些猶豫也不是完全不可理解的事情。但是到了 1919 年英國日食遠征考察隊以確鑿的觀測證明了愛因斯坦的新引力定律后，委員會的猶豫就頗讓人費解了。 1919 年，許多以前獲得諾貝爾獎的科學家繼續提名愛因斯坦，其中包括瓦爾堡、勞厄、普朗克等人，原因是廣義相對論；瑞典的物理化學家阿列紐斯（ S. A. Arrhenius ）因布朗運動提名愛因斯坦為獲獎后選人。但委員會最后提出的報告中卻認為，“如果愛因斯坦因為統計物理學……而不是因為他的其他主要論文而獲獎，那是會使學術界感到奇怪的”。意思是說愛因斯坦的統計力學論文的質量沒有他的相對論方面研究的質量高；但是對于廣義相對論，卻又建議等到 1919 年 5 月 29 日的日食觀測的結果出來以后再說。由于結果在 1919 年 9 月 6 日才正式公布（愛因斯坦的廣義相對論被證實），結果 1919 年的物理學獎授給了“發現極隧射線的多普勒效應以及電場作用光譜線的分裂現象”的德國的斯塔克。

1920 年有更多的科學家提名愛因斯坦因廣義相對論而獲獎，因為 1919 年已經由觀測日食證實了廣義相對論的一個預言。玻爾也第一次開始提名愛因斯坦，他特別提到相對論是“第一位的和最重要的”，還說，“在這里，我們面臨著物理學研究發展中最有決定性意義的進步”。委員會讓阿列紐斯（一位物理化學家！）寫一篇關于廣義相對論的評價報告。阿列紐斯那時還一直揣摩和跟隨德國科學家對愛因斯坦的意見。當德國的諾貝爾獲獎者勒納和斯塔克在大力反對愛因斯坦和相對論時，他也極力反對愛因斯坦因為相對論獲獎。他在報告中指出：紅移實驗尚未被實驗證實； 1919 年日食考察的結果有許多人提出了批評、質疑；而近日點效應，阿列紐斯不幸錯誤地附和了德國科學家革爾克的意見。革爾克于 1916 年曾提出，水星近日點的進動早就由德國物理學家格伯解決了。其實，愛因斯坦在 1917 年就正確地分析過，格伯的理論基礎以及革爾克的意見是建立在相互矛盾的假說之上。結果 1920 年諾貝爾物理學獎在哈瑟伯格（ Bernhard Hasseberg ）的堅持下，授予了瑞士裔的法國一位冶金學家紀堯姆，原因是“發現鎳鋼合金的反常性以及它在精密物理學中的重要性”。幾乎所有的物理學家包括紀堯姆自己對這一決定都大吃一驚，只有法國和瑞士人高興。這一決定讓不少人搖頭。

1921 年，普朗克在一封簡短而有力的信中，再次提名愛因斯坦因為廣義相對論的貢獻為獲獎后選人，還有許多著名科學家如愛丁頓、賴曼等等，都提名愛因斯坦。瑞典烏普薩拉大學的奧席恩（ C.Oseen ）提名愛因斯坦因光電效應獲獎。

委員會讓烏普薩拉大學的眼科醫學教授古爾斯特蘭德（ A.Gullstrand ， 1911 年獲生理學和醫學獎）寫一份關于廣義相對論的評價報告，讓阿列紐斯寫一份關于光電效應的評價報告。古爾斯特蘭德根本不懂物理學，更不用說相對論了，但是他偏要到物理學評選委員會來，而且自不量力地要決定物理學的評獎！古爾斯特蘭德在瑞典很有權威，他以他的全部權威反對愛因斯坦獲獎，他曾私下對人說：“絕對不能讓愛因斯坦獲獎，哪怕全世界支持他1結果可想而知：他完全是外行地嚴厲批評了相對論，說它們根本沒有被實驗嚴格證實。這真是應了一句中國話：“喬太守亂點鴛鴦譜。”還有一位瑞典皇家科學院院士、物理學獎評委會成員哈瑟伯格聽說有可能因為相對論而授予愛因斯坦諾貝爾物理學獎，他在病床上提出抗議，反對因相對論而授獎給愛因斯坦，他寫道：“將猜想放在授獎的考慮之列，是極不可取的。”

