爱因斯坦《相对论

爱因斯坦的《相对论》,一直只能用尊敬来形容,知道很厉害,就是不懂。只知道相对论和量子力学并称为现代物理学的两大基石。前几天在我们家后山的仙岳书院,爱因斯坦相对论的书居然看到一本爱因斯坦本人写的相对论入门书籍,而且巧的事,居然是我的母校出版社出版的,于是决定借来看一看。

科学史上有两个奇迹年,分别是1666年和1905年,对应两个科学牛人。1666年,牛顿在23岁的时候为了躲避瘟疫,回到英国乡下,赫格尔几乎就在这一年,牛顿做出了巨大的成就,为光学、数学、力学打下了基础。1905年,年仅26岁的爱因斯坦是一个在苏黎世专利局工作的小职员,但是就在这一年,爱因斯坦发表了6篇论文,关于分子、原子、光电效应等,也包括众所周知的狭义相对论。后来时隔11年,爱因斯坦在1916年正式发表了广义相对论。

想起一个段子,爱因斯坦给别人解释相对论,说“当你和一位美女坐在一起时,感觉时间过得飞快;当你和一位老太婆坐在一起是,感觉时间过得很慢”。虽然这本书只是《相对论》的入门科普读本,不过看起来还真是艰涩难懂。从欧几米得几何学的点线面开始,一点点娓娓道来,构建一套新的解释世界的理论体系。科学是一颗大树,枝繁叶茂,自成体系,爱因斯坦也是在无数前人的基础上得到相对论这颗硕果的。文中提到了大量的前人,包括前人的实验、理论、公式。也不得不叹服,数学真是美妙,用一些简单的公式,就可以解释这么复杂的世界,可以说数学不是一门单独的学科,但是数学水平的高低,直接决定了其它学科上的成就。

光速是一个恒定的常量(3*10^8m/s),所有物体的速度不能超过光速。

1、一个物体的时间不是恒定的,速度越快,它的时间越慢。之所以我们平时感觉不出来,是因为速度不够快,这个时间变慢的效应很不明显。一个实际的应用是,我们全球用的GPS卫星给我们提供了精准的时间,这些卫星在高速的绕地球飞行,飞得快,时间就变慢了,它需要根据爱因斯坦的相对论不断的矫正自己的时间。前几年很火的一部电影《星际穿越》,里面的老爹飞跃星际,在黑洞里面寻找奥秘,最后回来的时候,老爹还是那个老爹,她的女儿却已经变成一个老太太。

2、一个物体的空间不是恒定的,速度越快,它的长度就越短(延运动的方向)。我记得小时候看过一本书,里面画了一张图,假设一个人骑着自行车以接近光速的速度在路上骑着,这个人在沿着骑行道路的方向上,空间就变短,也就是说这个人看起来变得更瘦了。

3、相对论把质量守恒定律和能量守恒定律合二为一,经典的公式E=mc^2,。以前一直纳闷这个公式怎么来的,甚至怀疑是不是拍脑袋想出来的。其实不然,这个公式是在前人科学家的研究基础之上逐步推导出来的,甚是美妙,让人叹服。

狭义相对论,讨论的是静止或者匀速直线运动下的情况;广义相对论,讨论的是加速运动下的情况。

牛顿的万有引力定律:两个物体之间的引力,与它们质量的乘积成正比,与距离的平方成反比。

广义相对论,简单理解就是,宇宙空间中的物体在它周围会造成一个空间的扭曲,质量越大,空间扭曲越厉害。地球之所以绕着太阳转,并不是由于万有引力,而是太阳把周围的空间扭曲了,地球是沿着扭曲的空间做运动。好比一个弹簧床,一个很重的东西压在中间,床上东西都会朝中间滚动,这个力不是万有引力,而是空间扭曲的结果,往中间滚动的运动还是遵守基本的力和运动规律。
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相对来讲,广义相对论比牛顿的万有引力,更能解释一些事情。如果万有引力与距离的平方成反比,那么如果一个行星受到一点外力,距离拉近了一点,那么万有引力就更强了,这样会打破平衡更有力的把双方拉近,距离越近力越强,力越强距离越拉近,直到行星坠入到恒星,反之亦然,有一个向外的力,会最终导致行星飞离恒星。而广义相对论认为没有万有引力,只是一个空间的扭曲,无论怎样受力,它都在这个扭曲的空间里面按照现有的规律运动。

通过推导,光线在加速运动参照系或者“引力场”中是延曲线传播的,并且计算出光线角秒,后来英国科学家在一次日全食中验证了爱因斯坦的这个推论。

有限无界。好比一个球面的二维世界,这个二维世界里面的生物只能生活在这个球面上,他们对整个世界的观察只能在这个球面上,这个二维世界的生物会发现他们的世界是有限的,但是它没有边界。然后顺着推导到三维世界,我们的三维世界(空间)也是一个有限但是没有边界的宇宙。而如今,科学家认为整个宇宙是十一维的。

书中提到了很多“实验”,但是这个实验都是在头脑中完成,完全没办法在现实中去做实验,但是正是这样的理论实验,帮助爱因斯坦推导出相对论的结论,也帮助我们理解这套理论。他老人家的脑子真好使!是不是因为这样,我们就称之为“理论”物理学家。

人类社会不断进步,解释世界的能力越来越强,后人在前人的基础之上更接近真理,并不是说前人的理论不正确,而是说后人比前人解释的尺度更大、更广。

首先说一下题目,相对论在认识论的角度上就是发明的!以后专门开一篇文章讲解一下。其实说相对论是发现的也是正常描述,因…

竺校长抗战西迁日记(连载第1147天) 1943年3月6日(周六)遵义,晨阴,6度。天气骤冷。 时事:据太平洋盟军…

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