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愛因斯坦和他的“相對(duì)論”(2)

來源:世界上下五千年 2009-06-22 05:08:07

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狹義相對(duì)論的最重要的結(jié)論之一,是關(guān)于質(zhì)量和能量的關(guān)系(E=MC2)。它告訴我們,物質(zhì)的質(zhì)量是不固定的,運(yùn)動(dòng)的速度增加,質(zhì)量也隨著增加;一定質(zhì)量的轉(zhuǎn)化必定伴隨著一定能量的轉(zhuǎn)化,反之亦然。這個(gè)著名的公式成為原子彈、氫彈以及各種原子能應(yīng)用的理論基礎(chǔ),由此而打開了原子時(shí)代的大門。狹義相對(duì)論的問世,震動(dòng)了物理學(xué)界,也使這位年輕學(xué)者的名字,馬上傳遍了整個(gè)歐洲,給他帶來了極高的聲譽(yù)。德國著名的理論物理學(xué)家普朗克,向布拉格大學(xué)推薦愛因斯坦時(shí)說:“要對(duì)愛因斯坦理論作出中肯評(píng)價(jià)的話,那么可以把他比作20世紀(jì)的哥白尼。這也正是我所期望的評(píng)價(jià)。”

  1911年,年僅32歲的愛因斯坦,被布拉格大學(xué)聘為教授,1913年,他重新回到德國,任柏林大學(xué)教授,并當(dāng)選為普魯士皇家科學(xué)院正式院士,不到4個(gè)月,第一次世界大戰(zhàn)爆發(fā)了。愛因斯坦一向憎惡戰(zhàn)爭(zhēng),主張民族和睦,公開發(fā)表反戰(zhàn)宣言,同一位哲學(xué)家共同起草了《告歐洲人民書》,呼吁歐洲科學(xué)家應(yīng)竭盡全力,盡快結(jié)束這場(chǎng)人類大屠殺。然而,卻沒有什么著名人士響應(yīng)。在這段歲月里,愛因斯坦?jié)M腹愁腸,閉門不出,深入自己的科學(xué)研究。在研究中,他發(fā)現(xiàn)狹義相對(duì)論的理論體系還不完善,它只解釋了等速直線運(yùn)動(dòng),而不能解釋加速運(yùn)動(dòng)和萬有引力的問題。

  因此,愛因斯坦又花了整整十年時(shí)間,于1915年又創(chuàng)立了廣義相對(duì)論。廣義相對(duì)論的重要結(jié)論是,加速運(yùn)動(dòng)與引力場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)是等價(jià)的,要區(qū)別是由慣性力或者引力所產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)是不可能的。

  對(duì)此,愛因斯坦作了一個(gè)形象的比喻。他設(shè)想有一個(gè)人乘摩天樓的電梯自由降落,人不會(huì)感到自己在下降,因?yàn)檫@時(shí)電梯和人都依照重力加速度定律在下降,仿佛在電梯里不存在地球引力。反之,如果電梯以不變的加速度上升,那么人在電梯里將覺得雙腳緊貼在地板上,好象站在地球表面一樣。這個(gè)等價(jià)原理是廣義相對(duì)論的基礎(chǔ),它顯示了等速運(yùn)動(dòng)的一些基本原理可以應(yīng)用到加速度運(yùn)動(dòng)中,把狹義相對(duì)論推廣到更為普通的情況。

  愛因斯坦認(rèn)為,光在引力場(chǎng)中不是沿著直線,而是沿著曲線傳播。并指出,當(dāng)從一個(gè)遙遠(yuǎn)的星球上發(fā)出的光在到達(dá)地球的途中經(jīng)過太陽的時(shí)候,應(yīng)當(dāng)由于太陽的引力而彎曲,因此,而使這個(gè)星球看起來的位置與實(shí)際不符。其偏斜的弧度,據(jù)愛因斯坦計(jì)算,應(yīng)當(dāng)是1.75秒。因此建議,在下一次日全蝕時(shí),通過天文觀測(cè)來驗(yàn)證這個(gè)理論預(yù)見。

  1919年5月,英國一位天體物理學(xué)家率領(lǐng)兩個(gè)天文考察隊(duì),擬定在日全蝕時(shí)分別在巴西和西非攝影,以驗(yàn)證從廣義相對(duì)論推出的這一重要結(jié)論。

  同年11月,倫敦皇家學(xué)會(huì)和天文學(xué)會(huì)聯(lián)席會(huì)議正式公布觀測(cè)結(jié)果。測(cè)得的光線偏轉(zhuǎn)度竟和愛因斯坦計(jì)算的非常一致。這下使牛頓的引力學(xué)說失去了普遍的意義。這個(gè)消息公布后,全世界為之轟動(dòng),愛因斯坦的名字在社會(huì)上廣為流傳,幾乎家喻戶曉,科學(xué)愛們公認(rèn)他是繼伽里略、哥白尼以來最偉大的物理學(xué)家之一,是“20世紀(jì)的牛頓”。

  1933年,德國法西斯頭子希特勒上臺(tái)后,加緊了對(duì)猶太人的迫害。愛因斯坦被迫遷居美國,任普林斯敦高級(jí)學(xué)校研究院教授,并于1940年取得美國國籍。

  1955年4月,愛因斯坦在普林斯敦病逝。

  這位偉大的科學(xué)家在他的遺囑中,要求把他的骨灰撒在不為人知的地方。但他那獻(xiàn)身科學(xué)的精神和充滿光芒相對(duì)論學(xué)說,則永遠(yuǎn)激勵(lì)著后人。

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