相對論是誰寫的啊??
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echosongEmzie 2022-04-14 17:13 愛因斯坦因他的光子理論而獲得諾貝爾物理學獎。其實愛因斯坦對相對論的貢獻遠為重要,但是諾貝爾評獎委員會對激進的相對論持謹慎的態度。事實上迄今諾貝爾獎從未為理論相對論家頒發過。引導愛因斯坦以及后代科學家生涯的最大動機,不是財富,不是名聲,也不是別的更高尚的目標。他們的主要動機是科學的好奇心和科學的美學。 愛因斯坦是歷史上繼牛頓之后最偉大的科學家。他是狹義相對論的重要發現者,他對量子理論的創立具有重大的貢獻,而廣義相對論,亦即現代引力論的建立,則應全部歸功于他。 十九世紀末期,麥克斯韋成功地把電學和磁學統一在他的電磁理論中,從他的方程推導出,電磁波在真空中傳播的速度剛好是光速,于是他斷定光波應是電磁波的一種。麥克斯韋因為家族遺傳的疾病,只活了四十八歲,因此沒有看到電磁波實驗的成功。在牛頓的絕對空間、絕對時間以及伽利略的舊的相對性原理框架中,只有以無限速度運動的物體,在相對勻速運動的坐標系中才具有相同的速度,即無限速度。而牛頓的萬有引力認為是以無限速度傳遞的,所以在麥克斯韋之前,牛頓物理學被認為是自洽的,而電磁波是以有限速度傳播的,在舊的相對論框架中,它的速度會因坐標系的選取而改變,這樣他的方程只能在一個特定的坐標系中成立,這個坐標系被認為是相對于一種稱為以太的媒介靜止。于是尋求以太的存在便成為科學的主題。邁克爾遜 —— 莫雷實驗的結果否認了以太的存在。愛因斯坦在 1905 年發表了一篇題為 “ 運動物體的電動力學 ” 的論文,指出如果將時間和空間組成四維的時空,而在參考系進行相對勻速運動時,時空坐標遵照所謂的洛倫茲線性變換,則一切物理定律包括麥克斯韋方程都應采取相同的形式。這樣一來,以太的存在便完全是多余的。愛因斯坦在發 表狹義相對論之前是否知悉邁克爾 —— 莫雷的實驗仍是科學史上的一個懸案。 這篇論文拋棄了牛頓的絕對時空觀,導致物理學上的一場革命。由洛倫茲變換導出的尺縮、鐘慢以及雙生子佯謬都和人們的直覺相抵觸。而著名的質能等效公式則是核能乃至核武器的理論根據。 1900 年普朗克為了解決黑體輻射的紫外災難問題,提出了輻射的量子理論,即是光輻射必須采取一種稱作量子的波包形式。但是只有在愛因斯坦提出光子理論之后,人們才真正接受光可以粒子即光子的形式存在。普朗克曾經是愛因斯坦關于狹義相對論第一篇論文的審稿人。既然光波可以作為粒子而存在,那么電子等物質粒子能否以波動而存在呢?這是法國的一名研究生德 · 布羅依的設想,愛因斯坦得知后立即支持這一激進的假說。這些都是量子理論發現的前奏。愛因斯坦因他的光子理論而獲得諾貝爾物理學獎。其實愛因斯坦對相對論的貢獻遠為重要,但是諾貝爾評獎委員會對激進的相對論持謹慎的態度。事實上迄今諾貝爾獎從未為理論相對論家頒發過。終其一生,愛因斯坦從未接受量子理論為終極理論,他認為量子力學只是一種唯象理論,而終極理論必須是決定性的。我們知道,就現狀而言,量子力學并不自洽。它仍然在忍受著愛因斯坦 —— 羅遜 —— 帕多爾斯基佯謬的折磨。近年的一些研究似乎在一定程度上解脫了薛定諤貓佯謬對它的折磨。 狄拉克把狹義相對論和量子力學相結合,得到了極富成果的量子場論。量子場論是描述一切微觀粒子的理論框架。從狄拉克方程可以場論。量子場論是描述一切微觀粒子的理論框架。從狄拉克方程可以推導出反粒子的概念。量子電動力學可能描述電子、光子、正電子的 湮滅、創生和相互轉變。人們由此進而發展出當代粒子物理學。 愛因斯坦說過,如果他不發表狹義相對論,則在五年之內必有他人發表。其實當時洛倫茲和彭加萊已經非常接近這個結果了。可惜洛倫茲無法掙脫舊的時空觀,而彭加萊又主要是一位杰出的數學家,因此只有眼光敏銳、思維深邃的愛因斯坦擔任這項歷史任務。值得提到 的是,當時洛倫茲已是世界聞名的物理學家,彭加萊是法國首位數學家,而愛因斯坦大學畢業后,連中學教員的職務都找不到,借助朋友介紹才在伯爾尼專利局任一名職員。 他接著說,如果他不在 1915 年發表廣義相對論,則人們至少得等待五十年。這個估計是非常合情理的。廣義相對論是狹義相對論和引力論相結合的成果。它的一個實驗基礎是伽利略在比薩斜塔進行的自由落體實驗,即引力質量和慣性質量的等效性。