二是发现了爱因斯坦.1901,相对论包括狭义和广义相对论

不过如今再回头去看,只能说诺贝尔奖也配不上爱因斯坦的伟大和具有颠覆性思维的大脑。我们经常说“某某是某某领域的爱因斯坦”,简单一句话体现除了爱因斯坦是何等的伟大!

广义相对论的建立

相对论包括狭义和广义相对论。狭义相对论主要讲的是质能关系,时间与空间的相对性等,质能关系在当时的实验条件下很难得到证明。而时间空间的相对性更是只有在高速运动形式下才能更好地体现出来,对于低速世界的我们来说根本感觉不到!

爱因斯坦之所以能够如此利落地摒弃旧的一套时空观,是因为他经过10
年的思索,研究了一系列物理学中的矛盾,总结了各方面的事实,充分认识到绝对空间和绝对时间是人为的、多余的概念.1915
年,洛伦兹在总结自己没有提出相对论的原因时说:“如果我现在必须写最后一章,我一定给爱因斯坦的狭义相对论一个更为重要的地位,根据这一理论,运动系统电磁现象的理论达到了我没有获得的简明性.我失败的主要原因是我墨守这一概念,只是把时间t
认为是真实的时间,而把我的地方时间厂充其量只看做是一个数学辅助量而已.”

诺贝尔奖不颁给去世的人,所以爱因斯坦也没有因为伟大的相对论获得诺贝尔奖,爱因斯坦获得诺贝尔奖是因为他发现的光电效应。

18
,。年厄击做了极其灵敏的扭秤实验来比较引力质量和惯性质量.他利用扭秤两端重物受到的地球引力和由于地球自转产生的惯性离心力,确定两者的偏差不超过5
只108
数量级.惯性质量与引力质量等价的事实成了广义相对论的重要依据.爱因斯坦说:“广义相对论的创立首先是由于物体惯性质量同引力质量在数值上相等这一经验事实,古典力学是无法解释的.”

图片 1

爱因斯坦就写好了那篇历史性文献《 论动体的电动力学》 ,1905 年9
月发表在著名的德文杂志《 物理学年鉴》
上.在这篇论文中,爱因斯坦十分果断地把相对性原理和光速不变原理这两条看起来似乎矛盾的设想放在一起作为基本出发点,他称之为两条公设.

不过,随着时间推移以及人类科技发展,相对论不断地得到验证,原子弹的理论基础就是狭义相对论中的质能方程,而水星近日点进动,引力波,等都是广义相对论的预测,而且都得到了现实中的印证!

由于等效原理,相对于做加速运动的参照系来观测,任一质点的运动规律都是引力作用的结果,具有相同的规律形式.爱因斯坦进一步假设,相对任何一种坐标系,物理学的基本规律都具有相同的形式.这个原理表明,一切参照系都是平等的,所以又称为广义协变性原理.等效性原理和广义协变性原理是广义相对论的基本原理.在广义相对论的基本原理下,应建立新的引力理论和运动定律,牛顿运动定律和万有引力定律成为一定条件下广义相对论的近似规律.根据广义相对论得出了许多重要结论,有一些已得到实验证实.在广义相对论建立之初,爱因斯坦提出了三项实验检验:一是水星近日点的进动,二是光线在引力场中的弯曲,三是光谱线的引力红移.其中只有水星近日点的进动在当时是已经确认的事实,其余两项后来才陆续得到证实.2
。世纪60
年代以后,又有人提出观测雷达回波延迟、引力波等方案.广义相对论在建立的初期并未引起人们的足够重视,后来广义相对论对天体物理的许多预言得到了验证,如脉冲星、致密X
射线源、类星体等新奇天象的发现以及微波背景辐射的发现等.这些发现一方面证实了广义相对论的正确性,另一方面也大大促进了相对论的进一步发展.

关注微信公众号:yzdaquan,上万人一起探索宇宙奥秘!

由于人们的思想长期受到传统观念的束缚,一时难以接受崭新的时空观,爱因斯坦的论文在相当一段时间内受到冷遇,被人们怀疑,甚至遭到反对.在法国,直到191
。年几乎没有人提到爱因斯坦的相对论.在实用主义盛行的美国,最初十几年中相对论也没有得到认真对待.迈克耳孙至死还念念不忘“可爱的以太”,认为相对论是一个怪物.相对论彻底否定以太的必要性,被人们看成是不可思议的事,当时甚至掀起了一场“保卫以太”的运动.J
. J .汤姆孙在1909
年宣称:“以太并不是思辨哲学家异想天开的创造,对我们来说,就像我们呼吸的空气一样不可缺少.”爱因斯坦是1921
年获诺贝尔物理学奖的,不过不是由于他建立了相对论,而是“为了他的理论物理学研究,特别是光电效应定律的发现”.诺贝尔物理学奖委员会主席奥利维亚为此专门写信给爱因斯坦,指明他获奖的原因不是由于相对论,并在授奖典礼上解释说:“因为有些结论目前还正在经受严格的验证.”

简单说,因为相对论刚提出时很难得到证明,甚至被有些科学家嘲讽,只能说相对论太具有颠覆性了,姐弟颠覆了牛顿的绝对时空观,而这种时空观已经统治了物理学界几百年时间!

爱因斯坦明确指出,在他的理论里,以太的概念将是多余的,因为这里不须要特设绝对静止的参照系.爱因斯坦不是像洛伦兹那样,事先假设某种时空变换关系,而是以两条公设为出发点,推导出时空变换关系.他非常简洁地建立了一系列新的时空变换公式之后,立即推导出了运动物体的“长度收缩”、运动时间的“时钟变慢”、同时性的相对性以及新的速度合成法则等等,由此形成了一套崭新的时空观.

而广义相对论更“诡异”,把我们传统认知的平坦时空描述成可以弯曲的时空结构,同时把引力诠释为时空的弯曲,这是何等的思维颠覆性?

在地面上,物体以g 一9 . sm / S
,的加速度向下运动,这是地球引力作用的结果.设想在没有引力的太空,一艘飞船以a
一9 . sm / 52 做直线运动,宇航员感受到惯性力,力的方向与a
的方向相同,这时他完全可以认为是受到引力的作用.既然引力质量和惯性质量相等,就无法把加速坐标系中的惯性力和引力区分开来.匀加速的参照系与均匀引力场等效,这是爱因斯坦提出的等效原理的特殊形式.因为引力质量和惯性质量相等,所以在均匀引力场中,不同的物体以相同的加速度运动,这也是伽利略白由落体实验的结果一般叙述为:在引力场中,如无其他力作用,任何质量的质点的运动规律都相同.

普朗克和阂可夫斯基可以说是支持相对论的代表.正是普朗克,当时作为《
物理学年鉴》
的主编,认识到爱因斯坦论文的价值而及时地予以发表.所以人们常说,普朗克有两大发现,一是发现了能量子,二是发现了爱因斯坦.1901
年,实验物理学家考夫曼用俘射线的高速电子流进行实验,证实电子的质量确实是随速度变化的.洛伦兹在1904
年则根据“收缩假说”也推出了电子质量公式,后来证明洛伦兹公式与狭义相对论的结果一致.1911
年索尔威会议召开,由于爱因斯坦在固体比热容的研究上有一定影响,人们才注意到他在狭义相对论方面的工作.直到1919
年,爱因斯坦的广义相对论得到了日全食观测的证实,他才成为世界瞩目的人物,狭义相对论开始受到应有的重视.

You may also like...

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注

相关文章

网站地图xml地图