愛因斯坦因他的光子理論而獲得諾貝爾物理學(xué)獎。其實愛因斯坦對相對論的貢獻遠為重要，但是諾貝爾評獎委員會對激進的相對論持謹慎的態(tài)度。事實上迄今諾貝爾獎從未為理論相對論家頒發(fā)過。引導(dǎo)愛因斯坦以及后代科學(xué)家生涯的最大動機，不是財富，不是名聲，也不是別的更高尚的目標(biāo)。他們的主要動機是科學(xué)的好奇心和科學(xué)的美學(xué)。　　愛因斯坦是歷史上繼牛頓之后最偉大的科學(xué)家。他是狹義相對論的重要發(fā)現(xiàn)者，他對量子理論的創(chuàng)立具有重大的貢獻，而廣義相對論，亦即現(xiàn)代引力論的建立，則應(yīng)全部歸功于他?！　∈攀兰o末期，麥克斯韋成功地把電學(xué)和磁學(xué)統(tǒng)一在他的電磁理論中，從他的方程推導(dǎo)出，電磁波在真空中傳播的速度剛好是光速，于是他斷定光波應(yīng)是電磁波的一種。麥克斯韋因為家族遺傳的疾病，只活了四十八歲，因此沒有看到電磁波實驗的成功。在牛頓的絕對空間、絕對時間以及伽利略的舊的相對性原理框架中，只有以無限速度運動的物體，在相對勻速運動的坐標(biāo)系中才具有相同的速度，即無限速度。而牛頓的萬有引力認為是以無限速度傳遞的，所以在麥克斯韋之前，牛頓物理學(xué)被認為是自洽的，而電磁波是以有限速度傳播的，在舊的相對論框架中，它的速度會因坐標(biāo)系的選取而改變，這樣他的方程只能在一個特定的坐標(biāo)系中成立，這個坐標(biāo)系被認為是相對于一種稱為以太的媒介靜止。于是尋求以太的存在便成為科學(xué)的主題。邁克爾遜 —— 莫雷實驗的結(jié)果否認了以太的存在。愛因斯坦在 1905 年發(fā)表了一篇題為 “ 運動物體的電動力學(xué) ” 的論文，指出如果將時間和空間組成四維的時空，而在參考系進行相對勻速運動時，時空坐標(biāo)遵照所謂的洛倫茲線性變換，則一切物理定律包括麥克斯韋方程都應(yīng)采取相同的形式。這樣一來，以太的存在便完全是多余的。愛因斯坦在發(fā)　　表狹義相對論之前是否知悉邁克爾 —— 莫雷的實驗仍是科學(xué)史上的一個懸案?！　∵@篇論文拋棄了牛頓的絕對時空觀，導(dǎo)致物理學(xué)上的一場革命。由洛倫茲變換導(dǎo)出的尺縮、鐘慢以及雙生子佯謬都和人們的直覺相抵觸。而著名的質(zhì)能等效公式則是核能乃至核武器的理論根據(jù)。　　1900 年普朗克為了解決黑體輻射的紫外災(zāi)難問題，提出了輻射的量子理論，即是光輻射必須采取一種稱作量子的波包形式。但是只有在愛因斯坦提出光子理論之后，人們才真正接受光可以粒子即光子的形式存在。普朗克曾經(jīng)是愛因斯坦關(guān)于狹義相對論第一篇論文的審稿人。既然光波可以作為粒子而存在，那么電子等物質(zhì)粒子能否以波動而存在呢？這是法國的一名研究生德 · 布羅依的設(shè)想，愛因斯坦得知后立即支持這一激進的假說。這些都是量子理論發(fā)現(xiàn)的前奏。愛因斯坦因他的光子理論而獲得諾貝爾物理學(xué)獎。其實愛因斯坦對相對論的貢獻遠為重要，但是諾貝爾評獎委員會對激進的相對論持謹慎的態(tài)度。事實上迄今諾貝爾獎從未為理論相對論家頒發(fā)過。終其一生，愛因斯坦從未接受量子理論為終極理論，他認為量子力學(xué)只是一種唯象理論，而終極理論必須是決定性的。我們知道，就現(xiàn)狀而言，量子力學(xué)并不自洽。