爱因斯坦是20世纪物理学中具有决定性和代表性的人物。他的研究结果将永远改变我们对自然界的看法。他的相对论完全取代了牛顿200多年前主导物理学的绝对时间和绝对空间理论。简而言之,相对论是牛顿力学的修正。因此,爱因斯坦在他的自传笔记中说“牛顿,请原谅我”。
1905年,爱因斯坦提出了划时代的时空理论——狭义相对论,引发了物理学的一场革命,宣告了现代物理学基石的诞生。十年后,爱因斯坦提出了一个全新的引力理论——广义相对论。100多年后,爱因斯坦的理论预测逐渐被现代科学技术所证实。那么,为什么爱因斯坦在科学技术还没有发展的时候提出了如此先进的理论呢?
事实上,在爱因斯坦的时代,相对论的种子已经开始发芽。早期物理学家认为真空中充满了以太,以太是光传输的媒介,而以太系统是宇宙的绝对静止参照系。为了证明以太的存在,两位物理学家迈克尔逊和莫雷进行了一项著名的光干涉实验。结果表明宇宙中没有以太,在任何参照系中光速都是恒定的。至于光速的不变性,可以从麦克斯韦早期的光速公式中看出。在麦克斯韦真空光速公式中,计算光速的两个常数(真空介电常数和真空磁导率)只与真空有关,没有任何方向性,这意味着光速是恒定的。然而,以太的概念渗透到那个时代物理学家的头脑中。就连当时伟大的物理学家洛伦兹也一直坚持以太的存在。为了解释迈克尔逊-莫雷实验,洛伦兹提出了一种——洛伦兹变换的数学方法。
爱因斯坦提出了一个完全不同的观点。他坚持实验的结果,认为光速是恒定的,但是随时间和空间而变化。结果,爱因斯坦创立了狭义相对论。在爱因斯坦看来,牛顿关于时间和空间的绝对观点是站不住脚的,时间和空间根据不同的参照系而不同。由狭义相对论导出的时钟慢效应、质量能量方程等结论最终通过实验逐一验证并得到应用。
狭义相对论创立后,爱因斯坦一直在研究如何将重力纳入相对论体系。爱因斯坦利用物质和能量弯曲时空产生的几何效应解释了引力现象,从而创立了广义相对论。基于广义相对论,爱因斯坦做出了一系列重要的预测,包括引力透镜效应、引力红移、黑洞、引力波。然而,当时,由于科学技术水平有限,许多预测无法得到证实。直到最近几年引力波和黑洞才被直接探测到。爱因斯坦能够提出先进物理理论的部分原因当然与他极其敏锐的物理思维密不可分,部分原因是爱因斯坦也站在巨人的肩膀上。当时,几个物理学家接近狭义相对论。如果是五年后,狭义相对论就不属于爱因斯坦了。
但是广义相对论不同。没有爱因斯坦,恐怕再过50年没有人会提出这个引力理论。广义相对论是爱因斯坦一生中最自豪的成就,他非常有信心他的理论最终会被实验所证实。
“牛顿,请原谅我”,爱因斯坦为什么会在自传笔记中这么说?
爱因斯坦是20世纪物理学中具有决定性和代表性的人物。他的研究结果将永远改变我们对自然界的看法。他的相对论完全取代了牛顿200多年前主导物理学的绝对时间和绝对空间理论。简而言之,相对论是牛顿力学的修正。因此,爱因斯坦在他的自传笔记中说“牛顿,请原谅我”。1905年,爱因斯坦提出了划时代的时空理论...
像牛顿\/爱因斯坦这样伟大的科学家为什么晚年相信宗教 相信神学了_百度...
”牛顿问道:“如果一具模型必须有人设计、制作的话,为什么象这具模型这样实际运转著的太阳系却会是偶然碰撞形成、而没有一位设计者、创造者呢?”这位朋友一时语塞,顿然醒悟,遂接受了有神论。
爱因斯坦为什么在信中说道,中国并没有科学呢?
