Einstein對理論物理學的影響

李闖

摘要：在人類科學發展歷史上，Einstein堪稱“巨人”，他在學術領域所作出的貢獻無疑的杰出的，尤其的相對論和量子理論的提出，更成為現代物理學研究的基礎。Einstein涉獵廣泛，具有勇敢的探索和求證精神，同時也是一位具備強烈社會責任感的科學家、思想家，在理論物理研究領域，Einstein的研究成果影響尤其深遠。

關鍵詞：Einstein；理論物理；相對論；量子力學

1879年3月14日，Einstein出生于一個德國猶太家庭，從小性格內向，熱愛科學并勤于思考，對于數學、物理學的興趣尤其濃厚，受家庭教育影響，Einstein的科學啟蒙比常人更早。對于現代物理研究而言，1905年無疑的里程碑一樣的年份，這一年，Einstein以《分子大小的新測定方法》一文為其大學生涯畫上了完美句號，后獲得博士學位，同年在德國《物理學年鑒》上表了《關于光的發生和轉變的一個新觀點》、《從熱的分子運動論看靜止液體中懸浮粒子的運動》和《論運動物體的電動力學》三篇論文，分別提出了狹義相對論，光量子理論，攀登上現代理論物理研究中的制高點。

一、Einstein在理論物理研究中的貢獻

1、提出狹義相對論。Einstein是繼牛頓之后物理學發展史上的又一位杰出人物，他所提出的狹義相對論理論，不但構建起思維時空一理論框架，使人類在時空認識上邁出了新的一步，而且以相對論為基礎，結合力學定律建立起“相對論力學”。預言如果速度增加，那么慣性質量也會隨之增加。根據相對論進行推理，提出質能理論，也就是E=mc2，該理論的提出為核能研究奠定了堅實基礎。迄今為止，理論物理研究中仍以相對論為基礎，同時在量子力學、電力學方面也起到了重要影響[1]。

2、提出廣義相對論。廣義相對論的提出是人類科學進步、思想拓展的杰出成果，其理論本質在于引力理論。Einstein的學術成就之所以備受推崇，是因為他將引力概念與空間概念相融合，進而形成時間結構，實現了物理學與幾何學有機融合，引力能夠通過幾何語言進行詮釋，從而使抽象的引力結構變得直觀而生動，這也是迄今為止現代物理學發展的黃金坐標點，邁出了人類探索宇宙結構的重要一步。Einstein所提出的宇宙“有限無界”理論至今無人企及，使宇宙物理研究從猜想思辨階段進入到現代科學的具體研究中，并形成獨立的研究領域。在現代理論物理研究中，“對稱性支配相互作用”是廣義相對論的延伸，也是人類探索未知領域的新途徑。

3、推動量子論發展。在量子論研究中， Einstein的學術成果對該理論體系的發展起到了重要的推動作用。以Plonk的“能量量子”理論為基礎，Einstein提出了光量子理論，指出光束無論是在傳播、輻射還是吸收過程，都具有其量子性，進而為廣電效應做出完美詮釋。Einstein將量子理論和波動理論進行了并列融合，首次提出光的“波粒二象性”。這一觀點的提出為后期物質波理論的發展提供了一句，從而使量子力學發展有了新的方向[2- 4]。

Einstein將量子理論與物質內部震動理論相結合，提出了比熱值和溫度的關系；結合光化學原理，構建起光化學定律，同時提出了輻射傳導、吸收的計算理論，為后世激光技術發展應用創造了完善的理論基礎。而且Einstein與Bose共同提出“BoseEinstein”計算理論，促進了光子理論研究的重大發展。

二、Einstein對后世理論物理研究的影響

1、勇于探索，善于求證。任何科學研究都需要豐富的想象力，以探索未知領域的科學規律。Einstein以其獨具匠心的思想實驗充分發揮其想象力，從而使知識理論與科學實踐得到了有機融合，推動其科學思維深入發展，同時也激發了Einstein探索未知世界的勇氣和熱情。如果沒有思想實驗的推動，相對論的產生和形成將遙遙無期，尤其是廣義相對論很難形成獨立理論體系。Einstein曾說過：“天才的成就源于不斷的探索和求證”。

2、物理與數學的融合推動理論物理研究發展。數學語言能夠更精準的詮釋科學語言，是科學研究中不可或缺的重要表達工具，同時也是科學走向成熟和完善的標志。物理學與數學關系密切，兩者不可分割，物理概念與數學概念實現了高度融合，并納入同一體系內。狹義相對論以幾何語言詮釋出四維空間結構，廣義相對論則以黎曼幾何為研究載體，量子力學則以希爾伯特空間理論為主導，在數學與物理學的研究探索中，Einstein功不可沒。

3、哲學的指導作用。Einstein不但對自然科學研究中成績斐然，同時也對哲學具有濃厚興趣，他曾經和哲學專業大學生探討專業問題，哲學思想在Einstein的物理研究中無處不在，在哲學思想的指導下，他能夠有更高的思想站位和思維視野，他的科學視野更廣闊，對于科學理論的理解和認識也更為深刻。將哲學思維融合到物理學研究中可謂Einstein的創舉，而且事實證明，他的這一創舉促進了理論物理學的高度發展，是Einstein科學理論體系形成的重要指導思想[5]。

4、堅持世界統一性思想。Einstein信奉“自然和諧”理論，他認為自然萬物都會以和諧統一的形式存在，而且在其科學研究中也始終貫穿這一思想。他能夠以最簡約的筆調描繪出深奧的世界圖像，從而為理論物理的發展形成重要影響。雖然Einstein的“統一場論”并未獲得證實，但是迄今為止，這一思想仍有巨大的鼓舞作用，推動現代物理研究不斷前進。

三、結語

在理論物理研究中，Einstein提出在物質空間內并非呈現歐幾里德空間狀態，而是以黎曼空間狀態存在，這一理論為四維空間探索提出了鮮明的指導方向。在近現代理論物理研究中，Einstein的成就如同里程碑一般，彰顯出人類文明進步的高度，同時也為后世物理研究發展奠定了堅實基礎。

參考文獻

[1] 木本榮. 量子引力有效理論的若干問題[D].電子科技大學，2015.

[2] 黃志洵. 影響物理學發展的8個問題[J]. 前沿科學，2013，（03）：59-85.

[3] 薛永紅. 追溯歷史訴諸哲學 撥散量子理論迷霧[J]. 科技導報，2013，（08）：80.

[4] 孫昌璞. 量子理論若干基本問題研究的新進展[J]. 物理學進展，2001，（03）：317-360.

[5] 楊振寧，樂光堯. 愛因斯坦對理論物理學的影響[J]. 自然辯證法通訊，1981，（02）：27-33.endprint