它仍然在忍受著愛因斯坦 —— 羅遜 —— 帕多爾斯基佯謬的折磨。近年的一些研究似乎在一定程度上解脫了薛定諤貓佯謬對它的折磨?！　〉依税血M義相對論和量子力學(xué)相結(jié)合，得到了極富成果的量子場論。量子場論是描述一切微觀粒子的理論框架。從狄拉克方程可以場論。量子場論是描述一切微觀粒子的理論框架。從狄拉克方程可以推導(dǎo)出反粒子的概念。量子電動力學(xué)可能描述電子、光子、正電子的　　湮滅、創(chuàng)生和相互轉(zhuǎn)變。人們由此進而發(fā)展出當(dāng)代粒子物理學(xué)?！　垡蛩固拐f過，如果他不發(fā)表狹義相對論，則在五年之內(nèi)必有他人發(fā)表。其實當(dāng)時洛倫茲和彭加萊已經(jīng)非常接近這個結(jié)果了。可惜洛倫茲無法掙脫舊的時空觀，而彭加萊又主要是一位杰出的數(shù)學(xué)家，因此只有眼光敏銳、思維深邃的愛因斯坦擔(dān)任這項歷史任務(wù)。值得提到　　的是，當(dāng)時洛倫茲已是世界聞名的物理學(xué)家，彭加萊是法國首位數(shù)學(xué)家，而愛因斯坦大學(xué)畢業(yè)后，連中學(xué)教員的職務(wù)都找不到，借助朋友介紹才在伯爾尼專利局任一名職員?！　∷又f，如果他不在 1915 年發(fā)表廣義相對論，則人們至少得等待五十年。這個估計是非常合情理的。廣義相對論是狹義相對論和引力論相結(jié)合的成果。它的一個實驗基礎(chǔ)是伽利略在比薩斜塔進行的自由落體實驗，即引力質(zhì)量和慣性質(zhì)量的等效性。但是為了充分闡釋其物理含義，人們等待了三百年之久，也就是等待到廣義相對論的發(fā)現(xiàn)。所以若不是愛因斯坦，再等待五十年是很有可能的。我們在瀏覽愛因斯坦文集第六卷時，就可以看到他所進行的多次不成功嘗試，這是人類理智的蹣跚學(xué)步。他認為引力場和其他物質(zhì)場不同，它是以時空的曲率來體現(xiàn)的，物質(zhì)使時空彎曲，而時空又是物質(zhì)的載體，脫離物質(zhì)的時空曲率即是引力波。所謂廣義相對論原理即是，物理定律對任何坐標(biāo)變換都采用相同的形式，而狹義相對論原理是，物理定律只對任坐標(biāo)變換都采用相同的形式，而狹義相對論原理是，物理定律只對任何洛倫茲線性變換都采取相同的形式。引力場由所謂的愛因斯坦方程所制約。它是非線性的，有別于以往所有的場方程。所以物質(zhì)的運動方程被愛因斯坦方程所隱含。引力場方程是二階的，以時空為自變量，以度規(guī)為因變量的帶有橢圓型約束的雙曲型偏微分方程。其復(fù)雜而美妙對任何曾與之打交道的人都留下深刻的印象?！　≡趶V義相對論的框架內(nèi)，愛因斯坦進行了引力紅移、水星近日點進動以及光線受引力場折射等計算。而他關(guān)于光線在太陽引力場附近受到折射的預(yù)言在 1919 年西非日食的觀測中得到證實。他的方程如此難解，以至于他在這些計算中，使用的只是一個近似解，所依賴的主要是他的無比的物理洞察力。而球面對稱的準確解 —— 史瓦茲解是在此之后才找到的。　　他首次用引力場方程來研究宇宙的整體，開創(chuàng)了理論宇宙學(xué)的新學(xué)科?？上в捎诜€(wěn)態(tài)宇宙的觀念是如此根深蒂固，使他拒絕了演化宇宙的解，他還為此在場方程中引進一項宇宙常數(shù)，從而人類失去了一項重大的科學(xué)預(yù)言機遇！ 