面对多人的质疑,爱因斯坦选择正面的回答这个问题,还公开说出自己信里内容,爱因斯坦表示西方的科学发展基础,是依靠希腊哲学家的逻辑体系,和文艺复兴后研究出来的结果,无论从哪一点中国取得的成就,都和这2点没有任何直接的关系,换句话而言,中国发展的并不是科学而是科技。虽然在数千年以前中国就已经出...
爱因斯坦在临终之前为什么要说宇宙是被设计好的?
比如伽利略,牛顿,爱因斯坦等科学家。牛顿揭秘的万有引力定律至今都还奠定着物理学的基础。人类若想离开地球,离开太阳系,都离不开万有引力定律。而爱因斯坦对于宇宙时空的探索也完全不少于牛顿。引人深思的是,爱因斯坦在临终之前曾做出过一些反常的行为,比如将自己的笔记本草稿等全部烧毁了,以及甚至说出...
爱因斯坦和牛顿晚年到底有没有去研究神学呢?
网上的一些问答里总是有人借着提问的机会来造谣,我不知道为什么说爱因斯坦晚年研究神学的谣言这么流行,对于一个去世70年不到,n个版本的自传随处可买的近代科学伟人,要了解他的晚年并不困难,所以这种谣言是不应该有市场的,然而它就是会被反复提起……牛顿我们就不说了,他比较古老,他...
爱因斯坦
爱因斯坦的见解在数学与其他科学的关系方面,培根曾说数学是“通向科学大门的钥匙”;伽利略说“自然界的伟大的书是用数学语言写成的”。物理定律,以及科学的许多最基本的原理,全是用数学公式表示的。引力的思想早已有之,但只有当牛顿用精确的数学公式表达时,才成为科学中最重要、最著名的万有引力定律。另一位物理大师...
为什么推翻了牛顿理论的爱因斯坦,仍然以牛顿为偶像?
这其中原因大概有以下几点,还是可能是因为一部分的崇拜。一、爱因斯坦对于牛顿是非常的崇拜的。首先第1点就是关于爱因斯坦对于牛顿的话是非常的崇拜的。因为两者生活在不同的时,而牛顿所生活的时代,正好是文艺复兴之后的一个时代当中,也就是15~16世纪左右,然后爱因斯坦都生活在19~20世纪。两者前后差了...
牛顿与爱因斯坦相比,谁更加伟大?
因为我不是物理领域的专业人士,所以我还是认为牛顿和爱因斯坦都是他们所属的,那个时代很伟大的物理学家,牛顿奠基了物理学的基础,如果没有牛顿的重大发现的话,那么谁也不敢保证之后爱因斯坦会在物理学这方面有多么重大的成就和突破。相反,爱因斯坦在牛顿的基础上有了很大突破,这是人类的一大幸事,对于...
科学能解释一切吗,为什么爱因斯坦和牛顿晚年都投入了神学研究
与牛顿相信炼金术和神秘论不一样,爱因斯坦是一个绝对的无神论者!爱因斯坦是犹太人,因此从出生开始就得无条件信奉犹太教,但你不要就此认为爱因斯坦是一个犹太教徒,他在自传中称自己在12岁时就失去了宗教信仰,并且认为宗教对人类而言只是一个不负责任的谎言!爱因斯坦不相信人格化的上帝,他曾多次说过...
爱因斯坦为什么会说“宇宙的一切都是设计好的?
地球的重力不能太大、也不能太小,否则大气就会太厚、或没有大气,这样,会导致无法存活。地壳不能太厚,不能太薄,要恰到好处。地球的自转、还有月球的引力,这一切的一切(诸多客观的因素)不能有一丝差错,要全都恰到好处。好像房子的存在,已经显明设计者的存在。而我们住在如此奇妙、富足、美丽...