相對論百問

內(nèi)容概要

　　相對論是青少年最感神奇，也覺得最為難懂的科學(xué)理論。不過，狹義相對論誕生(1905年)至今已經(jīng)100多年了，廣義相對論也將要迎來它的100歲生日(1915年)，相對論已不再是最新的科學(xué)理論。今天的科學(xué)發(fā)展水平和教學(xué)條件已經(jīng)完全有可能讓青少年對相對論有一個初步的、基本的了解。這對于提高他們的科學(xué)素質(zhì)，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神和探究能力，增強他們的學(xué)習(xí)興趣，拓寬他們對客觀世界的認識都非常重要。

書籍目錄

一 狹義相對論
二 廣義相對論
三 黑洞
四 宇宙學(xué)
五 愛因斯坦
主要參考文獻

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   愛因斯坦提出馬赫原理與等效原理，他推測引力與慣性力有相同的本質(zhì)。 從等效原理可知，只有引力場與慣性場存在時，任何質(zhì)點，不論質(zhì)量大小，在時空中都會描出同樣的曲線，自由落體實驗已表明了這一點。再如，在真空中斜拋金球、鐵球和木球，只要拋射的初速和傾角相同，這三個球都將在空間描出相同的軌跡。這就是說，質(zhì)點在純引力和慣性力作用下的運動，與它的質(zhì)量和化學(xué)成分無關(guān)。 于是，愛因斯坦做出了物理思想上的一個重大突破，他大膽猜測，引力效應(yīng)可能是一種幾何效應(yīng)，因為幾何效應(yīng)可以與物體的質(zhì)量和組成成分無關(guān)。這樣看來，萬有引力可能不是一般的力，而是時空彎曲的表現(xiàn)。由于引力起源于質(zhì)量，他進一步猜測時空彎曲起源于物質(zhì)的存在和運動。 愛因斯坦產(chǎn)生了與當年黎曼類似的猜想。但是，今天的愛因斯坦已經(jīng)掌握了大量的物理知識，創(chuàng)建新理論的條件已經(jīng)成熟，這些都是當年黎曼不可能具備的。 如何把時空幾何與運動物質(zhì)聯(lián)系起來呢？愛因斯坦在建立新理論的過程中感到自己的數(shù)學(xué)知識欠缺，他需要新的數(shù)學(xué)工具。于是，他求助于自己的好友格羅斯曼。當時格羅斯曼已是大學(xué)的數(shù)學(xué)教授，他再次對朋友伸出了誠摯之手，用3天時間查閱了一批文獻，然后告訴愛因斯坦，當時一些意大利人正在研究的黎曼幾何和張量分析，也許對他有用。愛因斯坦早就對黎曼幾何有定性了解，在他與“奧林匹亞科學(xué)院”的朋友們共同閱讀過的《科學(xué)與假設(shè)》一書中，龐加萊就曾介紹過黎曼幾何。這本書當時引起過愛因斯坦和他的朋友們的極大興趣?，F(xiàn)在發(fā)現(xiàn)書中的有趣內(nèi)容居然有可能在自己的研究課題中派上用場，于是愛因斯坦愉快地接受了格羅斯曼的忠告，努力鉆研黎曼幾何，幾經(jīng)曲折，終于在格羅斯曼和希爾伯特的幫助下建立起新的輝煌理論——廣義相對論。 愛因斯坦起先與格羅斯曼合作，得到一個場方程，但有重大缺陷。他到德國后，又與希爾伯特探討。希爾伯特不愧是一位數(shù)學(xué)大師，愛因斯坦與他做了短時間的探討，幾個月后就給出了場方程的正確形式。希爾伯特本人也幾乎同時得到了同樣的場方程。但希爾伯特只是在數(shù)學(xué)形式上得到了這個方程，并不了解它的深刻物理內(nèi)容，而且，他對所得場方程的物理解釋并不完全正確。所以完整的廣義相對論理論，是愛因斯坦一個人創(chuàng)立的，希爾伯特后來也承認這一點。

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《相對論百問(第2版)》一一為您解答了這些問題?！断鄬φ摪賳?第2版)》語言生動準確、深入淺出，不僅適合中學(xué)物理教師閱讀，同時也適合高中以上對相對論問題感興趣的大學(xué)生、大學(xué)教師閱讀。

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