【正文】 相對論的基礎》一文中把它推廣到所有的坐標系中：“普遍的自然規(guī)律是由那些對一切坐標系都有效的方程來表示的，也就是說，它們對于無論哪種代換都是協(xié)變的（廣義協(xié)變）。”即一切坐標系都是平權的，這樣就徹底回答了馬赫關于坐標系的疑問。 第七章 相對論的建立和發(fā)展 物理學史 二、廣義協(xié)變的引力場方程的建立 廣義相對性原理和等效原理的提出，為廣義相對論奠定了堅實的思想基礎，但離建立完備的廣義相對論的理論體系仍有很大的距離。首先遇到的難題就是如何描述引力場，必須找到一個合適的數(shù)學工具。 從 1907年到 1916年的九年時間，愛因斯坦先后發(fā)表了好幾篇論文，使廣義相對論逐步完備。 1913年，愛因斯坦與格羅斯曼（ ）合作，建立了引力的度規(guī)場理論，他們聯(lián)名發(fā)表了《廣義相對論和引力論》，系統(tǒng)地論述了廣義相對論的物理原理和數(shù)學方法。他們引入了黎曼張量，把平直空間的張量運算推廣到彎曲的黎曼空間。 第七章 相對論的建立和發(fā)展 物理學史 1915年，愛因斯坦連續(xù)發(fā)表了幾篇有關廣義相對論的論文。其中《用廣義相對論解釋水星近日點運動》第一次用廣義相對論計算出了水星的剩余進動，并且聲明：“在本文中我找到了這種最徹底和最完全的相對論的一個重要證明?！? 同年發(fā)表了《引力的場方程》，提出了廣義相對論引力場方程的完整形式。 1916年，愛因斯坦發(fā)表了《廣義相對論的基礎》，對廣義相對論的研究作了全面的總結。在論文中，愛因斯坦證明了牛頓理論可以作為相對論引力理論的第一級近似，并且給出了譜線紅移，光線彎曲，行星軌道近日點進動的理論預言。 第七章 相對論的建立和發(fā)展 物理學史 1916年 ,愛因斯坦完成了廣義相對論，提出了三大天文效應，其中之一，引力場將使星光彎曲的現(xiàn)象。 1919年，英國愛丁頓，率領一支考察隊，利用日全食 ,觀察到這一現(xiàn)象，并拍攝了照片。相對論的成功震驚了世界 ! 愛因斯坦成為公眾矚目的人。 第七章 相對論的建立和發(fā)展 物理學史 廣義相對論的結構體系可以用一張圖來表示： 迄今為止，廣義相對論的應用主要是在宇觀領域，即宇宙學和天體物理學方面。從廣義相對論出發(fā)建立起來的引力理論是目前最好的一種引力理論。在現(xiàn)有的幾種與廣義相對論競爭的理論中，廣義相對論占有明顯的優(yōu)勢，不過它是不是唯一可能的正確理論，尚未有定論。所以人們非常關心對廣義相對論的實驗檢驗，并且期望通過各種實驗檢驗，進一步豐富和發(fā)展這一理論。 第七章 相對論的建立和發(fā)展 物理學史 小插曲： 1905年愛因斯坦寫的文稿只有三頁，當時可以說一文不值， 1936年，卻價值連城，賣了 400萬美元，武裝了一支支援西班牙反對法西斯獨裁的軍隊。 這幾年在黑暗中焦慮的探索，熱切地渴望，時而充滿自信，時而精疲力竭，而最后終于看到了光明！ —— 愛因斯坦 第七章 相對論的建立和發(fā)展 物理學史 一則比喻 : 為了使外行更好地理解相對論，一生致力于時間研究的阿爾伯特 愛因斯坦有一個廣為人知的比喻：“一位先生和一位漂亮女孩在一起呆上一小時，他會感覺像一分鐘；但如果讓他在火爐子上呆上一分鐘，他會感覺比一小時還長。這就是相對論?！? 為了簡明地解釋相對論，這位偉大的理論家曾經(jīng)親手做過體驗。 第七章 相對論的建立和發(fā)展 物理學史 下面是他在《放熱科技》上的一篇小文章 第七章 相對論的建立和發(fā)展 物理學史 關于觀測者對時間流逝的感知，參照系是至關重要的，所以觀測者的精神狀態(tài)也許是對時間流逝感知的一個附加因素。因此我努力在兩種顯著不同的精神狀態(tài)下研究時間的表觀流逝。 實驗方法：我需要找到一個火爐子和一個漂亮姑娘。不幸的是，找一個火爐子不那么容易，因為為我做飯的女傭禁止我進入廚房。不過，我設法秘密弄到了一個 1924年生產(chǎn)的烤雞蛋餅的鐵篦子。因為該鐵篦子能達到很高的溫度，完全可以代替火爐子來做試驗。因為我目前住在新澤西州，要找一個漂亮姑娘就更成問題了。我認識查理 卓別林，去他公司參加過他 1931年的電影《城市之光》（ city lights）的開幕式，所以我請求他安排我與他的妻子會一次面。他的妻子、電影明星戈達德有“天仙”之稱，也就是說，是位美人，而且是絕色美人。 第七章 相對論的建立和發(fā)展 物理學史 討論：我坐火車去紐約見戈達德小姐，我們在中央車站一帶的 Oyster酒吧見了面。她靚麗又興奮，當我感覺 1分鐘過去了的時候，我看了看表，發(fā)現(xiàn)已經(jīng)過了整整 57分鐘，我把它取整為 1小時。我一回到家里，就馬上插上雞蛋餅鐵篦子加熱，然后穿著褲子和長襯衫坐在上面。當感覺 1個小時已經(jīng)過去的時候，我站起來看了看表，發(fā)現(xiàn)實際上還不到 1秒鐘。為了保持描述這兩種環(huán)境時的單位一致性，我將就地說成是 1分鐘。之后，我叫來了一位醫(yī)生。 結論：在對時間的感知上，觀測者的精神狀態(tài)起著至關重要的作用。 第七章 相對論的建立和發(fā)展 物理學史 相對論的意義 ，牛頓力學成為相對論的一個分支。 、能量、時間、空間和速度等物理量有了一個全新的認識 . 。 。 第七章 相對論的建立和發(fā)展 物理學史 167。 廣義相對論的實驗檢驗 自學 第七章 相對論的建立和發(fā)展 物理學史 第七章 相對論的建立和發(fā)展 物理學史 第七章 相對論的建立和發(fā)展 物理學史 引力透鏡示意圖 第七章 相對論的建立和發(fā)展 物理學史 ? 用現(xiàn)代大型射電望遠鏡陣列 VLA拍攝到的引力透鏡成象 第七章 相對論的建立和發(fā)展 物理學史 一、為什么是愛因斯坦而不是別人創(chuàng)建了狹義相對論？愛因斯坦受到過那些啟發(fā)，抓住了什么關鍵，找到了什么突破口，才取得如此重大的成果的呢？ 思考題： 二、狹義相對論有哪兩個致命的問題 (困難 )？ 哪一年愛因斯坦在哪篇文章中提出了廣義相對論的兩個基本原理？ 第七章 相對論的建立和發(fā)展 物理學史 演講完畢，謝謝觀看！