爱因斯坦与诺贝尔奖.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,爱因斯坦的学术成就,1,E=mc,2,狭义相对论,博士论文,获诺贝尔奖之作,导致,Perrin,获诺贝尔奖,1905,776次,121次,423次,1625次,1672次,2,3,6,提名,Einstein,的人,Ostwald、Pringsheim、Schaefer、Wien、Naunyn、Chwolson、Ehrenhaft、Haas、Warburg、Weiss、von Laue、E.Meyer、S.Meyer、Planck、Arrhenius、Perrin、Svedberg、Gouy、WaldeyerHartz、Ornstein、Julius、Zeeman、Onnes、Bohr、Dllenbach、Eddington、Faffe、Marx、Nordstr,m、Walcott、Wiener、Lyman、Oseen、Sommerfeld、Brillouin、de Donder、Emden、Wagner、Langevin、Poulton,等人。,7,提名,Einstein,的领域,相对论；量子论；引力论；布朗运动；光量子；统计力学；临界乳光；比热；数学物理；光电效应；爱因斯坦德哈斯效应等。,提名最多的领域是相对论，包括狭义和广义相对论。但是，获奖的却是光电效应。,8,1921,光电效应,得奖年,：1921,得奖人,：A.Einstein,得奖项目,：for his services to theoretical physics,and especially for his discovery of the law of the photoelectric effect,瑞典皇家科学院秘书的信：“但是没有考虑您的相对论和引力理论一旦得到证实所应获得的评价”,9,检验,爱因斯坦,理论或与,爱因斯坦,理论密切相关的研究工作而获诺贝尔奖的,10,1923,单元电荷和光电效应实验研究,得奖年：1923,得奖人：R.A.Millikan,得奖项目：for his work on the elementary charge of electricity and on the photoelectric effect,说明：实验证明单元电荷和光电效应,11,1926,布朗运动,得奖年：1926,得奖人：J.B.Perrin,得奖项目：for his work on the discontinuous structure of matter,and especially for his discovery of sedimentation equilibrium,说明：首次实验证明Einstein的布朗运动理论,12,1927,康普顿效应,得奖年：,1927,得奖人：,A.H.Compton,得奖项目：,for his discovery of the effect named after him,说明：首次证明光子同时具有能量、动量、频率、波长,“E=h,p=h/”,13,1929,de Broglie,波,得奖年：,1929,得奖人：,Louis de Broglie,得奖项目：,for his discovery of the wave nature of electrons,说明：首次将爱因斯坦的光子的波粒二象性推广到电子,14,1951,E=mc,2,得奖年：,1951,得奖人：,Sir J.D.Cockcroft&E.T.S.Walton,得奖项目：,for their pioneer work on the transmutation of atomic nuclei by artificially accelerated atomic particles,说明：,“a verification was provided by this analysis for Einsteins law concerning the equivalence of mass and energy”,15,1964,受激辐射,得奖年：,1964,得奖人：,C.H.Townes,N.G.Basov,A.M.Prochorov,得奖项目：,for fundamental work in the field of quantum electronics,which has led to the construction of oscillators and amplifiers based on the maser-laser principle,说明：,maserlaser based on,受激辐射,16,1993,引力波,得奖年：,1993,得奖人：,R.A.Hulse,J.H.Taylor,Jr,得奖项目：,for the discovery of a new type of pulsar,a discovery that has opened up new possibilities for the study of gravitation,说明：验证了引力波,17,2001,BoseEinstein凝聚,得奖年：,2001,得奖人：,E.A.Cornell,W.Ketterle,C.E.Wieman,得奖项目：,for the achievement of Bose-Einstein condensation in dilute gases of alkali atoms,and for early fundamental studies of the properties of the condensates,18,与爱因斯坦工作间接有关而获诺贝尔奖的项目还有很多，如1967年的恒星能源（,H.Bethe,）等。