但是為了充分闡釋其物理含義,人們等待了三百年之久,也就是等待到廣義相對論的發現。所以若不是愛因斯坦,再等待五十年是很有可能的。我們在瀏覽愛因斯坦文集第六卷時,就可以看到他所進行的多次不成功嘗試,這是人類理智的蹣跚學步。他認為引力場和其他物質場不同,它是以時空的曲率來體現的,物質使時空彎曲,而時空又是物質的載體,脫離物質的時空曲率即是引力波。所謂廣義相對論原理即是,物理定律對任何坐標變換都采用相同的形式,而狹義相對論原理是,物理定律只對任坐標變換都采用相同的形式,而狹義相對論原理是,物理定律只對任何洛倫茲線性變換都采取相同的形式。引力場由所謂的愛因斯坦方程所制約。它是非線性的,有別于以往所有的場方程。所以物質的運動方程被愛因斯坦方程所隱含。引力場方程是二階的,以時空為自變量,以度規為因變量的帶有橢圓型約束的雙曲型偏微分方程。其復雜而美妙對任何曾與之打交道的人都留下深刻的印象。 在廣義相對論的框架內,愛因斯坦進行了引力紅移、水星近日點進動以及光線受引力場折射等計算。而他關于光線在太陽引力場附近受到折射的預言在 1919 年西非日食的觀測中得到證實。他的方程如此難解,以至于他在這些計算中,使用的只是一個近似解,所依賴的主要是他的無比的物理洞察力。而球面對稱的準確解 —— 史瓦茲解是在此之后才找到的。 他首次用引力場方程來研究宇宙的整體,開創了理論宇宙學的新學科。可惜由于穩態宇宙的觀念是如此根深蒂固,使他拒絕了演化宇宙的解,他還為此在場方程中引進一項宇宙常數,從而人類失去了一項重大的科學預言機遇! 1929 年哈勃觀察到星系光譜紅移和距離的線性關系,即所謂哈勃定律。人們把紅移歸結于宇宙的膨脹,并斷言宇宙是由于一百多億年前的一次大爆炸產生的,這就是所謂的標準的大爆炸宇宙學。 他的場方程還得出緊致物體的引力坍縮的解,即史瓦茲解及其推廣,這就是描述黑洞的解。但是愛因斯坦認為物質不可能如此緊致,并著文認為這是荒謬的。但是歷史證明,黑洞是天體物理中最重要的物體,近年天文觀測,使人們普遍認為在星系中心存在巨大質量的黑洞。事實上,宇宙本身和黑洞正是理論物理學最美妙的研究對象。如果撇開宇宙和黑洞,則物理學的光彩將會大為遜色! 愛因斯坦在布朗運動、作為激光機制的基礎的輻射理論、玻色 —— 愛因斯坦統計及其凝聚現象都有關鍵性貢獻。他和玻爾有關量子力學的論爭是科學史上曠日持久的影響深遠的事件。他堅信自然界中的一切相互作用都可統一成一種作用。統一場論是科學皇冠上的鉆石!當代的超對稱、超引力、超弦理論都是統一場論路途上的種種嘗試。 相對論在近四十年來有了長足的進展,尤其經典相對論已成為成熟的學科。相對論在近世的進步,主要歸功于彭羅斯和霍金。彭羅斯利用全局分析以及拓撲工具,賦予高深的相對論計算以鮮明的物理意義,以他命名的彭羅斯圖對于時空猶如費因曼圖對于粒子物理那樣重要。霍金和彭羅斯一道證明了奇勝定理。他多帶帶證明了黑洞面積定理以及黑洞視界面積代表黑洞的熵。他的黑洞蒸發理論把量子場論、廣義相對論以及統計物理統一起來,其理論的瑰麗,猶如一道佛光,令人目眩神搖。而他的量子宇宙學的無邊界假說,是研究宇宙創生的科學理論。 利用全局分析以及拓撲工具,賦予高深的相對論計算以鮮明的物理意。 筆者認為,引導愛因斯坦以及后代科學家生涯的最大動機,不是財富,不是名聲,也不是別的更高尚的目標(尤其是財富和名聲可以憑借其他更快捷的手段獲取)。他們的主要動機是科學的好奇心和科學的美學。我們可以在歷史中找到許多例子,有多少人恰恰是為了科學犧牲世俗中的健康、財富和名聲。但是普天之下人們所擁有的一切除了科學發現和藝術創造的喜悅之外都是可能被剝奪的。人類對好奇和美的不懈追求將把人類帶向更美妙的未來! 寫于愛因斯坦一百二十周年生日前夕 -- 這一次我執著面對 任性地沉醉 我并不在乎 這是錯還是對 就算是深陷 我不顧一切 就算是執迷 我也執迷不悔
