|
这是怎样的理论呢？
质量。为了验证这两种质量的等价性，牛顿亲自用空心摆作了实验，在当时的条件下，精度是千分之一。百年后，贝塞尔还是用单摆，精度 提高到十万分之一。从1890年起尼厄用扭摆孜孜不倦地作了二十五年实验，精度自是更上一层楼，达到了亿分之一。直至本世纪七十年代狄 克等人采用最新技术，发现即使在千亿分之一的精度内，两者仍是相等的。 隼般锐利的眼睛。擅长在人们司空见惯的现象中找到突破口的，就这一点来说，爱因斯坦算得上古今独步。 （比如汽车刚起动时），物体受惯性力的缘故。 ，你可以先在你的心上人面前吹嘘一番，然后爬到第二十层楼的窗台放心地跳将下去，你不会跌成肉泥而会滑稽得象个气球一样悬在空中， 就象若干年后我们在电视里看到太空舱里臃肿的宇航员一样。 绝对不能断定自己是在地球上受引力的作用还是在受惯性力的作用。还记得伽利略的大船吗，它那里详尽地说明了匀速运动和静止无法分辨 。这个足够大的"电梯"里也是如此，当你发现随手丢下一个东西，它会象在地球上一样愈来愈快地砸向地面的时候，你会从第二十层楼的窗 台上忙不迭地蹦回屋内，。你若有可能向空中开上一炮，那条美丽的弹道曲线与地球上的一样吻合。你作任何实验都不能证实你所在的外部 环境究竟如何。 直线运动或静止系）比非惯性系（加速运动系）优越的观念需要彻底修改了。在爱因斯坦的理论中，任何参考系都是平等的，不管静止的也 好，还是运动的也好，你站在任何一个参考系都不会改变你对世界的看法和对自然规律的表述。 怎样的不适呀。万物平权，这是至高无上的美学准则。深刻与美，则一贯是爱因斯坦科研奉行的主旨。 发现它，这于狭义相对论是不同的。发展狭义相对论的时候，仿佛如鲠在喉，多少人在没日没夜地思考它，因为大家都明白没它就意味着物 理学的彻底崩溃，爱因斯坦不过凭借他的天赋捷足先登罢了。 性。即使没它也不妨碍火箭发射，卫星上天和通讯技术，计算机的迅猛发展。但显然人类对宇宙本身的认识会大大延迟一步。 印象不是逻辑体系的无可挑剔，而首先是一种优雅的美。 平行。"这是早在公元前300年就由欧几里德作为欧氏几何的第五公设载入《几何原本》。 念：三角形内角和180度，勾股定理描述的是直角三角形的斜边的长度的平方等于两直角边的平方和等等。后来笛卡儿在此的基础上创立了解 析几何，顺势导致了微积分的诞生。 的炮弹，到俯瞰人间的卫星，无不闪烁着欧氏几何的光彩。这有什么问题呢？一加一难道不等于二吗？ 的就是不够优美的。从古希腊时代就有人怀疑这第五公设只不过是条定理，一定可以用其它的几条公理证明出来。看来不怎么费劲，但是这 一努力就是一千多年。 时新算法的奇迹。被誉为"数学王子"的他的光辉掩盖着整个十九世纪。高斯最早认识到这种证明是徒劳的，平行公理是独立成立的，而且把 用别的公理抽换掉平行公理，导出来一套奇怪的几何。不过，高斯是个谨慎的人，他将手稿压下没有发表。他考虑到他在数学界至高无上的 地位，这样冒然出击导致的只会是所有人的攻击。 于使大部分数学家承认还存在一套与欧氏几何并列的几何，它的前提是过直线外一点至少可以有两条直线与该直线共面而不相交。导出的结 论令人困惑：三角形的内角和小于180度，同一直线的斜线和垂线不一定相交等等。 并称的黎曼几何，这已经快接近答案。可惜黎曼只是一个数学家，他模糊意识到什么，但是最终不可能揭开事实的真相。他到死也未料到他 所创建的新几何才是我们这个世界真正成立的。 好和物理学家亦有不尽相同之处，在他们的世界里漂亮但无用的玩意儿触目皆是，但在物理学家那里会被无情地抛弃掉。仿佛上帝为了捉弄 人类，先扔下一把钥匙，物理学家不屑一顾而数学家们喜滋滋地捡走了，几十年后再重重地扔下一把大锁砸在爱因斯坦头上，爱因斯坦几经 努力才在数学家的旧仓库中找到了那把锈迹斑斑的钥匙。 顿开，这不就是他这些年来苦苦觅寻的吗？爱因斯坦无疑是极端幸运的。如果让爱因斯坦自己来凭空创造一套几何，纵使有格罗斯曼的帮助 ，也势必成挟泰山以超北海，是所不能了。回首当年，黎曼，这位继高斯后首屈一指的大数学家，为这套几何亦是耗尽了一生的心血。 是一个弯曲的空间。 然，再不可能找到象当年那样为了验证地球是球体而勇于拔锚扬帆环航世界一周的麦哲伦船长了。 大于180度。凭你直觉的经验，一定会觉得两点间直线最短，实际上真正短的是一条曲线，"世界线"。 物体，仅有长，宽，高的坐标是不够的，还必须加上时间。可是，在满眼三维物体的这个世界上，我们怎么能够拥有四维的想象呢？ 验的人仅凭三张不同侧面的投影就能大致想象实物的样子。 高速行驶的列车为什么对于静止在月台的人来说长度会缩短。因为我们所看到的不过是一个"投影"而已。"原物"在四维时空中旋转，从而分 到属于空间的三维部分（我们见到的）少了些，分到属于时间的一维部分多了些。