,19,爱因斯坦,提名的人,20,Einstein,提名的人,1919,提名,Planck,1921,提名,Masaryk,（捷克总统）和平奖,1923,提名,FranckHertz,、LangevinWeiss、,Stern,Gerlach、Sommerfeld、,Compton,、,Wilson,、,Debye,1925,提名,Rondon,元帅和平奖；,Compton,1927,提名,Compton,1928,提名,de Broglie,、,Davisson,Germer、,Schr,dinger,、,Heisenberg,、,Born,、Jordan,21,Einstein,提名的人（续）,1931,提名,Schr,dinger,、,Heisenberg,1932,提名,Brown,和平奖；,Schr,dinger,1935,提名,Ossietzky,和平奖,1940,提名,Stern,、,Rabi,1945,提名,Pauli,1947,提名,Wallenberg,和平奖,1951,提名,Broch,文学奖；,Forster,和平奖,1954,提名青年阿利亚国际组织和平奖；,Bothe,22,爱因斯坦非常重视量子,爱因斯坦极力推荐和提名量子力学的创始人为诺贝尔奖候选人：,de BroglieSchr,dinger、Heisenberg、Born、Jordan,爱因斯坦曾对,Stern,说：“我在量子问题上费的心思，,100,倍于广义相对论。”,23,爱因斯坦的工作还会导致哪些诺贝尔奖？,24,量子信息学与量子纠缠,EPR effect,Entanglement,量子信息学,量子计算机,25,类星体与引力透镜效应,1979：Walsh，Carswell，Weymann,发现了首个类星体（,0957561,）的引力透镜现象。,随后，一大批引力透镜现象（包括爱因斯坦环、爱因斯坦弧等）被发现。,26,微波背景辐射各向异性的发现,COBE,卫星,WMAP,卫星,导致精确宇宙学、和谐宇宙学的建立,27,黑洞物理及其观测,黑洞物理以及黑洞天体物理,黑洞吸积及辐射,黑洞观测与证认,28,引力波的探测,间接检验引力波,已有,HulseTaylor,工作（已获奖）,双脉冲星观测,已有许多方案和卫星设计直接观测引力波,（很可能会导致新奖）,29,宇宙学与宇宙常数,爱因斯坦宇宙,宇宙常数,万有斥力,宇宙常数,三起三落,宇宙年龄,减速因子,加速膨胀的发现,暗能量,精确宇宙学、和谐宇宙学,大突破的前夕,30,引力与斥力,根据广义相对论,宇宙膨胀加速度(1/3)：,w=P/,c,2,。,只要w1/3，即负压强P,c,2,/3，便可得加速膨胀（斥力）。与斥力相应的“物质”便称”暗能量”。,通常情形下，在非,相对论时，压强近于零，因而正比于,密度，符合牛顿近,似。,31,宇宙常数,=c,2,/8G,P,=,c,4,/8G,是Einstein的宇宙常数，,在此情形下，w1。,Einstein引入宇宙常数,的故事。,引入另一种“物质”的对应项：,3,P,/c,2,32,起用,废弃,1,Einstein首次引入宇宙常数以构成静态宇宙。,Hubble发现宇宙膨胀后，Einstein废弃它。,2,为解决宇宙年龄困难，Hoyle等人再次启用它。,因Hubble常数测量的改善，再一次废弃它。,3,为了解释类星体在Z2附近特别丰富而又启用它。,发现类星体自身的演化而又一次废弃它。,宇宙常数,的三起三落历史,33,宇宙加速膨胀的发现,34,SN1006,宋朝,此次会议：SN1006一千年纪念,35,Ia型超新星,当吸积白矮星的质量达到,Chandrasekha极限,，白矮星的爆燃而导致的超新星爆发。,36,超新星分类,：,II型有氢线（大质量恒星的塌缩）,Ia型没有氢线（,白矮星吸积到,Chandrasekhar,极限质量,）,Ib型没有氢线、富氦（大质量恒星的塌缩）,Ic型没有氢线、贫氦（大质量恒星的塌缩）,超新星,37,18个Ia型SN的平均峰值绝对星等：M,B,=-19.33,0.25,（Y.Wang,2000,ApJ.536.531）,重要发现：加速膨胀！,38,比较引力理论,牛顿：,广义相对论：,物态：,w0（非相对论）；1/3（相对论）,对于一般物质，,w不可能是负的,。,39,暗 能 量,通常的非相对论（粒子速度远小于光速）情形的压强近于零。,极端相对论（粒子速度接近光速）情形的压强为能量密度的三分之一。,任何情形下的通常物质的压强总在0与1/3(以能量密度为单位)之间：,0,P/,c,2,1/3,。,不可能取负值。,暗能量究竟是什么？,暗物质还可能由普通,粒子组成，只是不能,由已知粒子组成。,暗能量则根本不可能,由普通粒子组成。,40,A.Melchiorri,et al,PRD,2003,68,043509,超新星,微波背景辐射各向异性,哈勃常数,大尺度结构,大爆炸核合成,与宇宙常数接近,41,宇宙常数,与暗能量可能是爱因斯坦留给21世纪的最重要问题,42,宇宙成分分配,Ostriker&Steinhardt,2003,Science,300,1909,暗能量：73%；暗物质：23%；,发光物质：0.4%（恒星和发光气体0.4%；辐射0.005%）；,不可见的普通物质：3.7%（星系际气体3.6%；,中微子0.1%；超重黑洞0.04%）,43,Before WMAP,WMAP,High precision,精确宇宙学的诞生,44,Kelvin：19世纪物理学,物理学正是一片晴空，但也还有两朵乌云：,“以太”与“黑体谱”导致了世纪性的革命,相对论与量子力学。,现在也有两朵乌云,（三朵？四朵？）：,“暗能量”与“暗物质”会导致什么？,暗能量在召唤新的,Einstein,！将会出什么新的“招”？,“,暗能量,”,与,“,以太,”,的比较耐人寻味！,45,杨振宁：20,世纪物理学,20世纪物理学的第一个“1/4”是黄金时代，第三个“1/4”是白银时代。,人们曾普遍惋惜未能赶上20世纪的黄金时代，现在很可能正是新世纪的黄金时代”！不要,失之交臂,！,46,总之，要动大手术,与以太的比较：,Einstein去掉了以太，引出了相对论,暗能量能去掉吗？,修改时空结构,修改物态,修改规律,47,于无光处看闪电！,于无声处听惊雷！,48,49,爱因斯坦的中学时代,引自：,大科学家的真实故事，2000，未来出版社，p.16,50,星图漫画,爱因斯坦曾在“此星（地球）”居住过。,51,谢 谢,Thank you,52,