有人比爱因斯坦先想到相对论?相对论的诞生历史,你知道吗?

小小怪 2022-06-1703:18:37名人评论13阅读模式

宇宙空间到底有什么?

这个问题,如果问今天的科学家,他们会说宇宙空间高度真空,最多也就只有一些辐射、星际气体及尘埃等等。但是,如果你要问20世纪初的科学家,他们会告诉你,宇宙空间充满了以太。

以太这个概念,听起来挺神秘的。实际上,它在2000多年前就由亚里士多德提出了。这个概念不仅神秘,还随着人类科学观的发展而变化。到了20世纪初,它被看作是光的传播介质。他们认为,光之所以能够在太空中传播,就因为太空中有以太。

问题在于,如果光真的通过以太传播,那么传播速度应该是不变的。然而,在著名的迈克尔逊-莫雷实验中,光被证明在不同的惯性系和不同方向上都拥有相同的传播速度,这对以太的理论形成了挑战。

一直到了1905年,瑞士专利局的一位小职员解决了这个问题。他发表论文称,人类应该摒弃以太的概念,因为无论观测者如何运动,测得的光速都是一样的。按照这个理论,人们甚至要改变时间的观念,承认在不同运动状态下观测到的时间流逝速度也会不同。

这些理论非常大胆,但人们很快就意识到这个小职员的理论有多么正确。这位小职员由此声名鹊起,成为了历史上最伟大的科学家之一,他就是爱因斯坦。

不过,在爱因斯坦之前,有些科学家已经意识到了相同的理论。我们知道,爱因斯坦的狭义相对论中,涉及到了几个公式,那就是洛伦兹变换,它们解释了以相对论速度(达到光速百分比)运动的物体在质量、长度、时间等方面发生的变化。

听这个名字就知道,洛伦兹变换是由一位名叫洛伦兹的物理学家提出的。洛伦兹老爷子明明找到了这个公式,有机会解释光速不变的现象,但他仍然停留在以太的世界里,明明走到了狭义相对论的门口,却没有敲门。

洛伦兹的许多成就都是很重大的,并且在1902年因为其他理论获得诺贝尔奖。这么杰出的物理学家也难免陷入思维定式,可见爱因斯坦打破传统有多难。

有一种说法大家可能听说过,那就是如果没有爱因斯坦,狭义相对论也会很快被提出;但如果没有爱因斯坦,广义相对论不一定要等到多久以后才能被认知。

在提出狭义相对论后,爱因斯坦就意识到了这个理论的局限性。他从1907年开始意识到万有引力可以超光速的矛盾,但直到1911年才开始仔细思考这个问题。

1912年,他找到的方向,那就是通过对几何学的调整,来建立引力与加速度的关系。但是,他又遇到了新的问题,那就是如何调整几何学。

幸运的是,他在朋友的帮助下,找到了答案,那就是黎曼几何。几十年前,当黎曼建立这个理论的时候,也只把它看作是纯粹的数学概念,他做梦也想不到这玩意能和现实世界挂上钩。

在恶补了一番黎曼几何后,爱因斯坦终于找到了梦寐以求的方程。在这个过程中,他还和数学家大卫·希尔伯特聊过这个话题。事实证明,专业的数学家做运算还是比爱因斯坦快,希尔伯特在爱因斯坦之前就找到了这个方程。不过,他只不过是完成了运算而已,思想和灵感完全来自于爱因斯坦,所以大家都承认是爱因斯坦建立了这个方程,提出了广义相对论。

广义相对论告诉我们,质量可以扭曲周围的时空,越大质量的天体对周围时空的扭曲越强烈。所谓的万有引力,其实是物质在被扭曲的空间中运动的结果。

广义相对论的提出,真的轰动了世界,在宇宙天体尺度下,它推翻了人们奉为真理的牛顿力学。而且,不论是1919年著名的日食观测还是解释水星近日点进动之谜,广义相对论都得到了完美验证,也不由得人们不相信这个理论。

毫无疑问,相对论是迄今为止最伟大的理论之一。然而,爱因斯坦终其一生都没有能够凭借相对论获得诺贝尔奖,这是为什么呢?