方向 2022-04-14 17:14 愛因斯坦的相對論。 如果你的速度跟光速一樣,你就會讓時間瞬間停止。 如果你的速度超過了光速,你就會讓時間倒流,你就會回到過去。 這是科學依據,是有真憑實據的。 每秒達到300000000千米的速度就是光速。不過至今沒有哪個國家的高科技能達到光速 分為廣義和狹義的狹義相對論就是 狹義相對論是建立在四維時空觀上的一個理論,因此要弄清相對論的內容,要先對相對論的時空觀有個大體了解。在數學上有各種多維空間,但目前為止,我們認識的物理世界只是四維,即三維空間加一維時間。現代微觀物理學提到的高維空間是另一層意思,只有數學意義,在此不做討論。 四維時空是構成真實世界的最低維度,我們的世界恰好是四維,至于高維真實空間,至少現在我們還無法感知。一把尺子在三維空間里(不含時間)轉動,其長度不變,但旋轉它時,它的各坐標值均發生了變化,且坐標之間是有聯系的。四維時空的意義就是時間是第四維坐標,它與空間坐標是有聯系的,也就是說時空是統一的,不可分割的整體,它們是一種”此消彼長”的關系。 四維時空不僅限于此,由質能關系知,質量和能量實際是一回事,質量(或能量)并不是獨立的,而是與運動狀態相關的,比如速度越大,質量越大。在四維時空里,質量(或能量)實際是四維動量的第四維分量,動量是描述物質運動的量,因此質量與運動狀態有關就是理所當然的了。在四維時空里,動量和能量實現了統一,稱為能量動量四矢。另外在四維時空里還定義了四維速度,四維加速度,四維力,電磁場方程組的四維形式等。值得一提的是,電磁場方程組的四維形式更加完美,完全統一了電和磁,電場和磁場用一個統一的電磁場張量來描述。四維時空的物理定律比三維定律要完美的多,這說明我們的世界的確是四維的。可以說至少它比牛頓力學要完美的多。至少由它的完美性,我們不能對它妄加懷疑。 相對論中,時間與空間構成了一個不可分割的整體——四維時空,能量與動量也構成了一個不可分割的整體——四維動量。這說明自然界一些看似毫不相干的量之間可能存在深刻的聯系。在今后論及廣義相對論時我們還會看到,時空與能量動量四矢之間也存在著深刻的聯系。 物質在相互作用中作永恒的運動,沒有不運動的物質,也沒有無物質的運動,由于物質是在相互聯系,相互作用中運動的,因此,必須在物質的相互關系中描述運動,而不可能孤立的描述運動。也就是說,運動必須有一個參考物,這個參考物就是參考系。 伽利略曾經指出,運動的船與靜止的船上的運動不可區分,也就是說,當你在封閉的船艙里,與外界完全隔絕,那么即使你擁有最發達的頭腦,最先進的儀器,也無從感知你的船是勻速運動,還是靜止。更無從感知速度的大小,因為沒有參考。比如,我們不知道我們整個宇宙的整體運動狀態,因為宇宙是封閉的。愛因斯坦將其引用,作為狹義相對論的第一個基本原理:狹義相對性原理。其內容是:慣性系之間完全等價,不可區分。 著名的麥克爾遜--莫雷實驗徹底否定了光的以太學說,得出了光與參考系無關的結論。也就是說,無論你站在地上,還是站在飛奔的火車上,測得的光速都是一樣的。這就是狹義相對論的第二個基本原理,光速不變原理。 由這兩條基本原理可以直接推導出相對論的坐標變換式,速度變換式等所有的狹義相對論內容。比如速度變幻,與傳統的法則相矛盾,但實踐證明是正確的,比如一輛火車速度是10m/s,一個人在車上相對車的速度也是10m/s,地面上的人看到車上的人的速度不是20m/s,而是(20-10^(-15))m/s左右。在通常情況下,這種相對論效應完全可以忽略,但在接近光速時,這種效應明顯增大,比如,火車速度是0。99倍光速,人的速度也是0。99倍光速,那么地面觀測者的結論不是1。98倍光速,而是0。999949倍光速。車上的人看到后面的射來的光也沒有變慢,對他來說也是光速。因此,從這個意義上說,光速是不可超越的,因為無論在那個參考系,光速都是不變的。速度變換已經被粒子物理學的無數實驗證明,是無可挑剔的。正因為光的這一獨特性質,因此被選為四維時空的唯一標尺。 廣義相對論 愛因斯坦的第二種相對性理論(1916年)。該理論認為引力是由空間——時間幾何(也就是,不僅考慮空間中的點之間,而是考慮在空間和時間中的點之間距離的幾何)的畸變引起的,因而引力場影響時間和距離的測量. 廣義相對論:愛因斯坦的基于科學定律對所有的觀察者(而不管他們如何運動的)必須是相同的觀念的理論。它將引力按照四維空間—時間的曲率來解釋。 廣義相對論(General Relativity?)是愛因斯坦于1915年以幾何語言建立而成的引力理論,統合了狹義相對論和牛頓的萬有引力定律,將引力改描述成因時空中的物質與能量而彎曲的時空,以取代傳統對于引力是一種力的看法。因此,狹義相對論和萬有引力定律,都只是廣義相對論在特殊情況之下的特例。狹義相對論是在沒有重力時的情況;而萬有引力定律則是在距離近、引力小和速度慢時的情況。 