1929 年哈勃觀察到星系光譜紅移和距離的線性關(guān)系，即所謂哈勃定律。人們把紅移歸結(jié)于宇宙的膨脹，并斷言宇宙是由于一百多億年前的一次大爆炸產(chǎn)生的，這就是所謂的標(biāo)準的大爆炸宇宙學(xué)?！　∷膱龇匠踢€得出緊致物體的引力坍縮的解，即史瓦茲解及其推廣，這就是描述黑洞的解。但是愛因斯坦認為物質(zhì)不可能如此緊致，并著文認為這是荒謬的。但是歷史證明，黑洞是天體物理中最重要的物體，近年天文觀測，使人們普遍認為在星系中心存在巨大質(zhì)量的黑洞。事實上，宇宙本身和黑洞正是理論物理學(xué)最美妙的研究對象。如果撇開宇宙和黑洞，則物理學(xué)的光彩將會大為遜色！　　愛因斯坦在布朗運動、作為激光機制的基礎(chǔ)的輻射理論、玻色 —— 愛因斯坦統(tǒng)計及其凝聚現(xiàn)象都有關(guān)鍵性貢獻。他和玻爾有關(guān)量子力學(xué)的論爭是科學(xué)史上曠日持久的影響深遠的事件。他堅信自然界中的一切相互作用都可統(tǒng)一成一種作用。統(tǒng)一場論是科學(xué)皇冠上的鉆石！當(dāng)代的超對稱、超引力、超弦理論都是統(tǒng)一場論路途上的種種嘗試。　　相對論在近四十年來有了長足的進展，尤其經(jīng)典相對論已成為成熟的學(xué)科。相對論在近世的進步，主要歸功于彭羅斯和霍金。彭羅斯利用全局分析以及拓撲工具，賦予高深的相對論計算以鮮明的物理意義，以他命名的彭羅斯圖對于時空猶如費因曼圖對于粒子物理那樣重要?；艚鸷团砹_斯一道證明了奇勝定理。他多帶帶證明了黑洞面積定理以及黑洞視界面積代表黑洞的熵。他的黑洞蒸發(fā)理論把量子場論、廣義相對論以及統(tǒng)計物理統(tǒng)一起來，其理論的瑰麗，猶如一道佛光，令人目眩神搖。而他的量子宇宙學(xué)的無邊界假說，是研究宇宙創(chuàng)生的科學(xué)理論?！　±萌址治鲆约巴負涔ぞ撸x予高深的相對論計算以鮮明的物理意。　　筆者認為，引導(dǎo)愛因斯坦以及后代科學(xué)家生涯的最大動機，不是財富，不是名聲，也不是別的更高尚的目標(biāo)（尤其是財富和名聲可以憑借其他更快捷的手段獲?。?。他們的主要動機是科學(xué)的好奇心和科學(xué)的美學(xué)。我們可以在歷史中找到許多例子，有多少人恰恰是為了科學(xué)犧牲世俗中的健康、財富和名聲。但是普天之下人們所擁有的一切除了科學(xué)發(fā)現(xiàn)和藝術(shù)創(chuàng)造的喜悅之外都是可能被剝奪的。人類對好奇和美的不懈追求將把人類帶向更美妙的未來！　　寫于愛因斯坦一百二十周年生日前夕　　--　　這一次我執(zhí)著面對 任性地沉醉 我并不在乎 這是錯還是對　　就算是深陷 我不顧一切 就算是執(zhí)迷 我也執(zhí)迷不悔

愛因斯坦的相對論。 如果你的速度跟光速一樣，你就會讓時間瞬間停止。 如果你的速度超過了光速，你就會讓時間倒流，你就會回到過去。 這是科學(xué)依據(jù)，是有真憑實據(jù)的。 每秒達到300000000千米的速度就是光速。不過至今沒有哪個國家的高科技能達到光速 分為廣義和狹義的狹義相對論就是 狹義相對論是建立在四維時空觀上的一個理論，因此要弄清相對論的內(nèi)容，要先對相對論的時空觀有個大體了解。在數(shù)學(xué)上有各種多維空間，但目前為止，我們認識的物理世界只是四維，即三維空間加一維時間。