爱因斯坦发明了什么?
毫不夸张地说,源自爱因斯坦科学理论的发明几乎覆盖了现代文明的每一个角落。电脑游戏,公共汽车,数码相机...我们日常生活的每一个细节都闪现着爱因斯坦的影子。
烟雾探测器
这里有一个假设的“你”作为比喻。早上从酒店起床出门准备晨练时,请注意头上的烟雾探测器。它利用放射性物质镅-241释放能量,产生一个小的带电粒子带。如果发生事故,火焰产生的烟雾会与粒子束发生反应,触发警报自动响起。
因为镅的原子核是不稳定的,一旦碎裂,质量似乎就消失了,因为碎片的质量比原核的质量小。事实上,镅原子的质量根本没有消失。这是爱因斯坦告诉我们的。
平坦的道路
回到家还要开着车去上班,车轮下平整的路面也刻着爱因斯坦的功劳。在爱因斯坦的博士论文中,讨论了在不同溶液中测量分子的新方法,这些方法后来成为胶体化学的基本方法。当建造一条高速公路时,一个建筑材料工程师使用他的研究成果。
电子计算机显示器
当你来到办公室,你打开电脑,开始工作。在短短的一瞬间,电子正从显像管的阴极发射出来,仿佛在加速的过程中获得了能量,积累在显示屏上——这正好符合爱因斯坦的狭义相对论。发明电脑显示器的工程师必须让显示器符合“相对论效应”,否则控制电子飞行的磁铁会在显示屏上产生模糊的图像,让你无法工作,当然精彩的电脑游戏也玩不下去。
精确激光
下班后去超市购物,手里的每一个商品条码也得益于爱因斯坦的激光理论。只有激光才能准确读取条形码中的代码。
太阳能电池
如果你想用太阳能电池为你的房间提供能源。这些光伏电池可以将太阳能转换成电能,爱因斯坦在90年前发表的一篇论文中首次正确分析了这种转换原理。
他发现光子具有能量。有些光子携带的能量足以克服电子集中在某种金属上的“粘性”,这就是著名的光电效应。
数码相机
周日,你将和家人一起轻松出游。当你打开数码相机准备拍下家人温暖的笑容时,你应该先感谢爱因斯坦。从透镜飞进来的光子会挤走半导体中的电子,这也利用了宝贵的光电效应。
医学
如果你有轻微的疾病,你需要药物治疗。许多药物都是由于爱因斯坦关于布朗运动的论文而制成的。
英国植物学家罗伯特·布朗第一个观察到悬浮液体中的粒子永远保持不规则运动。另一方面,爱因斯坦利用布朗运动创造了一种将微观量与宏观量联系起来的统计方法。
直到今天,这些统计方法仍然是全世界药剂师必须遵循的匹配规则。
全球定位系统
中了彩票得意忘形成为《寻找你》的主角也没关系。随身携带的GPS(全球定位系统)可以帮助你与搜索者取得联系。100年前,爱因斯坦发现,如果我们要一起考虑不同地方的多个事件,传统的时间概念是不充分的。
虽然GPS卫星上装有精确的原子钟,但如果没有地面原子钟对卫星原子钟的时间调整,定位系统每天向地面发送的信号会有1.6 km的偏差。
控制x射线的能量
你得了肿瘤,还好是良性的,但是因为长在胸腺上,手术后需要放疗。医生在为你进行放射治疗之前,需要根据爱因斯坦的E=mc2来估算X射线可能对你的细胞造成的损伤。
这也是爱因斯坦100年前的一个重要发现:任何质量都可以视为压缩能量。要知道一定质量能产生多少能量,可以用损失的质量乘以光速的平方——那绝对是个天文数字!根据这个理论,在制造原子弹氢弹的同时,你也治好了你的胸腺瘤。
没有爱因斯坦
如果没有爱因斯坦,他的理论(尤其是相对论)什么时候才能问世?对于这样的假设,肯定是不同的人有不同的看法。著名天体物理学家马丁·雷耶斯爵士认为,如果没有爱因斯坦,它无疑会落后于现代文明的步伐。