背景 愛因斯坦在1907年發表了一篇探討光線在狹義相對論中,重力和加速度對其影響的論文,廣義相對論的雛型就此開始形成。1912年,愛因斯坦發表了另外一篇論文,探討如何將重力場用幾何的語言來描述。至此,廣義相對論的運動學出現了。到了1915年,愛因斯坦場方程式被發表了出來,整個廣義相對論的動力學才終于完成。 1915年后,廣義相對論的發展多集中在解開場方程式上,解答的物理解釋以及尋求可能的實驗與觀測也占了很大的一部份。但因為場方程式是一個非線性偏微分方程,很難得出解來,所以在電腦開始應用在科學上之前,也只有少數的解被解出來而已。其中最著名的有三個解:史瓦西解(the Schwarzschild solution (1916)), the Reissner-Nordstr?m solution and the Kerr solution。 在廣義相對論的觀測上,也有著許多的進展。水星的歲差是第一個證明廣義相對論是正確的證據,這是在相對論出現之前就已經量測到的現象,直到廣義相對論被愛因斯坦發現之后,才得到了理論的說明。第二個實驗則是1919年愛丁頓在非洲趁日蝕的時候量測星光因太陽的重力場所產生的偏折,和廣義相對論所預測的一模一樣。這時,廣義相對論的理論已被大眾和大多的物理學家廣泛地接受了。之后,更有許多的實驗去測試廣義相對論的理論,并且證實了廣義相對論的正確。 另外,宇宙的膨漲也創造出了廣義相對論的另一場高潮。從1922年開始,研究者們就發現場方程式所得出的解答會是一個膨漲中的宇宙,而愛因斯坦在那時自然也不相信宇宙會來漲縮,所以他便在場方程式中加入了一個宇宙常數來使場方程式可以解出一個隱定宇宙的解出來。但是這個解有兩個問題。在理論上,一個隱定宇宙的解在訴學上不是穩定。另外在觀測上,1929年,哈伯發現了宇宙其實是在膨漲的,這個實驗結果使得愛因斯坦放棄了宇宙常數,并宣稱這是我一生最大的錯誤(the biggest blunder in my career)。但根據最近的一形超新星的觀察,宇宙膨脹正在加速。所以宇宙常數似乎有敗部復活的可能性,宇宙中存在的暗能量可能就必須用宇宙常數來解釋. 基本假設 等效原理:引力和慣性力是完全等效的。 廣義相對性原理:物理定律的形式在一切參考系都是不變的。 主要內容 愛因斯坦提出“等效原理”,即引力和慣性力是等效的。這一原理建立在引力質量與慣性質量的等價性上。根據等效原理,愛因斯坦把狹義相對性原理推廣為廣義相對性原理,即物理定律的形式在一切參考系都是不變的。物體的運動方程即該參考系中的測地線方程。測地線方程與物體自身固有性質無關,只取決于時空局域幾何性質。而引力正是時空局域幾何性質的表現。物質質量的存在會造成時空的彎曲,在彎曲的時空中,物體仍然順著最短距離進行運動(即沿著測地線運動——在歐氏空間中即是直線運動),如地球在太陽造成的彎曲時空中的測地線運動,實際是繞著太陽轉,造成引力作用效應。正如在彎曲的地球表面上,如果以直線運動,實際是繞著地球表面的大圓走
做個啞女也挺好 2022-04-14 17:24 1、誰發明了相對論?一般人可能都認為是愛因斯坦,但錯了,其實是伽利略在1639年偶然發現此主意的,當時他展示一個落下的物體在一艘行進的船上和一座靜止的建筑物上落下的情況是一樣的。2、愛因斯坦不叫它為“相對論”。這個詞從來沒有出現在他1905年寫的原始論文――《論運動物體的電動力學》中。而且他討厭這個術語,情愿使用“不變性理論”。因為物理學定律對所有觀察者都是一樣的,沒有什么相對的。3、那么時空連續統一體是不是愛因斯坦提出的?不是,這也不是愛因斯坦提出的。時間作為第四尺度的想法來自愛因斯坦的一位教授赫爾曼·閔可夫斯基(Hermann Minkowski,1864年6月22日—1909年1月12日),德國數學家,猶太人,四維時空理論的創立者,曾經是著名物理學家愛因斯坦的老師。1907年,閔可夫斯基認識到可以將過去被認為是獨立的時間和空間結合到一個四維的時空結構中,即閔可夫斯基時空。閔可夫斯基時空為廣義相對論的建立提供了框架。閔可夫斯基曾經叫愛因斯坦是個“懶鬼”。4、然而,愛因斯坦重新用公式表示了伽利略的相對論,以應對在近光速下發生的一些奇異事情。在此情況下,時間會變慢,空間會被壓縮。他的這一作法很有價值。5、奧地利物理學家弗里德里奇·哈色羅爾(Friedrich Hasen
