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著名人物 中等 15 题

阿尔伯特·爱因斯坦历史测验

考验一下你对阿尔伯特·爱因斯坦的了解——从他革命性的相对论、因光电效应获得诺贝尔奖,到他逃离纳粹德国以及那封关于原子弹的关键信件。你能答对全部15道题吗?

回顾问题与答案

完成游戏后展开本节,回顾每道题、正确答案及历史解释。

  1. 阿尔伯特·爱因斯坦出生于哪个国家?

    德国

    阿尔伯特·爱因斯坦于1879年3月14日出生在德意志帝国符腾堡王国的乌尔姆。他还在襁褓中时,全家便搬到了慕尼黑。虽然爱因斯坦常被人与瑞士(他早年在此求学和工作)以及美国(他晚年定居于此)联系在一起,但他实际上出生并成长于德国。

    趣味知识: 爱因斯坦的生日3月14日(3/14)在国际上被庆祝为“圆周率日”,因为这个日期与数学常数π的前三位数字相吻合。

  2. 爱因斯坦的“奇迹年”指的是什么,发生在何时?

    1905年——他在担任专利局职员期间发表四篇开创性论文的那一年

    1905年,26岁的爱因斯坦在伯尔尼瑞士专利局担任职员期间,在《物理学年鉴》上发表了四篇具有革命性意义的论文。这些论文分别探讨了光电效应(证明光具有粒子性)、布朗运动(为原子存在提供了证据)、狭义相对论,以及质能等价关系(E=mc²)。其中任何一篇都足以成就一番事业;四篇合在一起则彻底改变了物理学的面貌。

  3. 爱因斯坦实际上是因为哪项发现获得1921年诺贝尔物理学奖的?

    对光电效应的解释

    爱因斯坦获得诺贝尔物理学奖是因为他对光电效应的解释,而非相对论。他1905年的论文证明,光由被称为“量子”(后称“光子”)的离散能量包组成,解释了为何只有当光照射金属表面的频率高于某一阈值时才会激发出电子,而与光强无关。诺贝尔委员会当时认为相对论争议过大,且尚未得到充分的实验验证。

    趣味知识: 爱因斯坦是在乘船前往日本的途中得知自己获得诺贝尔奖的。他将奖金作为离婚协议的一部分,全部给了他的第一任妻子米列娃·马里奇。

  4. 爱因斯坦著名的方程E=mc²表达的是什么?

    质量与能量的等价关系,即极少量的质量可以转化为巨大的能量

    E=mc²作为爱因斯坦1905年狭义相对论的一部分被提出,表明能量(E)等于质量(m)乘以光速的平方(c²)。由于光速是一个极其巨大的数值(约每秒30万公里),即使极少量的质量也对应着巨大的能量。这一方程是核能与核武器的理论基础,在其中,微量的物质被转化为巨大的能量。

  5. 爱因斯坦1905年提出的狭义相对论的核心洞见是什么?

    物理定律对所有非加速观察者都相同,且光速无论观察者如何运动都保持恒定

    狭义相对论建立在两条基本假设之上:物理定律在所有惯性(非加速)参照系中都是相同的,且真空中的光速对所有观察者而言,无论其相对运动状态如何,都是恒定不变的。从这两个看似简单的前提出发,爱因斯坦推导出了革命性的结论:时间膨胀(运动中的时钟走得更慢)、长度收缩,以及质量与能量的等价关系。

  6. 爱因斯坦1915年提出的广义相对论从根本上重新定义了什么?

    引力,将其描述为由质量和能量所导致的时空弯曲

    广义相对论于1915年11月完成,它以一种几何化的描述取代了牛顿将引力视为一种超距作用力的观念:大质量物体会使时空结构发生弯曲,而其他物体则沿着这一弯曲几何中的路径运动。这一理论预言了诸如引力使光线弯曲、引力时间膨胀以及引力波等现象——所有这些后来都得到了实验验证。

    趣味知识: GPS卫星必须同时考虑狭义与广义相对论所带来的时间效应——如果没有这些修正,GPS定位每天将产生约10公里的偏差。

  7. 1919年发生的哪一事件首次为广义相对论提供了重要的实验验证,并使爱因斯坦一举成为世界名人?

    亚瑟·爱丁顿的日全食观测显示星光在太阳附近发生弯曲

    1919年5月29日的日全食期间,英国天文学家亚瑟·爱丁顿率领探险队前往普林西比岛(非洲西海岸外)和索布拉尔(巴西),拍摄太阳附近恒星的照片。照片显示,星光受太阳引力的偏折程度,正与广义相对论所预言的数值——约1.75角秒——相吻合。这一结果于1919年11月公布后,登上了全世界的头版新闻,爱因斯坦一夜之间成为国际名人。

  8. 爱因斯坦为何于1932年12月离开德国?

