专题六 二、影响世界进程的科学巨人

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（1）光量子假说： 1905年
爱因斯坦利用量子论成功地解释了光电效应出现的现象及光的本质，进一步推动了量子论的发展。
1921年因光电效应研究获诺贝尔物理学奖。
（2）狭义相对论（1905年提出）　
狭义相对论认为时间不是绝对的（即固定不变的）。爱因斯坦指出，随着物体（观察者所见到的）线性运动速度的加快，时间会变慢。使用同步原子钟已证实了这个结论的正确性，将一个钟表留在地面上，而携带另一个以很快速度移动（如在喷气式飞机上），随后进行比较，静止的钟表总比另一个稍微快一点。
什么是狭义相对论？
相对论的例子：一卷录音带，如果在地面上播放需要一个小时；在快速飞行的宇宙飞船里播放，宇宙飞船里的人测定也是一个小时。但是由地面上的人员，来测定在宇宙飞船中播放的时间呢？根据牛顿的理论，因为时间是绝对的，所以也是一小时；但是爱因斯坦的理论则认为应该是一个多小时，因为时间是相对的，在不同速度下测量时间，长度是不一样的。
爱因斯坦1905年提出的相对论，后来称作狭义相对论，以光速永不改变、相对性原则来推论，得到“时间”会因速度快慢而改变的结论。
（ 3）广义相对论（1915年提出）
1915年，爱因斯坦发表了他的广义相对论。他解释了引力作用和加速度作用没有差别的原因。他还解释了引力是如何和时空弯曲联系起来的，利用数学，爱因斯坦指出物体使周围空间、时间弯曲，在物体具有很大的相对质量（例如一颗恒星）时，这种弯曲可使从它旁边经过的任何其它事物，即使是光线，改变路径。
（4）质能关系式
（5）关注和平
爱因斯坦在一战时就参加了仅有4人参加的反战宣言，一战后又因致力于恢复各国人民的相互谅解而奔走，却被反犹主义者列入谋杀的黑名单中。1933年，希特勒掌握政权，迫害犹太人，这时爱因斯坦正在美国访问，为逃避希特勒的悬赏暗杀，他定居在普林斯顿大学，成为高等学术研究所的教授。因为担心德国纳粹政府抢先造出原子弹，为维护世界和平，1939年，爱因斯坦应美国一些著名原子核物理学家的请求，写信给美国罗斯福总统，建议集合科学界的力量，发展原子弹。这就是著名的曼哈顿计划的起源。
1945年8月美国先后在日本的广岛、长畸投下两颗原子弹，加速了日本法西斯的投降，但对无辜平民的伤害也同样令全世界震惊。爱因斯坦为此非常懊悔。从这件事中，我们能得到什么启发？我们应如何对待科学的发展？ 
科学技术本身是一把双刃剑。科技能造福人类，推动生产力水平的提高，但如果运用不当，也能危害人类。

科学改变世界
本目可以引导学生从科学探索永无止境、科技给人类生活带来的双重影响及科技与我们的生活三个方面来认识。
1．科学发展永无止境
19世纪，近代科学获得了极大发展。在物理学领域，以牛顿力学为基础，统一了声学、光学、电磁学和热学，有效地解释着小到超显微粒子，大到宇宙天体的物理世界。海王星的发现显示了牛顿力学无比强大的理论威力，光学、电磁学与力学的统一使物理学显示出一种形式上的完整，被誉为“一座庄严雄伟的建筑体系和动人心弦的美丽的殿堂”。因为牛顿的力学和麦克斯韦的电磁学这两大理论已经能够解释物质世界中物体的运动、热、声、光、电、磁等物理现象，于是很多人得出这样的结论，物理学的各种基本问题在原则和理论上者匡得到了解决，取得了终极的形式，物理学遗留下来的工作只是精度的测定问题，即解决小数点以后数据的准确性问题，一时出现了物理学的“顶峰论”。
但是，大量新现象的出现却与近代物理学之间的矛盾日渐突出，物理科学内部发生了危机，正孕育着一场深刻的革命。牛顿在《自然哲学的数学原理》一书中，确定了质量、动量、惯性和力的基本概念，认为力是改变物体运动状态的原因。他从哲学角度提出了绝对时间和绝对空间的概念，认为时间和空间是客观存在的，彼此没有联系，和物质运动没有关系。但是，从麦克斯韦方程组可以推算出光在真空中的速度大约是每秒30万公里，这个速度和光源本身的运动速度无关，也就是光速不变。而经典物理学告诉我们，任何物体的运动速度都是相对于一定的坐标系的。一个坐在火车上的人，以火车为坐标系，人的速度是零；以地球作为坐标系，人的速度就等于火车的运行速度。为什么会有和坐标系没有关系的不变光速呢?经典物理学解释不了这个问题。爱因斯坦作为物理学的革命者，他的狭义相对论为此做出了革命性的变革——空间和时间随物质运动而变化，质量随运动而变化，质量和能量互相转化。
爱因斯坦相对论的建立，是对近代物理学理论框架的重大突破，它不仅揭示了空间与时间的可变性，而且说明，无论是空间还是时间都不可能单独发生变化，时空的变化和时空结构又同物质的运动和状态密不可分。这种新的时空观、运动观和物质观的形成，成为现代物理学的基本理论之一，他是人类思想发展史中的一次根本性变革，对整个自然科学和哲学都产生了极其深远的影响。
从牛顿到爱因斯坦，实现了物理学上的飞跃，这让人类在认识自然的道路上前进了一大步。同时，这也很好地说明了科学无止境！
2．科技的双重性
爱因斯坦曾在1939年写给罗斯福总统的信件中警告罗斯福总统，德国可能在制造原子弹，并提出美国也应该制造原子武器。这一建议让他懊悔终生，并促使他致力于销毁核武器的运动。战后，他为开展反对核战争的和平运动和反对美国国内法西斯威胁，进行了不懈的斗争。
爱因斯坦为何会有前后态度的变化?
提议研制原子弹是为了拯救人类，若让德国先研制成功，那正义力量会受到毁灭性的打击，人类陷入可怕的灾难之中，研制原子弹已成为必须。
当美军投放原子弹后，瞬时间许多生命灰飞烟灭，这让他感到恐惧，担心核武器会被滥用，人类走向毁灭。和平什么时候能到来?
爱因斯坦想依靠原子弹战胜法西斯国家，结束战争，但原子弹完成它的这个使命后，它本身又成为严重威胁人类安全的因素。
由此延伸出科学的双重性问题——科学技术是一把双刃剑，它既可以是造福人类的力量，也可以是毁灭人类的力量。今天科学技术的威力不得不让我们关注科技的利用问题和科学技术的伦理道德问题。合理利用科技已成为人类社会发展的必要条件。
3．以同学们能切身感受到的当今科技为例，来探讨科技与人们生活的关系。可以分以下几点来说明：

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