蟲子的蟲哦 2022-04-14 17:25 是愛因斯坦寫的。
echosongEmzie 2022-04-14 17:13 愛因斯坦因他的光子理論而獲得諾貝爾物理學獎。其實愛因斯坦對相對論的貢獻遠為重要,但是諾貝爾評獎委員會對激進的相對論持謹慎的態度。事實上迄今諾貝爾獎從未為理論相對論家頒發過。引導愛因斯坦以及后代科學家生涯的最大動機,不是財富,不是名聲,也不是別的更高尚的目標。他們的主要動機是科學的好奇心和科學的美學。 愛因斯坦是歷史上繼牛頓之后最偉大的科學家。他是狹義相對論的重要發現者,他對量子理論的創立具有重大的貢獻,而廣義相對論,亦即現代引力論的建立,則應全部歸功于他。 十九世紀末期,麥克斯韋成功地把電學和磁學統一在他的電磁理論中,從他的方程推導出,電磁波在真空中傳播的速度剛好是光速,于是他斷定光波應是電磁波的一種。麥克斯韋因為家族遺傳的疾病,只活了四十八歲,因此沒有看到電磁波實驗的成功。在牛頓的絕對空間、絕對時間以及伽利略的舊的相對性原理框架中,只有以無限速度運動的物體,在相對勻速運動的坐標系中才具有相同的速度,即無限速度。而牛頓的萬有引力認為是以無限速度傳遞的,所以在麥克斯韋之前,牛頓物理學被認為是自洽的,而電磁波是以有限速度傳播的,在舊的相對論框架中,它的速度會因坐標系的選取而改變,這樣他的方程只能在一個特定的坐標系中成立,這個坐標系被認為是相對于一種稱為以太的媒介靜止。于是尋求以太的存在便成為科學的主題。邁克爾遜 —— 莫雷實驗的結果否認了以太的存在。愛因斯坦在 1905 年發表了一篇題為 “ 運動物體的電動力學 ” 的論文,指出如果將時間和空間組成四維的時空,而在參考系進行相對勻速運動時,時空坐標遵照所謂的洛倫茲線性變換,則一切物理定律包括麥克斯韋方程都應采取相同的形式。這樣一來,以太的存在便完全是多余的。愛因斯坦在發 表狹義相對論之前是否知悉邁克爾 —— 莫雷的實驗仍是科學史上的一個懸案。 這篇論文拋棄了牛頓的絕對時空觀,導致物理學上的一場革命。由洛倫茲變換導出的尺縮、鐘慢以及雙生子佯謬都和人們的直覺相抵觸。而著名的質能等效公式則是核能乃至核武器的理論根據。 1900 年普朗克為了解決黑體輻射的紫外災難問題,提出了輻射的量子理論,即是光輻射必須采取一種稱作量子的波包形式。但是只有在愛因斯坦提出光子理論之后,人們才真正接受光可以粒子即光子的形式存在。普朗克曾經是愛因斯坦關于狹義相對論第一篇論文的審稿人。既然光波可以作為粒子而存在,那么電子等物質粒子能否以波動而存在呢?這是法國的一名研究生德 · 布羅依的設想,愛因斯坦得知后立即支持這一激進的假說。這些都是量子理論發現的前奏。愛因斯坦因他的光子理論而獲得諾貝爾物理學獎。其實愛因斯坦對相對論的貢獻遠為重要,但是諾貝爾評獎委員會對激進的相對論持謹慎的態度。事實上迄今諾貝爾獎從未為理論相對論家頒發過。終其一生,愛因斯坦從未接受量子理論為終極理論,他認為量子力學只是一種唯象理論,而終極理論必須是決定性的。我們知道,就現狀而言,量子力學并不自洽。它仍然在忍受著愛因斯坦 —— 羅遜 —— 帕多爾斯基佯謬的折磨。近年的一些研究似乎在一定程度上解脫了薛定諤貓佯謬對它的折磨。 狄拉克把狹義相對論和量子力學相結合,得到了極富成果的量子場論。量子場論是描述一切微觀粒子的理論框架。從狄拉克方程可以場論。量子場論是描述一切微觀粒子的理論框架。從狄拉克方程可以推導出反粒子的概念。量子電動力學可能描述電子、光子、正電子的 湮滅、創生和相互轉變。人們由此進而發展出當代粒子物理學。 愛因斯坦說過,如果他不發表狹義相對論,則在五年之內必有他人發表。其實當時洛倫茲和彭加萊已經非常接近這個結果了。可惜洛倫茲無法掙脫舊的時空觀,而彭加萊又主要是一位杰出的數學家,因此只有眼光敏銳、思維深邃的愛因斯坦擔任這項歷史任務。值得提到 的是,當時洛倫茲已是世界聞名的物理學家,彭加萊是法國首位數學家,而愛因斯坦大學畢業后,連中學教員的職務都找不到,借助朋友介紹才在伯爾尼專利局任一名職員。 他接著說,如果他不在 1915 年發表廣義相對論,則人們至少得等待五十年。這個估計是非常合情理的。廣義相對論是狹義相對論和引力論相結合的成果。它的一個實驗基礎是伽利略在比薩斜塔進行的自由落體實驗,即引力質量和慣性質量的等效性。但是為了充分闡釋其物理含義,人們等待了三百年之久,也就是等待到廣義相對論的發現。