廣義相對論的創建——11月25日科學史上的今天

2018-11-27作者:科學π工作室 編著編輯:書問閱讀



1905年狹義相對論創建成功,這一理論很優美,但也暴露了一些不足:它不能把牛頓的引力定律囊括進來,而且只限于描述物體的勻速運動,而不適合于加速運動。直到1907年,愛因斯坦突然找到了一個突破口,其線索是從一個“封閉電梯”的假想實驗中獲得的。


電梯的假想實驗說明了一個極為關鍵的事,愛因斯坦由此得出了一個重要的原理:“加速運動與引力場在物理現象上是彼此等效的”,這就是著名的愛因斯坦“廣義等效性原理”。


像狹義相對論一樣,廣義相對論的另一個基礎也是“光速不變原理”,它的含義是:“無論你是靜止的還是運動著的,無論你是做勻速還是加速運動,或者說,無論你所處地方的引力場是強還是弱,對你來說,光在真空中的速度永遠不變?!睆V義等效原理與光速不變原理,成為愛因斯坦廣義相對論理論大廈的兩塊基石。


此時,在愛因斯坦的頭腦里,漸漸浮現出來一個引力場方程的模式。他整整花了5年多的時間,構建起了他的廣義相對論的大廈——引力場方程。


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1915年11月,愛因斯坦在普魯士科學院一連做了4次系列演講介紹他的新引力論。1915年11月25日,最后一次演講這天,愛因斯坦當眾宣布了他的引力場方程,并提出利用光線在太陽引力場的作用下所發生的時空彎曲效應,可以對這個方程進行驗證。他還公布了他借助引力場方程,對太陽光線引力彎曲的估算結果。


以引力場方程為核心的廣義相對論,是一個絕世的佳作。廣義相對論的創建是人類關于自然界思考的一個壯舉,它是哲學理性的洞察力,是物理的直覺與精湛的數學技藝神奇結合的產物。



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出版清華大學出版社
定價99元
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