【正文】 第七章 相對論的建立和發(fā)展 物理學(xué)史 167。 、能量、時間、空間和速度等物理量有了一個全新的認(rèn)識 . 。 結(jié)論：在對時間的感知上，觀測者的精神狀態(tài)起著至關(guān)重要的作用。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。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。 第七章 相對論的建立和發(fā)展 物理學(xué)史 討論：我坐火車去紐約見戈達(dá)德小姐，我們在中央車站一帶的 Oyster酒吧見了面。 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。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。不過，我設(shè)法秘密弄到了一個 1924年生產(chǎn)的烤雞蛋餅的鐵篦子。 實驗方法：我需要找到一個火爐子和一個漂亮姑娘。 第七章 相對論的建立和發(fā)展 物理學(xué)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(xué)史 關(guān)于觀測者對時間流逝的感知，參照系是至關(guān)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。這就是相對論。 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(xué)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 所以人們非常關(guān)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(jìn)一步豐富和發(fā)展這一理論。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。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(xué)史 1916年 ,愛因斯坦完成了廣義相對論，提出了三大天文效應(yīng)，其中之一，引力場將使星光彎曲的現(xiàn)象。 1916年，愛因斯坦發(fā)表了《廣義相對論的基礎(chǔ)》，對廣義相對論的研究作了全面的總結(jié)。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(jìn)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。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。 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。 第七章 相對論的建立和發(fā)展 物理學(xué)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(chǔ)，但離建立完備的廣義相對論的理論體系仍有很大的距離。初步提出了廣義相對性原理，并于年在《廣義相對論的基礎(chǔ)》一文中把它推廣到所有的坐標(biāo)系中：“普遍的自然規(guī)律是由那些對一切坐標(biāo)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）。”據(jù)此他把等效原理以假設(shè)的形式提出：“引力場同參照系的相當(dāng)?shù)募铀俣仍谖锢砩贤耆葍r。 第七章 相對論的建立和發(fā)展 物理學(xué)史 1907年愛因斯坦在建立廣義相對論方面邁出了重要一步，在《關(guān)于相對論原理和由此得出的結(jié)論》的第五部分“相對性原理和引力”中他敘述道“：我們考察兩個參照系和在它的軸方向加速運動是這個加速度的值（不因時間而變）?！奔磻T性質(zhì)量和引力質(zhì)量的相等性，是同加速度和引力場強(qiáng)度的等價性聯(lián)系在一起的。 （加速度） =（引力場強(qiáng)度） 引力同慣性能夠是同一的嗎？這問題直接導(dǎo)致了廣義相對論。他在題為《相對論發(fā)展簡述》的文章中寫道： “在引力場里，一切物體都以同一加速度下落，或者說這不過是同一事實的另一種講法物體的引力質(zhì)量同慣性質(zhì)量在數(shù)值上是彼此相等的。 二、廣義相對性原理：物理定律在任何參考系中都具有相同形式。 廣義相對論的建立 第七章 相對論的建立和發(fā)展 物理學(xué)史 1907年，他腦海中突然冒出一個靈感：“一個在半空中墜落的人，完全感覺不到自己的重量，應(yīng)該覺得自己好象置身于慣性系中。他堅信自然界的和諧和統(tǒng)一，認(rèn)為要么對慣性坐標(biāo)系為什么會特別優(yōu)越作出解釋，要么放棄慣性坐標(biāo)系的特殊優(yōu)越地位。他認(rèn)為狹義相對論還有許多問題沒有解決。從形式的觀點來看，狹義相對論的成就可以表征如下：它一般指出了普適常數(shù)光速）在自然規(guī)律中所起的作用，并且表明以時間作為一方，空間坐標(biāo)作為另一方，兩者進(jìn)入自然規(guī)律的形式之間存在著密切的聯(lián)系。它導(dǎo)致了麥克斯韋電磁場方程的形式上的澄清；特別是導(dǎo)致了對電場和磁場本質(zhì)上的同一性的理解。它在原則上取消了絕對同時性概念，從而也取消了牛頓所理解的那個即時超距作用概念。 1940年，羅吉斯通過實驗再次證明愛因斯坦理論的正確性。這就是說人們在實際的實驗中，的確發(fā)現(xiàn)快速運動的參考系中的時鐘變慢了，特別是宇宙線粒子的速度特別大，這一效應(yīng)的數(shù)值也較大。到 20世紀(jì)三十年代末，從激發(fā)氫原子的實驗中，無可置疑地證明了時間的相對膨脹。只是到了 1919年，愛因斯坦的廣義相對論得到了日全食觀測的證實，他成為公眾注目的人物，狹義相對論才開始受到應(yīng)有的重視。以后許多實驗都證明，狹義相對論的結(jié)果是正確的?！? 第七章 相對論的建立和發(fā)展 物理學(xué)史 然而，愛因斯坦卻持另一種態(tài)度，他在 1907年寫文章表示，相信狹義相對論是經(jīng)得起考驗的，在他看來那些理論在很大的程度上是由于偶然碰巧與實驗結(jié)果相符。這件事一度竟成了否定相對論的重要依據(jù)。后來證明洛侖茲公式與狹義相對論的結(jié)果一致。 1901年，實驗物理學(xué)家考夫曼用 β 射線的高速電子流進(jìn)行實驗，證實電子的質(zhì)量確實是隨速度變化的。從經(jīng)典電磁理論出發(fā)也可以得到類似的結(jié)論，因為運動電荷會產(chǎn)生磁場，電磁場的能量增大，相當(dāng)于質(zhì)量也增大。 布雪勒， 在 1908年用改進(jìn)的方法測量電子的質(zhì)量，得到的結(jié)果與相對論的理論基本相符。他以自己精通的幾何學(xué)知識對相對論進(jìn)行了四維格式化，重新處理了相對論的基本方程，把洛侖茲變換看作是坐標(biāo)系在四維空間中的轉(zhuǎn)動，給相對論以更加簡潔的表述。 普朗克的學(xué)生 勞厄 ，在 1911年就致力于宣傳相對論。 第七章 相對論的建立和發(fā)展 物理學(xué)史 支持相對論的物理學(xué)家： 普朗克， 當(dāng)時作為《物