原来,直到20世纪初,人类的思维依然比较保守。当时的人们想:如果连时间和空间都是相对的,宇宙还有什么不是相对的?难道道德和信仰也都是相对的吗?正因如此,当时的人们对于相对论的争议一直很大。

然而,相对论的正确性在当时就已经毋庸置疑了,其伟大性更是不言自明,其提出者无法获得诺贝尔奖实在说不过去。1921年,爱因斯坦终于获得了诺贝尔物理学奖,但获奖理由并不是相对论,而是因为他解释了光电效应。

尽管爱因斯坦已经打破了传统观念,提出了相对论,但他也难以完全摆脱固有思维,甚至在提出广义相对论的同时犯下了他一生之中最大的错误。那么,这个错误是什么呢?咱们下一期再介绍~

继续阅读
  • 本文由 发表于 2022-06-1703:18:37
  • 转载请务必保留本文链接:http://www.zyzznsb.com/1939.html
爱的印记 名人

爱的印记

欧阳娜娜(左图)与范冰冰的弟弟范丞丞,去年合作综艺节目《潮流合伙人2》,同年龄的他们如今爆出恋情。 上个月网友传出她与女星范冰冰之弟范丞丞正在热恋中,男方手臂上的刺青也被推测是爱的印记。虽然范丞丞透过...
观音山上观山水求下联 名人

观音山上观山水求下联

恰逢‬酷暑时节,又到了一年一度暑假出游的时候了。观音山森林公园作为一处人气旺盛的旅游景点,自然少不了它的热度。 其中最让大家兴奋的就是关于景区所悬挂的半幅作品观音山上观山水这一上联了。东莞观音山广邀天...
陈东东的诗 名人

陈东东的诗

重播 播放00:00/00:00正在直播 00:00 进入全屏 点击按住可拖动视频 封面新闻记者 张杰 岁月匆匆,更凸显爱与诗意不可缺少。2019年的诗坛,虽然没有前两年多起诗人爆红或者某诗体引发全民...
中国钓鱼翁 名人

中国钓鱼翁

钓鱼翁,钓鱼翁,意味着钓者是有了一把年纪的人。海边鲜见小青年垂钓。 那天清晨去海边溜达,看到一老一少站在沙滩上舞弄渔具,颇是用心。长者手把手的教,年青后生聚精会神地学,然后是卖力气地一遍遍操练。这示范...
中国钓鱼翁 名人

中国钓鱼翁

野外一处偏僻的小河边,一个老头正在河边钓鱼,但是他的技术似乎并不怎么样,鱼饵总是被鱼偷偷吃掉,钓了半天也没钓上什么鱼。 不知哪里来的一个年轻人,在一旁看老头钓鱼。看了一阵子后,忍不住笑着对老头说道:老...
岐天路 名人

岐天路

最近五十部巅峰玄幻小说刷屏朋友圈,大家都在讨论五十部巅峰玄幻小说看过了几本,如果你还不知道五十部巅峰玄幻小说有哪些小说,你就out了。 五十部巅峰玄幻小说 阅读玄幻小说不仅在一定程度上可丰富读者的想象...
岐天路 名人

岐天路

1:写在前面,网文的特殊性和包容性。 广义来说,所有在网络上发表的文章,包括评论日记之类都属于网文范畴,但在龙空大多数人的认识里,网文应该是以起点等文学网站为平台,具有一些固有性质的文章,很多时候网文...
农民工之歌 名人

农民工之歌

音乐是什么?音乐是人们的所思所想,能够表达人们心中想法的渠道。在农民工的圈子里,他们背井离乡,来到城市,为求谋生,工资低微,饱受工作劳苦。打工之苦也让人们觉得生活的充实,历经艰辛打工之路,才能过上幸福...
蝶双飞 名人

蝶双飞

149、等待结果 誉王来了,去了验尸房,尸骨已改变了,金钗被认出来了,誉王的目光凝固了,他的表情也凝固了,宛如一尊渐渐风化的雕塑。过了很久很久,低头看着金钗的誉王,声音嘶哑地问:谁做的。 只查到三个人...
蝶双飞 名人

蝶双飞

在玩耍中学习,这大概是童年游戏的意义。模仿、琢磨、竞争、创造、分享……快乐或失落、厌倦或惊奇,生命与小草一起成长,希望与想象贯穿游戏始终。常常,我得知某位老人将告别人世,他在一个月前就进入昏迷状态,但...
匿名

发表评论

匿名网友 填写信息

:?: :razz: :sad: :evil: :!: :smile: :oops: :grin: :eek: :shock: :???: :cool: :lol: :mad: :twisted: :roll: :wink: :idea: :arrow: :neutral: :cry: :mrgreen: