广义相对论的创建——11月25日科学史上的今天

2018-11-27作者:科学π工作室 编著编辑:书问阅读



1905年狭义相对论创建成功,这一理论很优美,但也暴露了一些不足:它不能把牛顿的引力定律囊括进来,而且只限于描述物体的匀速运动,而不适合于加速运动。直到1907年,爱因斯坦突然找到了一个突破口,其线索是从一个“封闭电梯”的假想实验中获得的。


电梯的假想实验说明了一个极为关键的事,爱因斯坦由此得出了一个重要的原理:“加速运动与引力场在物理现象上是彼此等效的”,这就是著名的爱因斯坦“广义等效性原理”。


像狭义相对论一样,广义相对论的另一个基础也是“光速不变原理”,它的含义是:“无论你是静止的还是运动着的,无论你是做匀速还是加速运动,或者说,无论你所处地方的引力场是强还是弱,对你来说,光在真空中的速度永远不变。”广义等效原理与光速不变原理,成为爱因斯坦广义相对论理论大厦的两块基石。


此时,在爱因斯坦的头脑里,渐渐浮现出来一个引力场方程的模式。他整整花了5年多的时间,构建起了他的广义相对论的大厦——引力场方程。


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1915年11月,爱因斯坦在普鲁士科学院一连做了4次系列演讲介绍他的新引力论。1915年11月25日,最后一次演讲这天,爱因斯坦当众宣布了他的引力场方程,并提出利用光线在太阳引力场的作用下所发生的时空弯曲效应,可以对这个方程进行验证。他还公布了他借助引力场方程,对太阳光线引力弯曲的估算结果。


以引力场方程为核心的广义相对论,是一个绝世的佳作。广义相对论的创建是人类关于自然界思考的一个壮举,它是哲学理性的洞察力,是物理的直觉与精湛的数学技艺神奇结合的产物。



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作者科学π工作室 编著
出版清华大学出版社
定价99元
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