实际上，"原物"（注意是在四维时空）是不变的。 点，是在实验物理学基础上发展起来的，这就是理论之所以有力的原因。它的意义是革命性的。从此以后，时间和空间退化为虚幻的影子， 只有两者结合才能保持独立的存在。" 在三维空间中则表现为弯曲的"世界线"。上帝在造物时就神秘地暗示我们，物体运动是尽可能走近路的。譬如，夜空中的星星看似遥不可及 ，动辄以亿光年计算，实际上它们到我们的最短距离决不是简单的两点一直线，而是一条弧线，犹如一条隧道，可以抄直到达终点。 太阳如何牵引地球，而地球如何吸引砸到牛顿头上的苹果。无论地球还是苹果，它们都是在别无选择地走最近的路。它们的路径之所以弯曲 ，以至那么多年来我们一直错误地认为是受了力的结果，仅仅是因为任何物体都会使自己周围的空间弯曲，而质量大的物体（譬如太阳）犹 使空间变形得厉害。换句话说，如果我们这个空间什么物质都没有，它是平坦的欧氏空间；之所以弯曲的原因就是有物质存在。 自动滚向橙子。这并不是因为橙子吸引了石子，而是它造成的"场"使石子义无返顾地选择最短路径滚了下去。当然这是比喻，但是地球绕太 阳旋转，苹果落向地面的根源也类似于此。 身在没有外力时的运动就不是完美的匀速直线运动，而是沿着弯曲路线的加速运动，导致的幻像就是有"力"，即万有引力产生了。 之初在物理学圈内睬之者甚少，被新闻界披露之后，反是好奇心很强的圈外人，比如哲学家，作家，艺术家纷纷拜访，获得只言片语后回去 演绎自己的"相对论"。至于后来相对论成为偷懒的中学生不作几何题的理由，更是爱因斯坦始料未及的。 念毕竟逐步深入人心，牛顿学说的发表更是一记重拳，打得他们自此抬不起头。天主教只成了部分人的信仰，如果神学家再敢于和科学家论 战，一定会被驳斥得体无完肤。 宇宙之外不就是天堂么？于是在爱因斯坦访问英国的宴会上，他的邻座，坎特伯雷大主教恭恭敬敬地向爱因斯坦请教："教授，听说您的理论 似乎提供了宗教界的某种证据。" 量（比如太阳）的附近才能显现它的威力。正好水星的运动几百年来有个悬而未决的问题，即水星在绕太阳转动的同时，自己的轨道也在缓 慢地转动，这在天文学上称为水星的进动。天文学家采用牛顿的引力理论，结果总是相差一些。而爱因斯坦根据自己的计算，弥合了这些误 差。 播到地球附近的弱场时，光谱线会向红色的一端发生微乎其微的移动。 法。即使你的手表走了三千年后只比标准时间慢百分之一秒，也能觉察出来。通过这种方法，研究人员发现在建筑物底部（这里的引力场稍 强）比顶层的时钟走得慢。 ，这期间受到惯性力，即引力的作用，其间飞船上的钟会走慢。70年代有人在卫星上放置了精确的记时器，当它随着卫星围绕地球转过几圈 后回来和地面上的同样的记时器比较，果然验证了变慢的结论。 。当他十年以后意识到空间是弯曲的时候，这个角度才修正到原来的两倍，1.74秒。幸亏早期的一次日全食时的测量因为天气原因而失败， 否则这会迫使爱因斯坦全盘放弃他那未成熟的理论的。 在出发前大家讨论了这次观测可能的三种情况：要么根本就不偏转，要么就接近牛顿力学所计算的0.87秒，要么就接近爱因斯坦的广义相对 论所预言的1.74秒。 要不是巴西那边测量成功的消息及时传来，爱丁顿这次可真的要疯掉了。 。这时的生活亦温馨如意，他的远房表妹，从小在一起的玩伴埃尔莎和他结了婚。她是一位柔婉体贴，态度随和的女性，丝毫不具备前夫人 咄咄逼人的风范。她不懂物理学，但这并不妨碍她把爱因斯坦的生活收拾得井井有条。爱因斯坦，这个长期漂流的游子，终于开始享受家庭 的温暖了。 肩的大物理学家。他的名字叫玻尔，比爱因斯坦小七岁，至于其他的人年纪更小，有的还在攻读硕士学位。 自然规律的深思，而且他们工作的触角随着时间的推移深入了人们生活的方方面面。他们理论的一个不起眼的副产品就是半导体，但是没有 它今天发展一日千里的计算机技术便成了空中楼阁。 比，他们从微观方向向经典物理发动了攻击。这是一场难度更大的战斗，注定不能仅由一个孤身作战科学家象爱因斯坦一样传奇般地完成。 这也是他们尽管在物理学史史上留下一连串闪光的名字，但在舆论界反响平平的原因。 的讥讽和白眼后，自然把求助的目光投向已成为物理学界旗手的爱因斯坦。他的眼力非凡独到，而且向来热心扶植拥有新想法的年轻人。更 何况是他最早提出光量子假说，这不仅使他本人登上诺贝尔奖的领奖台，而且也为量子力学的发展指明了道路，说起来他也算是量子力学的 前辈之一。 观根本不同。玻尔那帮人解释世界是采用几率观点，也即在微观的环境里，所有粒子的运动是没有确定轨道可言的，你只能预测在某一点的 粒子出现的可能性是多大；而爱因斯坦是绝对不相信上帝会允许不确定的因素存在的。 ，他们也没有屈服。好在接二连三的实验提供了坚实的证据，而且量子力学的体系本身也在爱因斯坦无数次严酷的考验面前愈发显得完美无 缺。 |
|
|
