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百年相對論:讓我們換一種方式看待宇宙

1915年11月, 愛因斯坦在普魯士科學院上作了發言, 內容是著名的愛因斯坦引力場方程。 這個方程描述了處於時空中的物質是如何影響其周圍的時空幾何,

並成為了愛因斯坦的廣義相對論的核心。

愛因斯坦的相對論顛覆了時空概念, 其形式簡潔優美的理論包含著令人無限沉思的內容。 自從相對論誕生之後, 它極大的擴展了人類對宇宙的理解, 相對論預言了宇宙的歷史, 將高速運動引入了物理學, 從相對論中, 人們發現了原子裂變的巨大能量、時間旅行的奧秘、黑洞和暗能量、宇宙的起源和終結等奇妙現象。 幾乎宇宙所有的奧秘都隱藏在相對論那幾行簡單的公式中。

1879年3月14日, 愛因斯坦出生在德意志帝國的烏爾姆市, 在他四歲那年, 他父親給了他一個袖珍磁性羅盤, 即便是到了晚年, 愛因斯坦都對這個羅盤印象深刻“我依舊記得那個羅盤給我留下的深遠的印象,

平淡事物的背後定會隱藏著深刻的哲理。 ”

1900年, 愛因斯坦大學畢業了, 但他卻沒能留校教書, 甚至在接下來的兩年內都沒有找到工作。 1902年, 他在瑞士蘇黎世聯邦理工學院的同學格羅斯曼實在看不下去了, 找父親幫忙, 為愛因斯坦在瑞士的專利局謀得了一份工作。 這時, 23歲的愛因斯坦作為一個普通的三級技術員, 每天的工作就是閱讀專利申請的稿件, 如果他覺得這個發明有意義, 就在專利證書上蓋一個章。

此時, 誰又能想到, 幾年之後的1905年, 成為了一個劃時代的標誌。 而開創這個時代的人, 就是這個在瑞士專利局裡默默無聞的26歲的員工——愛因斯坦。

大約在1895年前後, 以經典力學、經典熱力學和統計力學、經典電動力學為三大支柱的經典物理學,

結合成一座具有雄偉的建築體系和動人心弦的“美麗的殿堂”, 達到了它的顛峰時期。 經典力學的非凡成就成功地描述了天上行星、衛星、彗星的運動, 又完滿地解釋了地上潮汐和其他物體的運動, 人們認為自然界的一切已知運動都可以通過牛頓(經典)力學定律來解釋。 只要給出一定的初始條件, 就可以預測物體之後運動的全部軌跡。

但是, 量子力學使經典力學這座大廈毀了一角, 而相對論則毀了這座大廈的另一角, 經典力學的大廈終於崩塌了。 更為嚴重的是, 人類幾千年來, 對於時間和空間的理解, 也發生了徹底的改變, 空間不在是均勻而平直地鋪散在我們周圍,

時間也不再是均勻而平直地流向未來。

時至今日, 普通大眾仍然很難理解相對論的內容, 科學家們仍然在探索著宇宙、時空的奧秘。 相對論似乎離我們很遠, 但現實生活中又離我們很近。 許多貼近生活的先進技術如雷射技術、電視螢光屏、核電站等, 全球衛星定位系統也是因為有相對論, 才能進行精確的定位。

本作品為“科普中國-科學原理一點通”原創 轉載時務請注明出處

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