瑞典科學界在 20 世紀早期過分注重實驗物理學，而將理論輕視為純粹的猜想。哈瑟伯格在瑞典很有權威，他一直堅持認為精確測量“是使我們能夠深入了解物理定律的根本和主要條件，是走向新發現的唯一道路，是科學進步的不二法門”。這正是霍爾頓（ G.Holton ）所說的“實驗主義”哲學。這種哲學在 1900 年前后在物理學界十分流行，但是到了 20 世紀 20 年代前后，多數國家物理學界有了不同的看法，并且選擇了不同的研究方式，但是瑞典物理學界（尤其是當權的烏普薩拉學派）的眼光仍然十分狹隘。哈瑟伯格和古爾斯特蘭德等人甚至認為愛因斯坦的相對論是一種“病態”物理，侵蝕了以前人們所持的正確的信念，與西方文明的古希臘傳統的真、善、美觀念完全相反。他們認為愛因斯坦沒有做過任何實驗，他的理論不是由實驗歸納出來的；他修改基本假設，將不同的物理領域歸納成為一個統一的理論。這對他們這些實驗物理學家來說簡直是形而上學的工作，不是科學的一部分，是科學中的達達主義（ dadaism ）的表現。是可忍，孰不可忍！？

阿列紐斯是斯德哥爾摩大學的教授，以前他因自己提出的電離理論受過烏普薩拉大學的壓制，因此并不滿意哈瑟伯格和古爾斯特蘭德那種過分偏愛實驗的狹隘態度，但是他對于愛因斯坦獲獎仍然持不支持的態度。他說， 1918 年普朗克剛剛因為量子論獲獎，再緊接著因量子論頒獎給愛因斯坦，不妥；如果真要因光電效應頒獎，就應該給予實驗物理學家。他還建議， 1921 年干脆不頒發物理學獎。結果， 1921 年真的沒頒獎給物理學，而其他 4 項獎照常頒發（當時還沒有經濟獎）。這也是諾貝爾獎史上的一次非常奇特的行為。

1922 年，推薦信又陸續寄到了委員會，推薦愛因斯坦的著名科學家越來越多。法國物理學家布里淵甚至在信上寫道：“試想：如果諾貝爾獲獎者的名單上沒有愛因斯坦的名字，那 50 年代以后人們的意見將會是怎樣。”這時，形勢已經不再是愛因斯坦盼望得諾貝爾獎，而是諾貝爾委員會非得以某種授獎原因把諾貝爾獎授予愛因斯坦了。因為，愛因斯坦在科學界的名聲如日中天。有些人認為，如果愛因斯坦不先得獎，再無法考慮其他候選人；有些人還說，愛因斯坦的威望已經比諾貝爾獎還要高。

普朗克建議， 1921 年的物理學獎補發給愛因斯坦， 1922 年的給玻爾。

委員會又讓古爾斯特蘭德寫關于相對論的報告，其結果可想而知；但幸虧委員會這次讓理論物理學家奧席恩（而不是物理化學家阿列紐斯！）來寫光電效應的報告。這時哈瑟伯格已經去世，委員會的空缺由奧席恩填補，因此他的意見將會受到比以前更多的重視。奧席恩懂得理論物理學，雖然古爾斯特蘭德仍然錯誤地堅持認為“為相對論辯是一個信仰問題”，但是沒有人看重他的意見了；而且古爾斯特蘭德知道奧席恩很懂得理論物理，也不敢挑戰奧席恩的推薦。而奧席恩則充分顯示出策略大師的水平。他采用兩條策略：一，將授獎原因限制在光電效應定律上，不談“理論”（即光子理論，當時很少人相信它）；二，指出愛因斯坦的成就，不同的研究者有不同的興趣，這就避免光電效應不如相對論重要而又引起爭論。對愛因斯坦更有利的是阿列紐斯到 1922 年轉而支持愛因斯坦。這種轉變的主要原因，是他到柏林親自會見了愛因斯坦，親眼看到柏林科學界對愛因斯坦的尊敬和愛戴；而原先他十分敬重的勒納和斯塔克已經名望盡失，受到德國科學界主流的鄙視。

