阿尔伯特·爱因斯坦
【繁体中文】 作者:秘书 发布:2011年02月18日 阅读: 次 【以稿换稿】
公元1879~公元1955
二十世纪最伟大的科学家,永远属于智慧超群行列中的天才,爱因斯坦以其相对论而最为世人所知。实际上相对论包含两种学说,即1905年提出的狭义相对论和1915年提出的广义相对论。人们常把后者称为爱因斯坦引力定律。由于这两种学说都十分复杂,在此不打算加以说明,而只是想对狭义相对论作几点评说。
“一切都是相对的”是一句世人熟知的格言。但是爱因斯坦的学说并不是哲学上陈词滥调的重复,而是用数学准确表述科学度量的具有相对性的道理。显然,对时空的主观感觉取决于观察者,但是在爱因斯坦以前,大多数人总是认为实际的距离和绝对的时间就存在于主观印象之中,用精密的仪器就可以把它们如实地测量出来。爱因斯坦的学说否定了绝对时间的存在,使科学思想发生了革命。下面的例子可以说明他的学说究竟是怎样彻底改变我们的时间观的。
设想有一架飞船X以每秒100000公里的速度飞离地球。在飞船上和地球上的观察者都对飞船速度进行测量,两者所测得的结果相等。与此同时,有另一架飞船Y沿着飞船X的同一方向但以大得多的速度作飞行运动。如果地球上的观察者对飞船Y的速度进行测定,就会发现它是在以每秒180000公里的速度飞离地球。飞船Y上的观察者也会得到同样的结果。
由于现在两个飞船都沿同一方向运动,两者的速度差似乎应该是80000公里/秒,而且较快的飞船肯定会以这个速度飞离较慢的飞船。
但是爱因斯坦学说却预言,如果观察者是在这两个飞船上进行的,两个观察者会一致认为它们之间的距离是以100000公里/秒而不是80000公里/秒的速率增加。
乍看起来,这样的结果荒唐可笑,作者这里在措词上耍了个花招,或者认为这个问题的某些重要的细节还没有提及,事实决非如此。这个结果与飞船构造的详细情况或用来推进飞船的力毫无关系;不是观察有错误,不是由于测量仪有毛病,措词上也没有玩弄花招。根据爱因斯坦的速度合成公式很容易计算出来,上述结果只不过是时空基本性质的一个产物。
但是所有这些,在理论上似乎使人感到高深莫测,实际上许多人在长年中把相对论视为无实用价值的“象牙之塔”之类的假说,避而不谈。自从1945年原子弹落在长崎、广岛以来,人们对相对论开始正目以视。从爱因斯坦相对论所得出的结论之一就是物质和能量在某种意义上来看是等同的,两者的关系可以用公式E=MC2来描述,其中E代表能量,M代表质量,C代表光速。由于C是个很大的数字,等于186000英里/秒,那么C2就是一个更为巨大的数字。由此可知,很小量的物质即使只发生部分转变也会释放出巨大的能量。
当然人们不能只根据公式E=MC2制造原子弹和建立核电站。切须记住许多其他人也对发展原子弹发挥了重要的作用,但是爱因斯坦为之做出的重大贡献是不言而喻的。爱因斯坦1939年致函罗斯福总统,指出了制造原子弹武器的可能性,强调了美国抢在德国前面造出这种武器的重要意义。就是这封信促进了曼哈顿工程的建立,导致了第一颗原子弹的发射。
狭义相对论引起了人们激烈的争执,但是有一点是一致的,那就是它是曾被发明的最令人感到神密莫测的学说。可是人们都错了,因为爱因斯坦的广义相对论一开始就有这样的前提,引力效应并不是通常所说的物理力,而是空间本身弯曲的结果。一个多么令人惊奇不已的学说啊!
怎样才能测出空间本身的曲度呢?空间弯曲究竟意味着什么呢?爱因斯坦不仅提出了这一学说,而且把这一学说用清晰的数学式表达出来,他的数学表达式可以做出一些具体的预见,使他的假说得到验证。
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