百年相對論 顛覆時空概念
2016-02-15 1915年11月,愛因斯坦在普魯士科學(xué)院上作了發(fā)言,內(nèi)容是著名的愛因斯坦引力場方程。這個方程描述了處于時空中的物質(zhì)是如何影響其周圍的時空幾何,并成為了愛因斯坦的廣義相對論的核心。 而2015年,正是愛因斯坦提出相對論100周年,這100年,沒有一個科學(xué)家對世界的影響能夠超過他,如果往前數(shù)直到有史可查的人物,在對人類認(rèn)識世界的影響力方面,可能也只有牛頓能和他相比。 愛因斯坦的相對論顛覆了時空概念,其形式簡潔優(yōu)美的理論包含著令人無限沉思的內(nèi)容。自從相對論誕生之后,它極大的擴(kuò)展了人類對宇宙的理解,相對論預(yù)言了宇宙的歷史,將高速運(yùn)動引入了物理學(xué),從相對論中,人們發(fā)現(xiàn)了原子裂變的巨大能量、時間旅行的奧秘、黑洞和暗能量、宇宙的起源和終結(jié)等奇妙現(xiàn)象。幾乎宇宙所有的奧秘都隱藏在相對論那幾行簡單的公式中。 1879年3月14日,愛因斯坦出生在德意志帝國的烏爾姆市,在他四歲那年,他父親給了他一個袖珍磁性羅盤,即便是到了晚年,愛因斯坦都對這個羅盤印象深刻“我依舊記得那個羅盤給我留下的深遠(yuǎn)的印象,平淡事物的背后定會隱藏著深刻的哲理?!? 1900年,愛因斯坦大學(xué)畢業(yè)了,但他卻沒能留校教書,甚至在接下來的兩年內(nèi)都沒有找到工作。1902年,他在瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的同學(xué)格羅斯曼實(shí)在看不下去了,找父親幫忙,為愛因斯坦在瑞士的專利局謀得了一份工作。這時,23歲的愛因斯坦作為一個普通的三級技術(shù)員,每天的工作就是閱讀專利申請的稿件,如果他覺得這個發(fā)明有意義,就在專利證書上蓋一個章。 此時,誰又能想到,幾年之后的1905年,成為了一個劃時代的標(biāo)志。而開創(chuàng)這個時代的人,就是這個在瑞士專利局里默默無聞的26歲的員工——愛因斯坦。 大約在1895年前后,以經(jīng)典力學(xué)、經(jīng)典熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)力學(xué)、經(jīng)典電動力學(xué)為三大支柱的經(jīng)典物理學(xué),結(jié)合成一座具有雄偉的建筑體系和動人心弦的“美麗的殿堂”,達(dá)到了它的顛峰時期。經(jīng)典力學(xué)的非凡成就成功地描述了天上行星、衛(wèi)星、彗星的運(yùn)動,又完滿地解釋了地上潮汐和其他物體的運(yùn)動,人們認(rèn)為自然界的一切已知運(yùn)動都可以通過牛頓(經(jīng)典)力學(xué)定律來解釋。只要給出一定的初始條件,就可以預(yù)測物體之后運(yùn)動的全部軌跡。 但是,量子力學(xué)使經(jīng)典力學(xué)這座大廈毀了一角,而相對論則毀了這座大廈的另一角,經(jīng)典力學(xué)的大廈終于崩塌了。更為嚴(yán)重的是,人類幾千年來,對于時間和空間的理解,也發(fā)生了徹底的改變,空間不在是均勻而平直地鋪散在我們周圍,時間也不再是均勻而平直地流向未來。 100年過去了,普通大眾仍然很難理解相對論的內(nèi)容,科學(xué)家們?nèi)匀辉谔剿髦钪?、時空的奧秘。相對論似乎離我們很遠(yuǎn),但現(xiàn)實(shí)生活中又離我們很近。許多貼近生活的先進(jìn)技術(shù)如激光技術(shù)、電視熒光屏、核電站等,全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)也是因?yàn)橛邢鄬φ?,才能進(jìn)行精確的定位。 100年后,正在拿著手機(jī)在搜尋附近的人我,向您,偉大的愛因斯坦先生表示敬意。 |
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