所以若不是愛因斯坦,再等待五十年是很有可能的。我們在瀏覽愛因斯坦文集第六卷時,就可以看到他所進行的多次不成功嘗試,這是人類理智的蹣跚學步。他認為引力場和其他物質場不同,它是以時空的曲率來體現的,物質使時空彎曲,而時空又是物質的載體,脫離物質的時空曲率即是引力波。所謂廣義相對論原理即是,物理定律對任何坐標變換都采用相同的形式,而狹義相對論原理是,物理定律只對任坐標變換都采用相同的形式,而狹義相對論原理是,物理定律只對任何洛倫茲線性變換都采取相同的形式。引力場由所謂的愛因斯坦方程所制約。它是非線性的,有別于以往所有的場方程。所以物質的運動方程被愛因斯坦方程所隱含。引力場方程是二階的,以時空為自變量,以度規為因變量的帶有橢圓型約束的雙曲型偏微分方程。其復雜而美妙對任何曾與之打交道的人都留下深刻的印象。 在廣義相對論的框架內,愛因斯坦進行了引力紅移、水星近日點進動以及光線受引力場折射等計算。而他關于光線在太陽引力場附近受到折射的預言在 1919 年西非日食的觀測中得到證實。他的方程如此難解,以至于他在這些計算中,使用的只是一個近似解,所依賴的主要是他的無比的物理洞察力。而球面對稱的準確解 —— 史瓦茲解是在此之后才找到的。 他首次用引力場方程來研究宇宙的整體,開創了理論宇宙學的新學科。可惜由于穩態宇宙的觀念是如此根深蒂固,使他拒絕了演化宇宙的解,他還為此在場方程中引進一項宇宙常數,從而人類失去了一項重大的科學預言機遇! 1929 年哈勃觀察到星系光譜紅移和距離的線性關系,即所謂哈勃定律。人們把紅移歸結于宇宙的膨脹,并斷言宇宙是由于一百多億年前的一次大爆炸產生的,這就是所謂的標準的大爆炸宇宙學。 他的場方程還得出緊致物體的引力坍縮的解,即史瓦茲解及其推廣,這就是描述黑洞的解。但是愛因斯坦認為物質不可能如此緊致,并著文認為這是荒謬的。但是歷史證明,黑洞是天體物理中最重要的物體,近年天文觀測,使人們普遍認為在星系中心存在巨大質量的黑洞。事實上,宇宙本身和黑洞正是理論物理學最美妙的研究對象。如果撇開宇宙和黑洞,則物理學的光彩將會大為遜色! 愛因斯坦在布朗運動、作為激光機制的基礎的輻射理論、玻色 —— 愛因斯坦統計及其凝聚現象都有關鍵性貢獻。他和玻爾有關量子力學的論爭是科學史上曠日持久的影響深遠的事件。他堅信自然界中的一切相互作用都可統一成一種作用。統一場論是科學皇冠上的鉆石!當代的超對稱、超引力、超弦理論都是統一場論路途上的種種嘗試。 相對論在近四十年來有了長足的進展,尤其經典相對論已成為成熟的學科。相對論在近世的進步,主要歸功于彭羅斯和霍金。彭羅斯利用全局分析以及拓撲工具,賦予高深的相對論計算以鮮明的物理意義,以他命名的彭羅斯圖對于時空猶如費因曼圖對于粒子物理那樣重要。霍金和彭羅斯一道證明了奇勝定理。他多帶帶證明了黑洞面積定理以及黑洞視界面積代表黑洞的熵。他的黑洞蒸發理論把量子場論、廣義相對論以及統計物理統一起來,其理論的瑰麗,猶如一道佛光,令人目眩神搖。而他的量子宇宙學的無邊界假說,是研究宇宙創生的科學理論。 利用全局分析以及拓撲工具,賦予高深的相對論計算以鮮明的物理意。 筆者認為,引導愛因斯坦以及后代科學家生涯的最大動機,不是財富,不是名聲,也不是別的更高尚的目標(尤其是財富和名聲可以憑借其他更快捷的手段獲取)。他們的主要動機是科學的好奇心和科學的美學。我們可以在歷史中找到許多例子,有多少人恰恰是為了科學犧牲世俗中的健康、財富和名聲。但是普天之下人們所擁有的一切除了科學發現和藝術創造的喜悅之外都是可能被剝奪的。人類對好奇和美的不懈追求將把人類帶向更美妙的未來! 寫于愛因斯坦一百二十周年生日前夕 -- 這一次我執著面對 任性地沉醉 我并不在乎 這是錯還是對 就算是深陷 我不顧一切 就算是執迷 我也執迷不悔