現(xiàn)代微觀物理學(xué)提到的高維空間是另一層意思，只有數(shù)學(xué)意義，在此不做討論。 四維時空是構(gòu)成真實世界的最低維度，我們的世界恰好是四維，至于高維真實空間，至少現(xiàn)在我們還無法感知。一把尺子在三維空間里（不含時間）轉(zhuǎn)動，其長度不變，但旋轉(zhuǎn)它時，它的各坐標(biāo)值均發(fā)生了變化，且坐標(biāo)之間是有聯(lián)系的。四維時空的意義就是時間是第四維坐標(biāo)，它與空間坐標(biāo)是有聯(lián)系的，也就是說時空是統(tǒng)一的，不可分割的整體，它們是一種”此消彼長”的關(guān)系。 四維時空不僅限于此，由質(zhì)能關(guān)系知，質(zhì)量和能量實際是一回事，質(zhì)量（或能量）并不是獨立的，而是與運動狀態(tài)相關(guān)的，比如速度越大，質(zhì)量越大。在四維時空里，質(zhì)量（或能量）實際是四維動量的第四維分量，動量是描述物質(zhì)運動的量，因此質(zhì)量與運動狀態(tài)有關(guān)就是理所當(dāng)然的了。在四維時空里，動量和能量實現(xiàn)了統(tǒng)一，稱為能量動量四矢。另外在四維時空里還定義了四維速度，四維加速度，四維力，電磁場方程組的四維形式等。值得一提的是，電磁場方程組的四維形式更加完美，完全統(tǒng)一了電和磁，電場和磁場用一個統(tǒng)一的電磁場張量來描述。四維時空的物理定律比三維定律要完美的多，這說明我們的世界的確是四維的?？梢哉f至少它比牛頓力學(xué)要完美的多。至少由它的完美性，我們不能對它妄加懷疑。 相對論中，時間與空間構(gòu)成了一個不可分割的整體——四維時空，能量與動量也構(gòu)成了一個不可分割的整體——四維動量。這說明自然界一些看似毫不相干的量之間可能存在深刻的聯(lián)系。在今后論及廣義相對論時我們還會看到，時空與能量動量四矢之間也存在著深刻的聯(lián)系。 物質(zhì)在相互作用中作永恒的運動，沒有不運動的物質(zhì)，也沒有無物質(zhì)的運動，由于物質(zhì)是在相互聯(lián)系，相互作用中運動的，因此，必須在物質(zhì)的相互關(guān)系中描述運動，而不可能孤立的描述運動。也就是說，運動必須有一個參考物，這個參考物就是參考系。 伽利略曾經(jīng)指出，運動的船與靜止的船上的運動不可區(qū)分，也就是說，當(dāng)你在封閉的船艙里，與外界完全隔絕，那么即使你擁有最發(fā)達的頭腦，最先進的儀器，也無從感知你的船是勻速運動，還是靜止。更無從感知速度的大小，因為沒有參考。比如，我們不知道我們整個宇宙的整體運動狀態(tài)，因為宇宙是封閉的。愛因斯坦將其引用，作為狹義相對論的第一個基本原理：狹義相對性原理。其內(nèi)容是：慣性系之間完全等價，不可區(qū)分。 著名的麥克爾遜--莫雷實驗徹底否定了光的以太學(xué)說，得出了光與參考系無關(guān)的結(jié)論。也就是說，無論你站在地上，還是站在飛奔的火車上，測得的光速都是一樣的。這就是狹義相對論的第二個基本原理，光速不變原理。 由這兩條基本原理可以直接推導(dǎo)出相對論的坐標(biāo)變換式，速度變換式等所有的狹義相對論內(nèi)容。比如速度變幻，與傳統(tǒng)的法則相矛盾，但實踐證明是正確的，比如一輛火車速度是10m/s，一個人在車上相對車的速度也是10m/s，地面上的人看到車上的人的速度不是20m/s，而是(20-10^(-15))m/s左右。