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百年相对论 颠覆时空概念

2016-02-15 17:39  来源: 科普中国-科学原理一点通

1915年11月,爱因斯坦在普鲁士科学院上作了发言,内容是著名的爱因斯坦引力场方程。这个方程描述了处于时空中的物质是如何影响其周围的时空几何,并成为了爱因斯坦的广义相对论的核心。

而2015年,正是爱因斯坦提出相对论100周年,这100年,没有一个科学家对世界的影响能够超过他,如果往前数直到有史可查的人物,在对人类认识世界的影响力方面,可能也只有牛顿能和他相比。

 

 

爱因斯坦的相对论颠覆了时空概念,其形式简洁优美的理论包含着令人无限沉思的内容。自从相对论诞生之后,它极大的扩展了人类对宇宙的理解,相对论预言了宇宙的历史,将高速运动引入了物理学,从相对论中,人们发现了原子裂变的巨大能量、时间旅行的奥秘、黑洞和暗能量、宇宙的起源和终结等奇妙现象。几乎宇宙所有的奥秘都隐藏在相对论那几行简单的公式中。

1879年3月14日,爱因斯坦出生在德意志帝国的乌尔姆市,在他四岁那年,他父亲给了他一个袖珍磁性罗盘,即便是到了晚年,爱因斯坦都对这个罗盘印象深刻“我依旧记得那个罗盘给我留下的深远的印象,平淡事物的背后定会隐藏着深刻的哲理。”

 

 

1900年,爱因斯坦大学毕业了,但他却没能留校教书,甚至在接下来的两年内都没有找到工作。1902年,他在瑞士苏黎世联邦理工学院的同学格罗斯曼实在看不下去了,找父亲帮忙,为爱因斯坦在瑞士的专利局谋得了一份工作。这时,23岁的爱因斯坦作为一个普通的三级技术员,每天的工作就是阅读专利申请的稿件,如果他觉得这个发明有意义,就在专利证书上盖一个章。

此时,谁又能想到,几年之后的1905年,成为了一个划时代的标志。而开创这个时代的人,就是这个在瑞士专利局里默默无闻的26岁的员工——爱因斯坦。

大约在1895年前后,以经典力学、经典热力学和统计力学、经典电动力学为三大支柱的经典物理学,结合成一座具有雄伟的建筑体系和动人心弦的“美丽的殿堂”,达到了它的颠峰时期。经典力学的非凡成就成功地描述了天上行星、卫星、彗星的运动,又完满地解释了地上潮汐和其他物体的运动,人们认为自然界的一切已知运动都可以通过牛顿(经典)力学定律来解释。只要给出一定的初始条件,就可以预测物体之后运动的全部轨迹。

 

 

但是,量子力学使经典力学这座大厦毁了一角,而相对论则毁了这座大厦的另一角,经典力学的大厦终于崩塌了。更为严重的是,人类几千年来,对于时间和空间的理解,也发生了彻底的改变,空间不在是均匀而平直地铺散在我们周围,时间也不再是均匀而平直地流向未来。

100年过去了,普通大众仍然很难理解相对论的内容,科学家们仍然在探索着宇宙、时空的奥秘。相对论似乎离我们很远,但现实生活中又离我们很近。许多贴近生活的先进技术如激光技术、电视荧光屏、核电站等,全球卫星定位系统也是因为有相对论,才能进行精确的定位。

100年后,正在拿着手机在搜寻附近的人我,向您,伟大的爱因斯坦先生表示敬意。

 

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作者:   [责任编辑: 宋金玉]

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