于是，委員會決定繞過相對論這個“爭論太多”的障礙，直接以光電效應定律的貢獻把 1921 年空缺下來的物理學獎授予愛因斯坦，而將 1922 年的授予玻爾。

1922 年，大約是 9 月 18 日，諾貝爾獎物理學委員會主席阿列紐斯給愛因斯坦寫的信中說：“你很有可能在 12 月份應該到斯德哥爾摩。如果那時您在日本，可能不太合適。”同一天，勞厄也寫了一封信給愛因斯坦：“根據我昨天得到的可靠消息， 11 月份將著手諾貝爾獎的推選工作，因此 12 月份你最好呆在歐洲。”

可這時，愛因斯坦已經與日本《改造社》簽訂了合同，他不能違背合同。他于 9 月 22 日給阿列紐斯回信說：“合同已經使我非去日本不可，我不可能推遲我的旅行日期。……希望不要因此取消對我的邀請，但我延后一段時間可以前往瑞典。”

在大勢所趨的形勢下，愛因斯坦終于在 1922 年得到了 1921 年的諾貝爾獎，諾貝爾獎委員會雖然留下了種種遺憾和可供指責的地方，但是他們終于正確地把諾貝爾獎授給了最應該得到它的人。也許讓愛因斯坦感到好笑的是，當他看到授獎通知時上面特別指出：他在獲獎演說時僅限于正式的授獎理由，而不得提到相對論。上帝保佑，由于愛因斯坦要到日本作學術演講，躲過了 12 月的正式授獎典禮。

到次年 7 月去瑞典的哥德堡做演講時，阿列紐斯卻暗示說：“人們肯定會因相對論演講而感謝您。” 7 月 11 日，愛因斯坦在 2000 名聽眾面前作了題為《相對論的基本思想和問題》的報告。瑞典國王古斯塔夫五世也在座聆聽。

愛因斯坦的貢獻有哪些

愛因斯坦是人類歷史上最具創造性才智的人物之一。

他一生中開創了物理學的四個領域：狹義相對論、廣義相對論、宇宙學和統一場論。他是量子理論的主要創建者之一，在分子運動論和量子統計理論等方面也做出了重大貢獻。?

愛因斯坦于1905年發表了《論動體的電動力學》的論文，提出了狹義相對性原理和光速不變原理，建立了狹義相對論。據此他進一步得出質量和能量相當的質能公式E=mc2 。

狹義相對論揭示了作為物質的存在形式的空間和時間的統一性，力學運動和電磁運動學上的統一性，進一步揭示了物質和運動的統一性，為原子能的利用奠定了理論基礎。?

1915年愛因斯坦創建了廣義相對論，進一步揭示了四維空間時間物質的關系。

根據廣義相對論的引力論，他推斷光處于引力場中不沿直線而是沿著曲線傳播，1919年這種預見在英國天文學家觀察日蝕中得到證實。

1938年愛因斯坦在廣義相對論的運動問題上獲得重大進展，從場方程推導出物體運動方程，由此進一步揭示了時空、物質、運動和引力的統一性。?

愛因斯坦在量子論方面做出了巨大貢獻。1905年他提出能量在空間分布不是連續的假設，認為光速的能量在傳播，吸收和產生過程中具有量子性，并圓滿地揭示了光電效應。這是人類認識自然過程中，歷史上首次揭示了輻射的波動性和粒子性的統一。

1916年愛因斯坦在關于輻射的量子論的論文中，提出了受激輻射的理論，為今天的激光技術打下了理論基礎。?