在通常情況下，這種相對論效應(yīng)完全可以忽略，但在接近光速時，這種效應(yīng)明顯增大，比如，火車速度是0。99倍光速，人的速度也是0。99倍光速，那么地面觀測者的結(jié)論不是1。98倍光速，而是0。999949倍光速。車上的人看到后面的射來的光也沒有變慢，對他來說也是光速。因此，從這個意義上說，光速是不可超越的，因為無論在那個參考系，光速都是不變的。速度變換已經(jīng)被粒子物理學(xué)的無數(shù)實驗證明，是無可挑剔的。正因為光的這一獨特性質(zhì)，因此被選為四維時空的唯一標(biāo)尺。 廣義相對論 愛因斯坦的第二種相對性理論（1916年）。該理論認為引力是由空間——時間幾何（也就是，不僅考慮空間中的點之間，而是考慮在空間和時間中的點之間距離的幾何）的畸變引起的，因而引力場影響時間和距離的測量. 廣義相對論：愛因斯坦的基于科學(xué)定律對所有的觀察者（而不管他們?nèi)绾芜\動的）必須是相同的觀念的理論。它將引力按照四維空間—時間的曲率來解釋。 廣義相對論（General Relativity?）是愛因斯坦于1915年以幾何語言建立而成的引力理論，統(tǒng)合了狹義相對論和牛頓的萬有引力定律，將引力改描述成因時空中的物質(zhì)與能量而彎曲的時空，以取代傳統(tǒng)對于引力是一種力的看法。因此，狹義相對論和萬有引力定律，都只是廣義相對論在特殊情況之下的特例。狹義相對論是在沒有重力時的情況；而萬有引力定律則是在距離近、引力小和速度慢時的情況。 背景 愛因斯坦在1907年發(fā)表了一篇探討光線在狹義相對論中，重力和加速度對其影響的論文，廣義相對論的雛型就此開始形成。1912年，愛因斯坦發(fā)表了另外一篇論文，探討如何將重力場用幾何的語言來描述。至此，廣義相對論的運動學(xué)出現(xiàn)了。到了1915年，愛因斯坦場方程式被發(fā)表了出來，整個廣義相對論的動力學(xué)才終于完成。 1915年后，廣義相對論的發(fā)展多集中在解開場方程式上，解答的物理解釋以及尋求可能的實驗與觀測也占了很大的一部份。但因為場方程式是一個非線性偏微分方程，很難得出解來，所以在電腦開始應(yīng)用在科學(xué)上之前，也只有少數(shù)的解被解出來而已。其中最著名的有三個解：史瓦西解(the Schwarzschild solution (1916)), the Reissner-Nordstr?m solution and the Kerr solution。 在廣義相對論的觀測上，也有著許多的進展。水星的歲差是第一個證明廣義相對論是正確的證據(jù)，這是在相對論出現(xiàn)之前就已經(jīng)量測到的現(xiàn)象，直到廣義相對論被愛因斯坦發(fā)現(xiàn)之后，才得到了理論的說明。第二個實驗則是1919年愛丁頓在非洲趁日蝕的時候量測星光因太陽的重力場所產(chǎn)生的偏折，和廣義相對論所預(yù)測的一模一樣。這時，廣義相對論的理論已被大眾和大多的物理學(xué)家廣泛地接受了。之后，更有許多的實驗去測試廣義相對論的理論，并且證實了廣義相對論的正確。 另外，宇宙的膨漲也創(chuàng)造出了廣義相對論的另一場高潮。