《图说相对论》摘录

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1、《图说相对论》摘录爱因斯坦的超常能力、从他诞生起，就在他的独特的头骨结构上有所显现。他的大脑大得出奇，而且头骨呈棱角形。难怪老祖母见到小婴儿时。担心他细弱的身躯难以支撑那个硕大的头颅。也正是由于脑部的特殊结构和为人类社会所做的巨大的贡献、爱因斯坦的大脑在他去世后被他的医生哈维私自保存下来．目前存放在爱因斯坦生前工作的地方——普林斯顿大学，供人瞻仰和研究。人们都不会忘记一幅著名的漫画：爱因斯坦的脸被画成一把小提琴，琴弦上既有音符、还有那个著名的物理学公式：E=MC2。音乐是爱因斯坦一生中最大的爱好，音乐以它那温柔而深邃的怀抱接纳了爱因斯坦，在音乐的洗礼下，在

2、音乐安详而宁静的环境中，也给了他日后作为一代物理学大师的超凡想像力。科学和艺术的互补性与统—性．使音乐成为爱因斯坦的“第二职业”。不管旅行到哪里，他总是身不离提琴，甚至参加柏林科学院的会议，也要随身带着琴盒、以便会后拜访普朗克．玻尔时、能在—起拉拉弹弹。在紧张思索光量子假说或广义相对论的日广里，爱围斯坦一旦遇到困难，思索陷入困顿时，他就会不由自主地放下笔．拿起琴弓。那优美、和谐、充满想想力的旋律，会在无形中开启他对物理学的思路，引导他在数学王国作自由、创造性的遐想。人们认为十分完美的物理学却开始受到一个又一个不可解释现象的挑战。首先是—系列古典物理学无法解

3、释的新现象被发现：以太漂移实验、元素的放射性、电子运动、黑体辐射、光电效应等等。这些不可反驳的事实的出现，使得停留在古典物理学思维内的老一代物理学家充满了困惑和无奈。古典物理学碰到了前所未有的困难。由伽利略和牛顿建立的古典物理学理论体系，经历了将近二百年的发展．到十九世纪中叶，由于能量守恒和转化定律的发现，热力学和统计物理学的建立，特别是由于法拉第和麦克斯韦在电磁学上的发现，取得了辉煌的成就。其实用无数古典物理学家的心血和毕生精力而构建的古典物理学大厦是一幢外表精美庄严，但是地基不够坚实的楼阁。推倒这幢楼阁的人就是年轻的爱因斯坦。他抛弃了旧传统的束缚．仔细

4、分析了这些新的现象，在天才的火花闪现下，爱因斯坦对空间和时间这些古典物理学中看来似乎无用讨论的基石般的概念做了彻底的改变和全新的诠释。他对时间和空间的基本概念做了大胆的革新，并在这些革新的基础上做了本质的变革，创立了一套划时代的理论．这就是——相对论。古典物理学家认为．以太就像空气—样，充满我们周围的空间、可我们看不到它们、就像静止的水一样，我们只能看到清澈的水底的石块和泥沙。那么，以太只有在波动时候，我们才能看到光。牛顿的绝对时间和绝对空间有明显的毛病：既然绝对时间和绝对空间同任何外界事物没有关系、那么怎样才能知道它们存在呢？换句话说，这个没有边界和没有

5、过去未来的绝对时空是怎么存在的？因为按照牛顿的观点，它们无需测量的、甚至根本是无法测量的。这个问题。牛顿没有办法回答，他只能说。绝对时间和绝对空间是上帝的创造。不过，怀疑绝对时间和绝对空间的人还是有的。莱布尼兹就批判过绝对时间和绝对空间．但是没有把它们批倒。到十九世纪．马赫又对牛顿的时空概念作了有力的批判．但还是没有批倒。这是因为要改变时间和空间的概念．客观条件还没有成熟。此外．实验物理学也使人们对牛顿关于时空和运动的教条产生极大的怀疑。地球以每秒三十公里的速度在其轨道上绕着太阳转动。我们的太阳系以每秒二十公里的速度在宇宙中飞驰。最后是我们的银河系，它与其

6、他遥远的星系相比．以相当高的速度不停地在运动。那么，要是光以太是静止存在于“绝对空间”之中，并且天体穿过它运行，这种运动的结果对于光以太来说必然是显著的、而且使用精密的光学仪器也一定能够验证“以大风”。就像我们在水中划船，以太是水，船是地球．那么我们盯着湖面的话，就会产生水流过船帮的错觉。“以太风”就是这种错觉．如果真的有一种叫做“以太”的绝对静止的东西悄无声息地存在于我们周围的话，那么当地球运动的时候，它穿过以太，让我们看起来就像“以太”在我们身边流过一样、就像我们穿过空气而感受到风一样，我们应该能够感觉到“以大风”的存在。于是、实验物理学家开始向“以太

7、论”发起挑战了。—八八七年．美国物理学家迈克尔逊做了这个方面的第一个实验。他做过亥姆霍兹的奖学金研究生。他的实验由于实验装置不够齐全，结果说服力不够强。六年以后．麦克尔逊在美国使用亲自设计的高精度镜式干涉仪，同莫勒合作重复了他以前的实验。这台新式测试仪如此的精确，以致于仪器本身受“以大风”的影响都能清晰地显示出来。但是这次实验以及以后的多次反复实验，都没有看到所谓的‘以太风”现象。这就是著名的“迈克尔逊实验”，它证明光速是完全恒定的．与光源和和观察者的运动无关。“迈克尔逊实验”是物理学史上最著名的实验之一，也是相对论的基本实验。它的成功不仅仅在于它证明了所

8、谓“以太”是无稽之谈外，更重要的成就是它十分精确地进行并达到了前人