    他因纳粹党的崛起以及针对犹太人日益加剧的迫害而离开

    1932年12月,正值阿道夫·希特勒与纳粹党巩固权力之际,爱因斯坦离开了德国。作为一位知名的犹太裔知识分子和和平主义者,爱因斯坦成为纳粹敌意的目标——他的著作被贴上“犹太物理学”的标签,他的书籍也在纳粹焚书活动中被付之一炬。他从此再未返回德国。他移居美国,在新泽西州普林斯顿的高等研究院任职,并在那里度过了余生。

  9. 1939年8月的“爱因斯坦—西拉德信件”有何重要意义?

    它警告罗斯福总统德国可能正在研制原子弹,并敦促美国启动自己的核研究

    1939年8月2日,爱因斯坦签署了一封信(主要由物理学家利奥·西拉德起草),致信富兰克林·D·罗斯福总统,警告称近期的核裂变研究可能导致制造出极具破坏力的炸弹,纳粹德国也可能正在研发此类武器。这封信促成了“铀顾问委员会”的成立,并最终催生了“曼哈顿计划”。爱因斯坦后来将签署这封信称为他一生中“唯一犯下的大错”。

    趣味知识: 尽管爱因斯坦在启动核计划一事上发挥了作用,他本人却从未获得参与曼哈顿计划本身的安全许可——联邦调查局认为,鉴于他的和平主义立场及左翼政治关系,他属于安全风险人物。

  10. 广岛和长崎遭原子弹轰炸后,爱因斯坦对使用核武器持何种立场?

    他成为核裁军与国际原子能管控的积极倡导者

    1945年8月日本遭受原子弹轰炸后,爱因斯坦成为核裁军与国际合作的热忱倡导者。1946年,他帮助创立了“原子科学家紧急委员会”,以提高公众对核武器危险性的认识。在1955年去世前不久,他与伯特兰·罗素共同签署了《罗素—爱因斯坦宣言》,呼吁世界各国领导人以和平方式解决国际冲突。

  11. 1952年爱因斯坦曾获邀出任哪一著名职位,但他婉言谢绝了?

    以色列国总统

    1952年11月,在哈伊姆·魏茨曼逝世后,以色列总理戴维·本-古里安向爱因斯坦提出出任以色列总统一职。爱因斯坦礼貌地婉拒了,他写道自己缺乏“妥善处理人际关系所需的天赋与经验”。尽管以色列总统一职在很大程度上属于礼仪性职务,爱因斯坦仍认为自己不适合担任任何正式的公职,并希望继续从事科学研究。

  12. 爱因斯坦一生的最后三十年致力于追求哪种统一理论,却未获成功?

    结合引力与电磁力的统一场论

    从20世纪20年代中期直至1955年去世,爱因斯坦致力于寻找一种能将引力(由广义相对论描述)与电磁力融合进单一数学框架的统一场论。这一探索最终未能成功,也使他日益脱离物理学主流,因为大多数物理学家已将研究重心转向量子力学。物理学中对统一理论的追求延续至今,尽管其形式已是爱因斯坦当年无法预见的。

  13. 爱因斯坦与量子力学之间是什么关系?

    他为量子理论早期发展做出了关键贡献,但后来反对其概率性诠释

    爱因斯坦是量子理论的奠基人之一——他1905年关于光电效应的论文,以及1917年关于受激辐射的研究,都是具有开创性的量子理论贡献。然而,他对哥本哈根诠释依赖概率与不确定性的做法日益感到不安。他那句著名的质疑——“上帝不会掷骰子”——反映出他坚信量子力学并非错误,而是尚不完备。他1935年的EPR悖论论文对量子力学提出了挑战,但最终反而证实了其预言的正确性。

    趣味知识: 爱因斯坦1917年关于受激辐射的论文,为激光的发明奠定了理论基础,而激光直到1960年——他去世五年后——才被真正制造出来。

  14. 1955年爱因斯坦去世后,他的大脑发生了什么?

    病理学家托马斯·哈维在未获家属最初许可的情况下将其保存下来

    1955年4月18日爱因斯坦去世后,负责尸检的病理学家托马斯·哈维在未获爱因斯坦本人或其家属明确事先许可的情况下,取出了他的大脑。哈维将大脑保存了数十年,偶尔将切片寄给研究人员。爱因斯坦本人其实曾要求火化,他的骨灰被撒在一个未公开的地点。哈维后来从爱因斯坦之子汉斯·阿尔伯特那里获得了追溯性的许可。

    趣味知识: 对爱因斯坦大脑的研究发现了若干不寻常的特征,包括与数学和空间推理相关的顶叶区域异常发达,以及高于平均水平的胶质细胞密度。

  15. 爱因斯坦是哪一年正式成为美国归化公民的?

    1940年

    爱因斯坦于1940年10月1日正式成为美国归化公民,同时保留了瑞士国籍。他于1933年离开德国后抵达美国,此后一直居住在新泽西州普林斯顿,在高等研究院工作。此后他终身保持美国公民身份,并积极参与美国公共生活,倡导民权、反对麦卡锡主义。