從1922年開始，研究者們就發(fā)現(xiàn)場方程式所得出的解答會是一個膨漲中的宇宙，而愛因斯坦在那時自然也不相信宇宙會來漲縮，所以他便在場方程式中加入了一個宇宙常數(shù)來使場方程式可以解出一個隱定宇宙的解出來。但是這個解有兩個問題。在理論上，一個隱定宇宙的解在訴學(xué)上不是穩(wěn)定。另外在觀測上，1929年，哈伯發(fā)現(xiàn)了宇宙其實是在膨漲的，這個實驗結(jié)果使得愛因斯坦放棄了宇宙常數(shù)，并宣稱這是我一生最大的錯誤(the biggest blunder in my career)。但根據(jù)最近的一形超新星的觀察，宇宙膨脹正在加速。所以宇宙常數(shù)似乎有敗部復(fù)活的可能性，宇宙中存在的暗能量可能就必須用宇宙常數(shù)來解釋. 基本假設(shè) 等效原理：引力和慣性力是完全等效的。 廣義相對性原理：物理定律的形式在一切參考系都是不變的。 主要內(nèi)容 愛因斯坦提出“等效原理”，即引力和慣性力是等效的。這一原理建立在引力質(zhì)量與慣性質(zhì)量的等價性上。根據(jù)等效原理，愛因斯坦把狹義相對性原理推廣為廣義相對性原理，即物理定律的形式在一切參考系都是不變的。物體的運動方程即該參考系中的測地線方程。測地線方程與物體自身固有性質(zhì)無關(guān)，只取決于時空局域幾何性質(zhì)。而引力正是時空局域幾何性質(zhì)的表現(xiàn)。物質(zhì)質(zhì)量的存在會造成時空的彎曲，在彎曲的時空中，物體仍然順著最短距離進行運動(即沿著測地線運動——在歐氏空間中即是直線運動)，如地球在太陽造成的彎曲時空中的測地線運動，實際是繞著太陽轉(zhuǎn)，造成引力作用效應(yīng)。正如在彎曲的地球表面上，如果以直線運動，實際是繞著地球表面的大圓走

1、誰發(fā)明了相對論？一般人可能都認為是愛因斯坦，但錯了，其實是伽利略在1639年偶然發(fā)現(xiàn)此主意的，當(dāng)時他展示一個落下的物體在一艘行進的船上和一座靜止的建筑物上落下的情況是一樣的。2、愛因斯坦不叫它為“相對論”。這個詞從來沒有出現(xiàn)在他1905年寫的原始論文――《論運動物體的電動力學(xué)》中。而且他討厭這個術(shù)語，情愿使用“不變性理論”。因為物理學(xué)定律對所有觀察者都是一樣的，沒有什么相對的。3、那么時空連續(xù)統(tǒng)一體是不是愛因斯坦提出的？不是，這也不是愛因斯坦提出的。時間作為第四尺度的想法來自愛因斯坦的一位教授赫爾曼·閔可夫斯基（Hermann Minkowski，1864年6月22日—1909年1月12日），德國數(shù)學(xué)家，猶太人，四維時空理論的創(chuàng)立者，曾經(jīng)是著名物理學(xué)家愛因斯坦的老師。1907年，閔可夫斯基認識到可以將過去被認為是獨立的時間和空間結(jié)合到一個四維的時空結(jié)構(gòu)中，即閔可夫斯基時空。閔可夫斯基時空為廣義相對論的建立提供了框架。閔可夫斯基曾經(jīng)叫愛因斯坦是個“懶鬼”。4、然而，愛因斯坦重新用公式表示了伽利略的相對論，以應(yīng)對在近光速下發(fā)生的一些奇異事情。在此情況下，時間會變慢，空間會被壓縮。他的這一作法很有價值。5、奧地利物理學(xué)家弗里德里奇·哈色羅爾（Friedrich Hasen

是愛因斯坦寫的。

總結(jié)

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