廣義相對論之后，愛因斯坦在宇宙與引力和電磁的統一場論兩方面進行探索。為了證明天體在空間中靜止的分布，以引力場為根據，提出了一個有限無邊的靜止的宇宙模型，該模型是不穩定的。從引力場方程可預見星系分離運動，后來的天文觀測到這種星系分離運動。

愛因斯坦發表過哪些論文？

1901-1904年，在德國權威雜志《物理學年鑒》上發表了5篇有關熱力學和黑體輻射等方面的研究。

1905年3月，《關于光的產生和轉變的一個啟發性觀點》，文中提出光量子學說和光電效應的基本定律，并在歷史上第一次揭示了微觀物體的波粒二象性，從而圓滿地解釋了光電效應。（為此獲得1921年諾貝爾物理學獎）

1905年4月，《分子尺度的新測定》（獲蘇黎世大學哲學博士學位）

1905年5月，《根據分子運動論研究靜止液體中懸浮微粒的運動》（有力地提供了原子真實存在布朗運動的證明）

1905年6月，長篇文獻《論動體的電動力學》（完整提出了著名的狹義相對論理論，開創了物理學的新紀元）

1905年9月，《物體慣性和能量的關系》（提出了質量和能量的關系E=mc^2，為原子核能的釋放和利用奠定了理論基礎）

1916年《廣義相對論基礎》（提出了大質量物體的存在可引起時空連續場的彎曲，為黑洞、大爆炸等新的宇宙論提供了理論依據）

大學物理電磁學或電磁學論文

電磁學是物理學的一個分支。電學與磁學領域有著緊密關系，廣義的電磁學可以說是包含電學和磁學，但狹義來說是一門探討電性與磁性交互關系的學科。 主要研究電磁波，電磁場以及有關電荷，帶電物體的動力學等等。

電磁學或稱電動力學或經典電動力學。之所以稱為經典，是因為它不包括現代的量子電動力學的內容。電動力學這樣一個術語使用并不是非常嚴格，有時它也用來指電磁學中去除了靜電學、靜磁學后剩下的部分，是指電磁學與力學結合的部分。這個部分處理電磁場對帶電粒子的力學影響。

電磁學的基本理論由19世紀的許多物理學家發展起來，麥克斯韋方程組通過一組方程統一了所有的這些工作，并且揭示出了光作為電磁波的本質。

電磁學的基本方程式為麥克斯韋方程組，此方程組在經典力學的相對運動轉換（伽利略變換）下形式會變，在伽里略變換下，光速在不同慣性座標下會不同。保持麥克斯韋方程組形式不變的變換為洛倫茲變換，在此變換下，不同慣性座標下光速恒定。

二十世紀初邁克耳孫-莫雷實驗支持光速不變，光速不變亦成為愛因斯坦的狹義相對論的基石。取而代之，洛倫茲變換亦成為較伽利略變換更精密的慣性座標轉換方式。

靜磁現象和靜電現象很早就受到人類注意。中國遠古黃帝時候就已經發現了磁石吸鐵、磁石指南以及摩擦生電等現象。系統地對這些現象進行研究則始於16世紀。1600年英國醫生威廉·吉爾伯特(William Gilbert，1544～1603)發表了<論磁、磁飽和地球作為一個巨大的磁體>(Demagnete，magneticisque corporibus et de magnomagnete tellure)。他總結了前人對磁的研究，周密地討論了地磁的性質，記載了大量實驗，使磁學從經驗轉變為科學。書中他也記載了電學方面的研究。