方向 2022-04-14 17:14 愛因斯坦的相對論。 如果你的速度跟光速一樣,你就會讓時間瞬間停止。 如果你的速度超過了光速,你就會讓時間倒流,你就會回到過去。 這是科學依據,是有真憑實據的。 每秒達到300000000千米的速度就是光速。不過至今沒有哪個國家的高科技能達到光速 分為廣義和狹義的狹義相對論就是 狹義相對論是建立在四維時空觀上的一個理論,因此要弄清相對論的內容,要先對相對論的時空觀有個大體了解。在數學上有各種多維空間,但目前為止,我們認識的物理世界只是四維,即三維空間加一維時間。現代微觀物理學提到的高維空間是另一層意思,只有數學意義,在此不做討論。 四維時空是構成真實世界的最低維度,我們的世界恰好是四維,至于高維真實空間,至少現在我們還無法感知。一把尺子在三維空間里(不含時間)轉動,其長度不變,但旋轉它時,它的各坐標值均發生了變化,且坐標之間是有聯系的。四維時空的意義就是時間是第四維坐標,它與空間坐標是有聯系的,也就是說時空是統一的,不可分割的整體,它們是一種”此消彼長”的關系。 四維時空不僅限于此,由質能關系知,質量和能量實際是一回事,質量(或能量)并不是獨立的,而是與運動狀態相關的,比如速度越大,質量越大。在四維時空里,質量(或能量)實際是四維動量的第四維分量,動量是描述物質運動的量,因此質量與運動狀態有關就是理所當然的了。在四維時空里,動量和能量實現了統一,稱為能量動量四矢。另外在四維時空里還定義了四維速度,四維加速度,四維力,電磁場方程組的四維形式等。值得一提的是,電磁場方程組的四維形式更加完美,完全統一了電和磁,電場和磁場用一個統一的電磁場張量來描述。四維時空的物理定律比三維定律要完美的多,這說明我們的世界的確是四維的。可以說至少它比牛頓力學要完美的多。至少由它的完美性,我們不能對它妄加懷疑。 相對論中,時間與空間構成了一個不可分割的整體——四維時空,能量與動量也構成了一個不可分割的整體——四維動量。這說明自然界一些看似毫不相干的量之間可能存在深刻的聯系。在今后論及廣義相對論時我們還會看到,時空與能量動量四矢之間也存在著深刻的聯系。 物質在相互作用中作永恒的運動,沒有不運動的物質,也沒有無物質的運動,由于物質是在相互聯系,相互作用中運動的,因此,必須在物質的相互關系中描述運動,而不可能孤立的描述運動。也就是說,運動必須有一個參考物,這個參考物就是參考系。 伽利略曾經指出,運動的船與靜止的船上的運動不可區分,也就是說,當你在封閉的船艙里,與外界完全隔絕,那么即使你擁有最發達的頭腦,最先進的儀器,也無從感知你的船是勻速運動,還是靜止。更無從感知速度的大小,因為沒有參考。比如,我們不知道我們整個宇宙的整體運動狀態,因為宇宙是封閉的。愛因斯坦將其引用,作為狹義相對論的第一個基本原理:狹義相對性原理。其內容是:慣性系之間完全等價,不可區分。 著名的麥克爾遜--莫雷實驗徹底否定了光的以太學說,得出了光與參考系無關的結論。也就是說,無論你站在地上,還是站在飛奔的火車上,測得的光速都是一樣的。這就是狹義相對論的第二個基本原理,光速不變原理。 由這兩條基本原理可以直接推導出相對論的坐標變換式,速度變換式等所有的狹義相對論內容。比如速度變幻,與傳統的法則相矛盾,但實踐證明是正確的,比如一輛火車速度是10m/s,一個人在車上相對車的速度也是10m/s,地面上的人看到車上的人的速度不是20m/s,而是(20-10^(-15))m/s左右。在通常情況下,這種相對論效應完全可以忽略,但在接近光速時,這種效應明顯增大,比如,火車速度是0。99倍光速,人的速度也是0。99倍光速,那么地面觀測者的結論不是1。98倍光速,而是0。999949倍光速。車上的人看到后面的射來的光也沒有變慢,對他來說也是光速。因此,從這個意義上說,光速是不可超越的,因為無論在那個參考系,光速都是不變的。速度變換已經被粒子物理學的無數實驗證明,是無可挑剔的。正因為光的這一獨特性質,因此被選為四維時空的唯一標尺。 廣義相對論 愛因斯坦的第二種相對性理論(1916年)。該理論認為引力是由空間——時間幾何(也就是,不僅考慮空間中的點之間,而是考慮在空間和時間中的點之間距離的幾何)的畸變引起的,因而引力場影響時間和距離的測量. 廣義相對論:愛因斯坦的基于科學定律對所有的觀察者(而不管他們如何運動的)必須是相同的觀念的理論。它將引力按照四維空間—時間的曲率來解釋。 廣義相對論(General Relativity?)是愛因斯坦于1915年以幾何語言建立而成的引力理論,統合了狹義相對論和牛頓的萬有引力定律,將引力改描述成因時空中的物質與能量而彎曲的時空,以取代傳統對于引力是一種力的看法。因此,狹義相對論和萬有引力定律,都只是廣義相對論在特殊情況之下的特例。狹義相對論是在沒有重力時的情況;而萬有引力定律則是在距離近、引力小和速度慢時的情況。 背景 愛因斯坦在1907年發表了一篇探討光線在狹義相對論中,重力和加速度對其影響的論文,廣義相對論的雛型就此開始形成。