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愛因斯坦和他的“相對論”(2)

來源:世界上下五千年 2009-06-22 05:08:07

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狹義相對論的最重要的結論之一,是關于質量和能量的關系(E=MC2)。它告訴我們,物質的質量是不固定的,運動的速度增加,質量也隨著增加;一定質量的轉化必定伴隨著一定能量的轉化,反之亦然。這個著名的公式成為原子彈、氫彈以及各種原子能應用的理論基礎,由此而打開了原子時代的大門。狹義相對論的問世,震動了物理學界,也使這位年輕學者的名字,馬上傳遍了整個歐洲,給他帶來了極高的聲譽。德國著名的理論物理學家普朗克,向布拉格大學推薦愛因斯坦時說:“要對愛因斯坦理論作出中肯評價的話,那么可以把他比作20世紀的哥白尼。這也正是我所期望的評價。”

  1911年,年僅32歲的愛因斯坦,被布拉格大學聘為教授,1913年,他重新回到德國,任柏林大學教授,并當選為普魯士皇家科學院正式院士,不到4個月,第一次世界大戰爆發了。愛因斯坦一向憎惡戰爭,主張民族和睦,公開發表反戰宣言,同一位哲學家共同起草了《告歐洲人民書》,呼吁歐洲科學家應竭盡全力,盡快結束這場人類大屠殺。然而,卻沒有什么著名人士響應。在這段歲月里,愛因斯坦滿腹愁腸,閉門不出,深入自己的科學研究。在研究中,他發現狹義相對論的理論體系還不完善,它只解釋了等速直線運動,而不能解釋加速運動和萬有引力的問題。

  因此,愛因斯坦又花了整整十年時間,于1915年又創立了廣義相對論。廣義相對論的重要結論是,加速運動與引力場的運動是等價的,要區別是由慣性力或者引力所產生的運動是不可能的。

  對此,愛因斯坦作了一個形象的比喻。他設想有一個人乘摩天樓的電梯自由降落,人不會感到自己在下降,因為這時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。這個等價原理是廣義相對論的基礎,它顯示了等速運動的一些基本原理可以應用到加速度運動中,把狹義相對論推廣到更為普通的情況。

  愛因斯坦認為,光在引力場中不是沿著直線,而是沿著曲線傳播。并指出,當從一個遙遠的星球上發出的光在到達地球的途中經過太陽的時候,應當由于太陽的引力而彎曲,因此,而使這個星球看起來的位置與實際不符。其偏斜的弧度,據愛因斯坦計算,應當是1.75秒。因此建議,在下一次日全蝕時,通過天文觀測來驗證這個理論預見。

  1919年5月,英國一位天體物理學家率領兩個天文考察隊,擬定在日全蝕時分別在巴西和西非攝影,以驗證從廣義相對論推出的這一重要結論。

  同年11月,倫敦皇家學會和天文學會聯席會議正式公布觀測結果。測得的光線偏轉度竟和愛因斯坦計算的非常一致。這下使牛頓的引力學說失去了普遍的意義。這個消息公布后,全世界為之轟動,愛因斯坦的名字在社會上廣為流傳,幾乎家喻戶曉,科學愛們公認他是繼伽里略、哥白尼以來最偉大的物理學家之一,是“20世紀的牛頓”。

  1933年,德國法西斯頭子希特勒上臺后,加緊了對猶太人的迫害。愛因斯坦被迫遷居美國,任普林斯敦高級學校研究院教授,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。但他那獻身科學的精神和充滿光芒相對論學說,則永遠激勵著后人。

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