愛因斯坦VS牛頓誰更強

愛因斯坦更偉大,因為做出的貢獻比牛頓大。　　愛因斯坦的貢獻　　物質不滅定律，說的是物質的質量不滅；能量守恒定律，說的是物質的能量守恒。　　雖然這兩條偉大的定律相繼被人們發現了，但是人們以為這是兩個風馬牛不相關的定律，各自說明了不同的自然規律。甚至有人以為，物質不滅定律是一條化學定律，能量守恒定律是一條物理定律，它們分屬于不同的科學范疇。　　愛因斯坦認為，物質的質量是慣性的量度，能量是運動的量度；能量與質量并不是彼此孤立的，而是互相聯系的，不可分割的。物體質量的改變，會使能量發生相應的改變；而物體能量的改變，也會使質量發生相應的改變。　　在狹義相對論中，愛因斯坦提出了著名的質能公式：E＝mc^2　　（這里的E代表物體的能量，m代表物體的質量，c代表光的速度，即每秒30萬公里。）　　按照愛因斯坦的理論，如果把1克溫度為0℃的水，加熱到100℃水吸收了100卡的熱量，這時水的質量也相應增加了。按照質能關系公式計算，1克水的質量增加了0.00000000000465克。　　愛因斯坦的理論，最初受到許多人的反對，就連當時一些著名物理學家也對這位年青人的論文表示懷疑。然而，隨著科學的發展，大量的科學實驗證明愛因斯坦的理論是正確的，愛因斯坦才一躍而成為世界著名的科學家，成為20世紀世界最偉大的科學家之一。　　愛因斯坦的質能關系公式，正確地解釋了各種原子核反應：就拿氦4來說，它的原子核是由2個質子和2個中子組成的。照理，氦4原子核的質量就等于2個質子和2個中子質量之和。實際上，這樣的算術并不成立，氦核的質量比2個質子、2個中子質量之和少了0.0302原子質量單位[57]！這是為什么呢？因為當2個氘[dao]核（每個氘核都含有1個質子、1個中子）聚合成1個氦4原子核時，釋放出大量的原子能。生成1克氦4原子時，大約放出2700000000000焦耳的原子能。正因為這樣，氦4原子核的質量減少了。　　這個例子生動地說明：在2個氘原子核聚合成1個氦4原子核時，似乎質量并不守恒，也就是氦4原子核的質量并不等于2個氘核質量之和。然而，用質能關系公式計算，氦4原子核失去的質量，恰巧等于因反應時釋放出原子能而減少的質量！　　這樣一來，愛因斯坦就從更新的高度，闡明了物質不滅定律和能量守恒定律的實質，指出了這兩條定律之間的密切關系，使人類對大自然的認識又深化了一步。　　沒有什么大自然的奧秘，是人類所不能認識的；但是，大自然的奧秘又是無窮無盡的。人類永遠沒有一天完全認識得了大自然，沒有一天可以完全知道它的奧秘。只有永不知足，才能不斷前進。　　物質不滅定律和能量守恒定律，是自然界的偉大定律。它來自客觀實際，又在客觀實際中久經考驗。多少年來，這兩條定律經受了千萬次考驗，象經得起風吹雨打的寶石一樣，閃耀著奪目的光芒。　　物質不滅定律和能量守恒定律，已經成為現代自然科學的基石，同時，它也從根本上給宗教的唯心主義觀點以致命的打擊，因為物質是不能憑空創造的，也不能憑空消滅，所以誰也不再相信什么上帝創造萬物，上帝創造世界的反科學的謬論了。另外，它還雄辯地說明，世界上永遠不會有“永動機”。想不花費勞動就從大自然中獲取能源，是不可能的。　　定律是客觀存在著的。人，雖然不能去“創造”定律，“改造”定律，但是，人可以去發現定律，掌握定律，利用定律。現在，物質不滅宣告和能量守恒守律已經被千百萬人所掌握。人們正在利用物質不滅定律和能量守恒定律，去征服自然，改造自然，揭開大自然的秘密！　　著作　　《關于光的產生和轉化的一個啟發性觀點》　　《分子大小的新測定方法》　　《熱的分子運動論所要求的靜液體中懸浮粒子的運動》《論動體的電動力學》　　《物體的慣性同它所含的能量有關系嗎？》　　