爱因斯坦相对论简单解释 爱因斯坦相对论怎么理解好?( 三 )


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广义相对论的第三大预言是引力场使光线偏转,最靠近地球的大引力场是太阳引力场,爱因斯坦预言,遥远的星光如果掠过太阳表面将会发生一点七角秒的偏转 。1919年,在英国天文学家爱丁顿的鼓动下,英国派出了两支远征队分赴两地观察日全食,经过认真的研究得出最后的结论是:星光在太阳附近的确发生了一点七角秒的偏转 。
英国皇家学会和皇家天文学会正式宣读了观测报告,确认广义相对论的结论是正确的 。会上,著名物理学家、皇家学会会长汤姆孙说:“这是自从牛顿时代以来所取得的关于万有引力理论的最重大的成果”,“爱因斯坦的相对论是人类思想最伟大的成果之一” 。
爱因斯坦一下子成了新闻人物,他在1916年写了一本通俗介绍相对论的书《狭义与广义相对论浅说》,到1922年已经再版了40次,还被译成了十几种文字,广为流传 。
爱氏相对论的意义,对于我们而言应该永远铭记和传授给下一代:
狭义相对论和广义相对论建立以来,已经过去了很长时间,它经受住了实践和历史的考验,是人们普遍承认的真理 。
相对论对于现代物理学的发展和现代人类思想的发展都有巨大的影响 。相对论从逻辑思想上统一了经典物理学,使经典物理学成为一个完美的科学体系 。狭义相对论在狭义相对性原理的基础上统一了牛顿力学和麦克斯韦电动力学两个体系,指出它们都服从狭义相对性原理,都是对洛伦兹变换协变的,牛顿力学只不过是物体在低速运动下很好的近似规律 。
广义相对论又在广义协变的基础上,通过等效原理,建立了局域惯性场与普遍参照系数之间的关系,得到了所有物理规律的广义协变形式,并建立了广义协变的引力理论,而牛顿引力理论只是它的一级近似 。这就从根本上解决了以前物理学只限于惯性系的问题,从逻辑上得到了合理的安排 。
相对论严格地考察了时间、空间、物质和运动这些物理学的基本概念,给出了科学而系统的时空观和物质观,从而使物理学在逻辑上成为完美的科学体系 。
狭义相对论给出了物体在高速运动下的运动规律,并提示了质量与能量相当,给出了质能关系式 。这两项成果对低速运动的宏观物体并不明显,但在研究微观粒子时却显示了极端的重要性 。因为微观粒子的运动速度一般都比较快,有的接近甚至达到光速,所以粒子的物理学离不开相对论 。质能关系式不仅为量子理论的建立和发展创造了必要的条件,而且为原子核物理学的发展和应用提供了根据 。
对于爱因斯坦引入的这些全新的概念,当时地球上大部分物理学家,其中包括相对论变换关系的奠基人洛仑兹,都觉得难以接受 。甚至有人说“当时全世界只有两个半人懂相对论” 。旧的思想方法的障碍,使这一新的物理理论直到一代人之后才为广大物理学家所熟悉,就连瑞典皇家科学院,1922年把诺贝尔物理学奖授予爱因斯坦时,也只是说“由于他对理论物理学的贡献,更由于他发现了光电效应的定律 。”对爱因斯坦的诺贝尔物理学奖颁奖辞中竟然对于爱因斯坦的相对论只字未提 。(注:相对论没有获诺贝尔奖,一个重要原因就是还缺乏大量事实验证 。)
各位,以上就是关于爱氏狭义和广义相对论创立的过程,爱氏完成了他的工作 。但对于这个工作,我们相信,它还有值得被理解和完善的部分 。引力不能量子化的问题,就是其中一个 。我自己在《变化》里也写出了我的看法 。在解释广义相对论的过程中,出现了问题 。即引力不是时空弯曲的几何表现,引力的本源是时空!和弯曲没有关系 。具体内容请看《引力的本源》一文 。大家永远记住,我们的问题永远没有最后一个!我们要走的路,也很长很长 。