1912年,愛因斯坦發表了另外一篇論文,探討如何將重力場用幾何的語言來描述。至此,廣義相對論的運動學出現了。到了1915年,愛因斯坦場方程式被發表了出來,整個廣義相對論的動力學才終于完成。 1915年后,廣義相對論的發展多集中在解開場方程式上,解答的物理解釋以及尋求可能的實驗與觀測也占了很大的一部份。但因為場方程式是一個非線性偏微分方程,很難得出解來,所以在電腦開始應用在科學上之前,也只有少數的解被解出來而已。其中最著名的有三個解:史瓦西解(the Schwarzschild solution (1916)), the Reissner-Nordstr?m solution and the Kerr solution。 在廣義相對論的觀測上,也有著許多的進展。水星的歲差是第一個證明廣義相對論是正確的證據,這是在相對論出現之前就已經量測到的現象,直到廣義相對論被愛因斯坦發現之后,才得到了理論的說明。第二個實驗則是1919年愛丁頓在非洲趁日蝕的時候量測星光因太陽的重力場所產生的偏折,和廣義相對論所預測的一模一樣。這時,廣義相對論的理論已被大眾和大多的物理學家廣泛地接受了。之后,更有許多的實驗去測試廣義相對論的理論,并且證實了廣義相對論的正確。 另外,宇宙的膨漲也創造出了廣義相對論的另一場高潮。從1922年開始,研究者們就發現場方程式所得出的解答會是一個膨漲中的宇宙,而愛因斯坦在那時自然也不相信宇宙會來漲縮,所以他便在場方程式中加入了一個宇宙常數來使場方程式可以解出一個隱定宇宙的解出來。但是這個解有兩個問題。在理論上,一個隱定宇宙的解在訴學上不是穩定。另外在觀測上,1929年,哈伯發現了宇宙其實是在膨漲的,這個實驗結果使得愛因斯坦放棄了宇宙常數,并宣稱這是我一生最大的錯誤(the biggest blunder in my career)。但根據最近的一形超新星的觀察,宇宙膨脹正在加速。所以宇宙常數似乎有敗部復活的可能性,宇宙中存在的暗能量可能就必須用宇宙常數來解釋. 基本假設 等效原理:引力和慣性力是完全等效的。 廣義相對性原理:物理定律的形式在一切參考系都是不變的。 主要內容 愛因斯坦提出“等效原理”,即引力和慣性力是等效的。這一原理建立在引力質量與慣性質量的等價性上。根據等效原理,愛因斯坦把狹義相對性原理推廣為廣義相對性原理,即物理定律的形式在一切參考系都是不變的。物體的運動方程即該參考系中的測地線方程。測地線方程與物體自身固有性質無關,只取決于時空局域幾何性質。而引力正是時空局域幾何性質的表現。物質質量的存在會造成時空的彎曲,在彎曲的時空中,物體仍然順著最短距離進行運動(即沿著測地線運動——在歐氏空間中即是直線運動),如地球在太陽造成的彎曲時空中的測地線運動,實際是繞著太陽轉,造成引力作用效應。正如在彎曲的地球表面上,如果以直線運動,實際是繞著地球表面的大圓走
做個啞女也挺好 2022-04-14 17:24 1、誰發明了相對論?一般人可能都認為是愛因斯坦,但錯了,其實是伽利略在1639年偶然發現此主意的,當時他展示一個落下的物體在一艘行進的船上和一座靜止的建筑物上落下的情況是一樣的。2、愛因斯坦不叫它為“相對論”。這個詞從來沒有出現在他1905年寫的原始論文――《論運動物體的電動力學》中。而且他討厭這個術語,情愿使用“不變性理論”。因為物理學定律對所有觀察者都是一樣的,沒有什么相對的。3、那么時空連續統一體是不是愛因斯坦提出的?不是,這也不是愛因斯坦提出的。時間作為第四尺度的想法來自愛因斯坦的一位教授赫爾曼·閔可夫斯基(Hermann Minkowski,1864年6月22日—1909年1月12日),德國數學家,猶太人,四維時空理論的創立者,曾經是著名物理學家愛因斯坦的老師。1907年,閔可夫斯基認識到可以將過去被認為是獨立的時間和空間結合到一個四維的時空結構中,即閔可夫斯基時空。閔可夫斯基時空為廣義相對論的建立提供了框架。閔可夫斯基曾經叫愛因斯坦是個“懶鬼”。4、然而,愛因斯坦重新用公式表示了伽利略的相對論,以應對在近光速下發生的一些奇異事情。在此情況下,時間會變慢,空間會被壓縮。他的這一作法很有價值。5、奧地利物理學家弗里德里奇·哈色羅爾(Friedrich Hasen
蟲子的蟲哦 2022-04-14 17:25 是愛因斯坦寫的。
