爱因斯坦是如何发现狭义和广义相对论的？很多人都搞错了！
有些读者对这个问题感兴趣，他们想知道爱因斯坦是怎么发现相对论的，是用实验的方法慢慢验证推理出来的，还是直接用数学方法和物理思想推出来的。爱因斯坦是怎么想到要去创立相对论的呢，有哪些时代背景和机缘巧合，为什么同时代那么多权威的物理学家都没有办到？
几十年前，科学家就提出超离子导体冰观点，也就是所谓的“冰十八”。他们以为超离子导体冰存在于天王星、海王星等冰巨星的地幔。但一直以来，没有一个人通过实验证实它们的存在。最近，科学家在罗切斯特大学的激光力学能实验室乐成缔造出超离子导体冰。超离子导体冰拥有一系列怪异的特征，有助于展现天王星、海王星等冰巨星的谜团。科学家指出这种奇异水相可能遍布宇宙的每个角落。
超离子导体冰的发现有助于科学家揭开天王星、海王星等冰巨星的谜团 在纽约布莱顿的激光力学能实验室，科学家行使天下上最壮大的激光轰击一滴水，所形成的冲击波让水的压力到达大气压的数百万倍，温度飙升到数千摄氏度。与此同时，X射线穿过水滴，让科学家首次眼见极端环境下的水形态。X射线观察效果表明冲击波内的水并没有成为超热液态或者气态，反而是原子冻结，形成水晶般透明的冰。正如隔邻房间中目不转睛盯着屏幕的科学家们所预期的一样。 这项实验由劳伦斯•利弗莫尔国家实验室物理学家费德丽卡•科帕里和马修斯·米洛特带队，研究发现刊登在《自然》杂志上。实验证实了所谓的“超离子导体冰”的存在。这是一种奇异的水相，拥有一系列难以想象的特征。与我们熟悉的冰差别，超离子导体冰“又黑又烫”，密度是通俗冰的4倍。30年前，科学家首次提出理论，预言超离子导体冰的存在。只管直到现在科学家才气确认它的存在，但他们一直以为超离子导体冰可能是宇宙中数目最多的水形态之一。
海王星，拥有与众差别的磁场 至少在太阳系，天王星和海王星内部的超离子导体冰数目跨越其它水相，包罗地球、木卫二“欧罗巴”和土卫二“恩克多拉斯”的液态水。超离子导体冰的发现有助于科学家揭开天王星和海王星等冰巨星的一系列谜团。这种奇异冰也就是所谓的“冰十八”，是一种新晶体。此前所有已知水冰都由完整的水分子组成，冰十八则截然差别。这种冰部门呈固态，部门呈液态。它们的水分子瓦解，氧原子形成一个立方晶格，氢原子自由流动，穿过晶格。 专家们示意冰十八的发现验证了电脑的展望，可以辅助质料学家在未来缔造出拥有特定特征的新质料。发现这种冰需要举行超速测算，正确的温度和压力控制以及先进的实验手艺。伦敦大学学院的克里斯托夫·萨尔兹曼示意:“5年前，科学家还无法做到这些。毫无疑问，这将发生巨大影响。”法国国家科技研究中心物理学家利维亚·波夫指出由于水分子瓦解，冰十八并不是一个真正意义上的新水相，而是一种新的物质形态。
罗切斯特大学激光力学能实验室的X射线衍射实验 模拟效果显示在极端压力和温度条件下，水分子会土崩瓦解。氧原子被禁锢在立方晶格，氢原子从一个位置跳到另一个位置。由于速率太快，它们好像液体一样流动。此外，氢原子还发生电离，本质上就是一个带正电的质子。这意味着冰十八能够导电，氢原子饰演电子的角色。此外，松散的氢原子还能提高冰十八的熵值，
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本文是科学概念扫盲文。希望对你认识物理学中的基本概念有所帮助。不管你学过中学物理还是大学物理，更或许你在从事科学研究。如果要弄清物理学的本质，还是诚恳地希望你能认真读完这篇文章，要搞明白这其中的脉络还是得费一点功夫的。
让这种冰的稳定性跨越其它冰晶，进而导致融点飙升。 就在科学家首次预言冰十八前后，“旅行者2”号飞船进入太阳系外侧，并发现了天王星和海王星磁场的怪异征象。太阳系其它行星的磁场拥有明确的南极和北极，并没有太多其它结构。相比之下，天王星和海王星的磁场更为庞大，并不只有南北南北极，与自转偏向也不一致。一种可能性是，卖力两颗冰巨星“发电机”运转的导电流体被禁锢在天王星和海王星的薄外壳，而不是进入地核。不外，这意味着它们可能拥有固态焦点，而固态焦点无法形成“发电机”。
罗切斯特大学的激光力学能实验室 在此前的一项实验中，物理学家发现了冰十八的间接证据。实验中，他们将一滴室温水塞入两颗钻石的尖端之间。当压力提高到一个吉帕斯卡（马里亚纳海沟底部压力的10倍左右），水滴酿成四方晶体，也就是冰六。压力提高到两个吉帕斯卡后，酿成了冰七，一种更致密的透明立方形态。最近，科学家在自然钻石内部发现了冰七。 借助激光力学能实验室的OMEGA激光器，米洛特和同事缔造出冰十八。这一次的水滴仍夹在钻石砧之间。随着激光照射到钻石外面，蒸发的物质向上移动，把钻石往相反的偏向推，让冲击波穿冰而过。与预想的一样，米洛特的团队发现冰十八的融点在4700摄氏度左右。由于带电质子的移动，这种冰能够导电。
哈勃望远镜2006年拍摄的天王星照片 在确定冰十八的特征后，科帕里和米洛特率领他们的团队剖析冰十八的结构。萨尔兹曼示意：“若是想证实某种物质是晶体，你需要举行X射线衍射。”他们的新实验略过了冰六和冰七，行使激光轰击钻石砧之间的水滴。十亿分之几秒后，随着冲击波穿过，水最先晶体化，酿成只有纳米巨细的冰块。科学家行使16道激光束蒸发样本旁边的薄铁片，所发生的炙热等离子体让晶体被X射线淹没。冰晶让X射线发生衍射，允许研究小组推测它们的结构。 冰十八是水中原子重新排列的产物。很久以前，科学家就预言这种奇异冰的存在，但始终未能发现。现在，他们最终如愿以偿。科帕里示意：“这是一项重大突破。”
劳伦斯·利弗莫尔国家实验室物理学家费德丽卡·科帕里 剖析效果显示虽然冰十八能够导电，但它们呈糊状固态，会随着时间推移流动。在天王星和海王星内部，流体层可能在8000公里处戛然而止，随之而来的是冰十八组成的地幔，导致发电机作用被限制在较浅的深度，进而作育了与众差别的磁场。太阳系的其它行星和卫星内部并不具备发生冰十八所需的温度和压力。许多系外冰巨星可能存在冰十八，说明在银河系的多冰天下，冰十八是一种常见物质。
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