《狹義相對論》　　《廣義相對論》　　牛頓的成就　　力學方面的貢獻　　牛頓在伽利略等人工作的基礎上進行深入研究，總結出了物體運動的三個基本定律（牛頓三定律）：①任何物體在不受外力或所受外力的合力為零時，保持原有的運動狀態不變，即原來靜止的繼續靜止，原來運動的繼續作勻速直線運動。②任何物體在外力作用下，運動狀態發生改變，其動量隨時間的變化率與所受的合外力成正比。通常可表述為：物體的加速度與所受的合外力成正比，與物體的質量成反比，加速度的方向與合外力的方向一致。③當物體甲給物體乙一個作用力時，物體乙必然同時給物體甲一個反作用力，作用力和反作用力大小相等，方向相反，而且在同一直線上。這三個非常簡單的物體運動定律，為力學奠定了堅實的基礎，并對其他學科的發展產生了巨大影響。第一定律的內容伽利略曾提出過，后來R.笛卡兒作過形式上的改進，伽利略也曾非正式地提到第二定律的內容。第三定律的內容則是牛頓在總結C·雷恩、J·沃利斯和C·惠更斯等人的結果之后得出的。　　牛頓是萬有引力定律的發現者。他在1665～1666年開始考慮這個問題。1679年，R·胡克在寫給他的信中提出，引力應與距離平方成反比，地球高處拋體的軌道為橢圓，假設地球有縫，拋體將回到原處，而不是像牛頓所設想的軌道是趨向地心的螺旋線。牛頓沒有回信，但采用了胡克的見解。在開普勒行星運動定律以及其他人的研究成果上，他用數學方法導出了萬有引力定律。　　牛頓把地球上物體的力學和天體力學統一到一個基本的力學體系中，創立了經典力學理論體系。正確地反映了宏觀物體低速運動的宏觀運動規律，實現了自然科學的第一次大統一。這是人類對自然界認識的一次飛躍。　　牛頓指出流體粘性阻力與剪切率成正比。他說：流體部分之間由于缺乏潤滑性而引起的阻力，如果其他都相同，與流體部分之間分離速度成比例。現在把符合這一規律的流體稱為牛頓流體，其中包括最常見的水和空氣，不符合這一規律的稱為非牛頓流體。　　在給出平板在氣流中所受阻力時，牛頓對氣體采用粒子模型，得到阻力與攻角正弦平方成正比的結論。這個結論一般地說并不正確，但由于牛頓的權威地位，后人曾長期奉為信條。20世紀，T·卡門在總結空氣動力學的發展時曾風趣地說，牛頓使飛機晚一個世紀上天。　　關于聲的速度，牛頓正確地指出，聲速與大氣壓力平方根成正比，與密度平方根成反比。但由于他把聲傳播當作等溫過程，結果與實際不符，后來P.-S.拉普拉斯從絕熱過程考慮，修正了牛頓的聲速公式。　　數學方面的貢獻　　17世紀以來，原有的幾何和代數已難以解決當時生產和自然科學所提出的許多新問題，例如：如何求出物體的瞬時速度與加速度？如何求曲線的切線及曲線長度（行星路程）、矢徑掃過的面積、極大極小值（如近日點、遠日點、最大射程等）、體積、重心、引力等等；盡管牛頓以前已有對數、解析幾何、無窮級數等成就，但還不能圓滿或普遍地解決這些問題。當時笛卡兒的《幾何學》和瓦里斯的《無窮算術》對牛頓的影響最大。牛頓將古希臘以來求解無窮小問題的種種特殊方法統一為兩類算法：正流數術（微分）和反流數術（積分），反映在1669年的《運用無限多項方程》、1671年的《流數術與無窮級數》、1676年的《曲線求積術》三篇論文和《原理》一書中，以及被保存下來的1666年10月他寫的在朋友們中間傳閱的一篇手稿《論流數》中。所謂“流量”就是隨時間而變化的自變量如x、y、s、u等，“流數”就是流量的改變速度即變化率，寫作等。他說的“差率”“變率”就是微分。與此同時，他還在1676年首次公布了他發明的二項式展開定理。