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提起最著名科學(xué)家，不知大家會(huì)想到誰(shuí)？牛頓，霍金，特斯拉，伽利略？當(dāng)然大多數(shù)人心中的答案肯定是他——阿爾伯特·愛因斯坦，的確這位科學(xué)巨匠把人類帶入了一個(gè)新時(shí)代。聊到愛因斯坦就不得不提他的相對(duì)論。這部巨著使人類對(duì)時(shí)間和空間的認(rèn)知發(fā)生的翻天覆地的轉(zhuǎn)變。它成為現(xiàn)代物理學(xué)的支柱之一。相對(duì)論又由狹義相對(duì)論與廣義相對(duì)論組成。今天我們就來(lái)聊聊這一輝煌巨著，小編坦言不是資深專業(yè)人士，大家看著玩，消磨下時(shí)間就好。 1905年，被譽(yù)為“愛因斯坦奇跡年”，這位年僅26歲的科學(xué)巨匠發(fā)表了5篇?jiǎng)潟r(shí)代的論文。每一篇都開啟了一個(gè)全新的物理領(lǐng)域。其中，最重要的就是6月30日發(fā)表的《論動(dòng)體電動(dòng)力學(xué)》，也就是狹義相對(duì)論。 狹義相對(duì)論以“光速不變”這個(gè)基本觀測(cè)事實(shí)出發(fā)，拋棄了行將就木的以太學(xué)說(shuō)。建立了區(qū)別于牛頓絕對(duì)時(shí)空觀的全新時(shí)空觀念 。推導(dǎo)出了許多不可思議的現(xiàn)象。 時(shí)間膨脹，一個(gè)物體運(yùn)動(dòng)得越快，它經(jīng)歷的時(shí)間就會(huì)變得越慢。比如，我們制造一個(gè)光子鐘來(lái)計(jì)時(shí)，光子從左側(cè)鏡面飛到右側(cè)鏡面為一秒。從右側(cè)反射回左側(cè)是第二秒，以此類推。當(dāng)實(shí)驗(yàn)者拿著光子鐘高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，第三方觀察者看光子鐘，光子從鏡面左側(cè)到右側(cè)的飛行路線，就不再垂直于鏡面了，它是一條斜線，飛行的距離就變長(zhǎng)了，當(dāng)然這“一秒鐘”的時(shí)間也就變長(zhǎng)了。換言之，實(shí)驗(yàn)者的時(shí)間相對(duì)于觀察者來(lái)說(shuō)變慢了。 狹義相對(duì)論還推導(dǎo)出了人類最著名的公式——質(zhì)能轉(zhuǎn)換公式E=MC^2（E代表能量，M表示質(zhì)量，C^2是光速的平方，為一個(gè)常數(shù)） 在牛頓力學(xué)中，質(zhì)量和能量是完全沒有關(guān)系的兩個(gè)物理量。在愛因斯坦的狹義相對(duì)論中，能量概念有了推廣，質(zhì)量和能量有確定的當(dāng)量關(guān)系。一個(gè)擁有很小質(zhì)量的物體，它所蘊(yùn)藏的能量是十分巨大的。愛因斯坦是運(yùn)用狹義相對(duì)論通過一系列公式的推導(dǎo)、計(jì)算最后得出了這么一個(gè)簡(jiǎn)潔明了的質(zhì)能公式。 數(shù)學(xué)計(jì)算十分繁雜，為了解釋它，小編舉一個(gè)有欠妥當(dāng)?shù)睦樱庖悦棵?0萬(wàn)公里的速度從一個(gè)有質(zhì)量的物體旁邊疾馳而過，運(yùn)動(dòng)是相對(duì)的，我們反過來(lái)看，把光看成靜止的，是不是這個(gè)物體就以每秒30萬(wàn)公里從光的旁邊經(jīng)過，一個(gè)物體有這么快的速度，那它的能量之大可想而知。 關(guān)于此公式一直有一種錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)，在大多數(shù)人的印象中，愛因斯坦推導(dǎo)出了質(zhì)能公式E=MC^2，并利用這個(gè)“配方”幫助美國(guó)制造出了原子彈。這個(gè)觀點(diǎn)是不正確的，雖然它可以從理論上，解釋核武器為什么有如此巨大威勢(shì)，但對(duì)在現(xiàn)實(shí)世界中制造出原子彈，并沒有“實(shí)質(zhì)貢獻(xiàn)”。況且愛因斯坦因?yàn)樵诘聡?guó)出生，愛好和平、反對(duì)戰(zhàn)爭(zhēng)等原因，連曼哈頓工程的十萬(wàn)人大名單都沒有進(jìn)入。因?yàn)樵鴮懶帕窳_斯福研制原子彈，戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束后，愛因斯坦悔恨地表示：“當(dāng)初如果我知道希特勒造不出原子彈的話,我連手指頭也不會(huì)動(dòng)一下 ！” 狹義相對(duì)論的出現(xiàn)，解決了當(dāng)時(shí)學(xué)界關(guān)于“光”的實(shí)際觀測(cè)與舊有理論之間的諸多矛盾，也使愛因斯坦從解決溫飽的專利局小職員躍升為物理學(xué)界的新星。誠(chéng)然，如果愛因斯坦不發(fā)表狹義相對(duì)論，三、五年后也會(huì)有其他科學(xué)家窺其門徑。但是十年后的廣義相對(duì)論，絕對(duì)是只有愛因斯坦這位科學(xué)巨匠才能創(chuàng)立出來(lái)的。屆時(shí)，他將從一顆新星成長(zhǎng)為一代泰斗！ （轉(zhuǎn)載請(qǐng)取得授權(quán)，否則必究；本文圖片源于網(wǎng)絡(luò)，感謝原作者，若有侵權(quán)聯(lián)系刪除） |
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