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从苏黎世到柏林 刚刚经历了物理世界的探险，我们可以体会到，世界的本质离我们的感觉、经验太远，理解起来不容易，接受起来更不容易—即使是100多年后的我们，虽然享受着这些认识带来的成果，看着各种穿越剧，接受着各种科普成果，理解起来依然没那么容易。可想而知，当初揭示它们时，需要何等的智慧和勇气。 狭义相对论创建之初，不要说外行人，就算是物理学家，也难以理解和接受。别人不说，洛伦兹、庞加莱这些顶级大腕就是最好的例子。所以那时，曾有“世界上只有12个人理解相对论”的说法。 狭义相对论被物理学界接受后，为了让求知若渴的人们了解相对论，《科学美国人》杂志发起了征文比赛，征求相对论最容易理解的解释论文，奖金5000美金。那个时候美金的购买力大约是现在的24倍，一个工人每天挣5美金就算是高薪了，所以当时的5000美元大概相当于今天的12万美元、73万元人民币，可谓是一个奖金丰厚、充满诱惑的大奖。所以虽然懂相对论的很少，但参赛者达数百名之多，其中还包括爱因斯坦的不少朋友。但爱因斯坦没去凑这个热闹，有人问老爱为何不参赛，他笑道：“我认为不能获胜。”实际上，他后来写的科普书《狭义与广义相对论浅说》还是比较好懂的。 “相对论”不是爱因斯坦命名的，他不喜欢这个名字，因为名不副实，但既然叫开了，也就只好遂了众意。如果让爱因斯坦起名，他宁愿叫“不变论”，因为它的基本原理“物理定律对所有惯性系都相同，光速不变”强调的是“不变”。所以，那些把相对论概括为“一切都是相对的”的人，不是不懂，就是在曲解。 狭义相对论拨开了以太之死的乌云，在物理界正为它的颠覆性而纠结时，爱因斯坦却已经发起了新的挑战。这次挑战没有任何现实需要，完全是他本人出于对优雅、简洁的自然规律的追求，更是因为他不满于狭义相对论的局限： 首先，物理定律对所有惯性（匀速直线运动）系都相同，那么，非惯性系谁来管？物理定律应该对所有运动状态都相同。不管哪种运动状态，都应该可以描述和预测，这才算找到了大自然的根本规律。大自然的规律应该是简洁的、优雅的、普遍的，而不应该是一堆各不相同的定律的拼凑混搭。 其次，狭义相对论不包括引力。描述空间、时间、运动、质量，却不描述引力，就相当于穿了一套考究的上衣，却不穿裤子一样。 这些问题就像当年的追光之问一样，在爱因斯坦的脑海里兴风作浪，挥之不去。从产生追光之问到建立狭义相对论，爱因斯坦用了10年时间，那么，从审视狭义相对论的局限到突破这个局限，把相对论推广到任何运动状态，包括引力，还需要花费多少光阴呢？ 1907年的一天，爱因斯坦像平时一样坐在伯尔尼专利局的椅子上胡思乱想，突然，一幅画面映入脑海：坠楼。一个自由下落的人是感觉不到自己的重量的，引力哪儿去了？他抓住这个灵感，做起了思想实验：把人放在一个密封舱里（就当它是电梯好了），如果电梯自由下落，那么，人会感到失重，把电梯放在远离引力的太空里，感觉是一样的。如果在太空中让电梯加速运动呢？乘过电梯的人都知道，电梯加速时，里面的物体将感受到“重力”。这样一来，人在密封舱里，根本分不清自己是在引力场中下坠，还是漂浮在太空中。加速、引力，二者是等效的！通过这个思想实验，爱因斯坦把惯性质量和引力质量联系了起来，这就是等效原理的雏形。其中细节，我们在第六章再聊。 爱因斯坦把等效原理的发现称为“一生中最幸福的思想”。 为了把这个最幸福的思想落实成一个新的理论体系，爱因斯坦开始了新的跋涉、冲刺。但此时，他的家庭生活却不能给他提供这样的环境和条件…… （12） 明日关注：世界大战 来源： 西宁晚报 |
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