牛頓利用它還發現了其他無窮級數，并用來計算面積、積分、解方程等等。1684年萊布尼茲從對曲線的切線研究中引入了和拉長的S作為微積分符號，從此牛頓創立的微積分學在大陸各國迅速推廣。　　微積分的出現，成了數學發展中除幾何與代數以外的另一重要分支——數學分析（牛頓稱之為“借助于無限多項方程的分析”），并進一步進進發展為微分幾何、微分方程、變分法等等，這些又反過來促進了理論物理學的發展。例如瑞士J.伯努利曾征求最速降落曲線的解答，這是變分法的最初始問題，半年內全歐數學家無人能解答。1697年，一天牛頓偶然聽說此事，當天晚上一舉解出，并匿名刊登在《哲學學報》上。伯努利驚異地說：“從這鋒利的爪中我認出了雄獅”。　　牛頓在前人工作的基礎上，提出“流數(fluxion)法”，建立了二項式定理，并和G.W.萊布尼茨幾乎同時創立了微積分學，得出了導數、積分的概念和運算法則，闡明了求導數和求積分是互逆的兩種運算，為數學的發展開辟了一個新紀元。　　光學方面的貢獻　　牛頓曾致力于顏色的現象和光的本性的研究。1666年，他用三棱鏡研究日光，得出結論：白光是由不同顏色(即不同波長)的光混合而成的，不同波長的光有不同的折射率。在可見光中，紅光波長最長，折射率最小；紫光波長最短，折射率最大。牛頓的這一重要發現成為光譜分析的基礎，揭示了光色的秘密。牛頓還曾把一個磨得很精、曲率半徑較大的凸透鏡的凸面，壓在一個十分光潔的平面玻璃上，在白光照射下可看到，中心的接觸點是一個暗點，周圍則是明暗相間的同心圓圈。后人把這一現象稱為“牛頓環”。他創立了光的“微粒說”，從一個側面反映了光的運動性質，但牛頓對光的“波動說”并不持反對態度。1704年，他出版了《光學》一書，系統闡述他在光學方面的研究成果。　　熱學方面的貢獻　　牛頓確定了冷卻定律，即當物體表面與周圍有溫差時，單位時間內從單位面積上散失的熱量與這一溫差成正比。　　天文學方面的貢獻　　牛頓1672年創制了反射望遠鏡。他用質點間的萬有引力證明，密度呈球對稱的球體對外的引力都可以用同質量的質點放在中心的位置來代替。他還用萬有引力原理說明潮汐的各種現象，指出潮汐的大小不但同月球的位相有關，而且同太陽的方位有關。牛頓預言地球不是正球體。歲差就是由于太陽對赤道突出部分的攝動造成的。　　哲學方面的貢獻　　牛頓的哲學思想基本屬于自發的唯物主義，他承認時間、空間的客觀存在。如同歷史上一切偉大人物一樣，牛頓雖然對人類作出了巨大的貢獻，但他也不能不受時代的限制。例如，他把時間、空間看作是同運動著的物質相脫離的東西，提出了所謂絕對時間和絕對空間的概念；他對那些暫時無法解釋的自然現象歸結為上帝的安排，提出一切行星都是在某種外來的“第一推動力”作用下才開始運動的說法。　　《自然哲學的數學原理》牛頓最重要的著作，1687年出版。該書總結了他一生中許多重要發現和研究成果，其中包括上述關于物體運動的定律。他說，該書“所研究的主要是關于重、輕流體抵抗力及其他吸引運動的力的狀況，所以我們研究的是自然哲學的數學原理。”該書傳入中國后，中國數學家李善蘭曾譯出一部分，但未出版，譯稿也遺失了。現有的中譯本是數學家鄭太樸翻譯的，書名為《自然哲學之數學原理》，1931年商務印書館初版，1957、1958年兩次重印。　　牛頓對自然的興趣　　由于牛頓在劍橋受到數學和自然科學的熏陶和培養，對探索自然現象產生極為濃厚的興趣。就在1665～1666年這兩年之內，他在自然科學領域內思潮奔騰，才華迸發，思考前人從未思考過的問題，踏進前人沒有涉及的領域，創建前所未有的驚人業績。1665年初他創立級數近似法以及把任何冪的二項式化為一個級數的規則。