爱因斯坦、霍金与相对论的发展

《爱因斯坦、霍金与相对论的发展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、爱因斯坦、霍金与相对论的发展主讲：北京师范大学赵峥教授2004年10月北师大04届博士政治课讲座物含妙理总勘寻－－颐和园铜亭1943年8月出生于四川成都。1967年毕业于中国科技大学物理系，1981年于北京师范大学天文系获硕士学位（导师刘辽教授），1987年于布鲁塞尔自由大学获博士学位（导师普利高津教授，诺贝尔奖金获得者）。曾任北京师范大学研究生院副院长，物理系主任。现为北京师范大学物理系教授，理论物理博士生导师、教育学博士生导师，中国引力与相对论天体物理学会理事长。赵峥教授赵峥教授长期从事理论物理的教学与研究，为本科生和研究生讲授过统计物理、量子力学、近代物理学进展、物理学史、广义相对

2、论、黑洞物理学和弯曲时空量子场论等课程。参加和承担过多项国家自然科学基金项目，在相对论、黑洞物理等领域发表论文100余篇，在黑洞热性质、时空奇点、钟速同步和热力学的关系等方面有创新性的工作。1986年、1996年两次获国家教委科技进步二等奖。主要著作有《黑洞的热性质与时空奇异性》、《黑洞与弯曲的时空》，科普著作有《探求上帝的秘密-从哥白尼到爱因斯坦》、《物理学与人类文明》，其中《黑洞的热性质与时空奇异性》和《探求上帝的秘密》分获第11届和第12届中国图书奖。赵峥教授长期为学科教学论专业的研究生、课程班学生、教育硕士讲授“近代物理概论”、“爱因斯坦与霍金的宇宙”等课程。2000年开始担任

3、国家教育部中学《科学课程标准》研制组组长，2001年开始主持编写初中《科学》试验教材，该教材已开始在部分地区试用。1642年1月8日，伽利略逝世，同年圣诞节牛顿诞生爱因斯坦（1879年3月14日～1955年4月18日）霍金（1942年2月18日～）伽利略逝世300周年的那一天霍金诞生了相对论（狭义相对论）：1905年广义相对论：1915年明年是相对论发表100周年，爱因斯坦逝世50周年谨以本讲座做为纪念活动的前奏！爱因斯坦生平：1879年3月14日诞生于德国乌尔姆中小学时代德国慕尼黑1895年瑞士阿劳中学补习班一年1896～1900年苏黎世工业大学1902～1909年伯尔尼发明专利局1

4、909～1914年进入大学工作（瑞士、布拉格等地）1914～1933年德国物理研究所所长，柏林大学教授，院士1915年提出广义相对论1933～1955年美国普林斯顿大学高级研究所科研情况（发表论文）：1901年发表论文1篇1902年发表论文2篇1903年发表论文1篇1904年发表论文1篇1905年发表论文5篇测定分子的大小（博士论文）布朗运动相对论E＝mc2光子说相对论（狭义相对论SpecialRelativity）光是电磁波，是以太的波动理论上的困难麦克斯韦电磁理论作为相对性原理表达式的伽利略变换光速对不同参考系应不同，不应是同一个C值光速C是一个常数实验上的困难地球相对于以太运动吗？

5、光行差现象：地球相对以太有运动迈克尔逊实验：未测到以太漂移（1887年）洛伦兹等人为解释迈克尔逊实验提出（1892年）洛伦兹收缩x’=x-vty’=yz’=zt’=tx’=y’=yz’=zt’=洛伦兹变换伽利略变换洛伦兹的观点放弃相对性原理麦克斯韦电磁理论只对绝对空间正确（光相对绝对空间的速度是c）存在洛伦兹收缩用洛伦兹变换取代伽利略变换（两种变换不仅数学形式不同，而且物理解释也不同）1905年爱因斯坦在不知道洛伦兹工作的情况下光行差现象斐索实验（迈克尔逊实验）从相对论原理光速不变原理爱因斯坦的理论受到洛伦兹的反对，洛伦兹称其为相对论洛伦兹变换考虑相对论提出动尺收缩，动钟变慢，双生子佯谬

6、，2、广义相对论（GeneralRelativity）1）狭义相对论的两个困难2）广义相对论的物理基础3）广义相对论的数学基础4）广义相对论的核心5）实验验证1）狭义相对论的两个困难惯性系无法定义万有引力定律纳不进相对论框架2）广义相对论的物理基础广义相对性原理等效原理马赫原理空间曲率平行线三角形三内角之和圆周率举例黎氏几何正无>1800<π球面欧氏几何零一条＝1800＝π平面罗氏几何负两条以上<1800>π伪球面欧氏几何、罗氏几何（鲍耶、高斯、罗巴切夫斯基）、黎氏几何3）广义相对论的数学基础:黎曼几何与张量分析4）广义相对论的核心场方程运动方程万有引力不是真正的力，是时空弯曲的表现行星

7、绕日运动时空曲率物质物质使时空弯曲测地线方程（伽利略的有趣“错误”）地球上的自由落体运动都是惯性运动5）实验验证引力红移、光线偏折、行星轨道近日点的进动3、膨胀的宇宙1915年广义相对论1917年爱因斯坦：有限无边均匀静态宇宙1922年弗利德曼：膨胀或脉动的宇宙1929年哈勃定律：V＝HD1948年α、β、γ的大爆炸模型（伽莫夫）1965年发现微波背景辐射（彭齐亚斯、威尔逊）1979年古斯（A.Guth）暴胀模型宇宙项：宇宙项（19