同年11月，創立正流數法（微分）；次年1月，研究顏色理論；5月，開始研究反流數法（積分）。這一年內，牛頓還開始想到研究重力問題，并想把重力理論推廣到月球的運行軌道上去。他還從開普勒定律中推導出使行星保持在它們軌道上的力必定與它們到旋轉中心的距離平方成反比。牛頓見蘋果落地而悟出地球引力的傳說，說的也是在此時發生的軼事。總之，在家鄉居住的這兩年中，牛頓以比此后任何時候更為旺盛的精力從事科學創造，并關心自然哲學問題。由此可見，牛頓一生的重大科學思想是在他青春年華、思想敏銳短短兩年期間孕育、萌發和形成的。　　1667年牛頓重返劍橋大學，10月1日被選為三一學院的仲院侶，次年3月16日選為正院侶。當時巴羅對牛頓的才能有充分認識。1669年10月27日巴羅便讓年僅26歲的牛頓接替他擔任盧卡斯講座的教授。牛頓把他的光學講稿(1670～1672)、算術和代數講稿(1673～1683)《自然哲學的數學原理》（以下簡稱《原理》）的第一部分(1684～1685)，還有《宇宙體系》(1687)等手稿送到劍橋大學圖書館收藏。1672年起他被接納為皇家學會會員，1703年被選為皇家學會主席直到逝世。其間牛頓和國內外科學家通信最多的有R.玻意耳、J.柯林斯、J.夫拉姆斯蒂德、D.格雷果理、E.哈雷、胡克、C.惠更斯、G.W.F.von萊布尼茲和J.沃利斯等。牛頓在寫作《原理》之后，厭倦大學教授生活，他得到在大學學生時代結識的一位貴族后裔C.蒙塔古的幫助，于1696年謀得造幣廠監督職位，1699年升任廠長，1701年辭去劍橋大學工作。當時英國幣制混亂，牛頓運用他的冶金知識，制造新幣。因改革幣制有功，1705年受封為爵士。晚年研究宗教，著有《圣經里兩大錯訛的歷史考證》等文。牛頓于1727年3月31日（儒略歷20日）在倫敦郊區肯辛頓寓中逝世，以國葬禮葬于倫敦威斯敏斯特教堂。　　《光學》和反射式望遠鏡的發明，光學和力學一樣，在古希臘時代就受到注意。用于天文觀測的需要，光學儀器的制作很早就得到了發展，光的反射定律早在歐幾里得時代已經聞名，但折射定律直到牛頓出生之前不久才為荷蘭科學家W.斯涅耳所發現。玻璃的制作早已從阿拉伯輾轉傳入西歐。16世紀荷蘭磨制透鏡的手工業大興。把透鏡適當組合成一個系統就可成為顯微鏡或望遠鏡。這兩種儀器的發明對科學發展起了重大作用。在牛頓之前，伽利略首先把他所制作的望遠鏡用在天象觀測上。枷利略式的望遠鏡是以一片會聚透鏡為目鏡、一片發散透鏡為物鏡的望遠鏡。還有當時盛行的由兩片會聚透鏡組成的開普勒望遠鏡。兩種望遠鏡都無法消除物鏡的色散。牛頓發明以金屬磨成的反射鏡代替會聚透鏡作為物鏡，這樣就避免了物鏡的色散。當時牛頓制成的望遠鏡長6英寸，直徑1英寸，放大率為30～40倍。經過改進，1671年他制作了第二架更大的反射式望遠鏡，并送到皇家學會評審。這臺望遠鏡被皇家學會作為珍貴科學文物收藏起來。為了制造反射式望遠鏡，牛頓親自冶煉合金和研磨鏡面。牛頓自幼愛好動手制模型，做試驗，這對他在光學實驗上的成功有極大幫助。光的顏色問題早在公元前就有人在作猜測，把虹的光色和玻璃片的邊緣形成的顏色聯系起來。從亞里士多德以來到笛卡兒都認為白光是純潔的、均勻的，是光的本質，而色光只是光的變種。他們都沒像牛頓那樣認真做過實驗。]

好了，關于“電動力學論文”的話題就講到這里了。希望大家能夠通過我的講解對“電動力學論文”有更全面、深入的了解，并且能夠在今后的工作中更好地運用所學知識。

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