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第4章重要貢獻

1相對論

相對論是關於時空和引力的基本理論,主要由阿爾伯特?愛因斯坦(AlbertEinstein)創立,分為狹義相對論(特殊相對論)和廣義相對論(一般相對論)。

相對論的基本假設是相對性原理,即物理定律與參照係的選擇無關。

狹義相對論和廣義相對論的區別是,前者討論的是勻速直線運動的參照係(慣性參照係)之間的物理定律,後者則推廣到具有加速度的參照係中(非慣性係),並在等效原理的假設下,廣泛應用於引力場中。

相對論和量子力學是現代物理學的兩大基本支柱。經典物理學基礎的經典力學,不適用於高速運動的物體和微觀領域。相對論解決了高速運動問題;量子力學解決了微觀亞原子條件下的問題。

相對論顛覆了人類對宇宙和自然的“常識性”觀念,提出了“時間和空間的相對性”、“四維時空”、“彎曲空間”等全新的概念。

狹義相對論提出於1905年,廣義相對論提出於1915年愛因斯坦在1915年末完成廣義相對論的創建工作,在1916年初正式發表相關論文。

由於牛頓定律給狹義相對論提出了困難,即任何空間位置的任何物體都要受到力的作用。因此,在整個宇宙中不存在慣性觀測者。愛因斯坦為了解決這一問題又提出了廣義相對論。

狹義相對論最著名的推論是質能公式,它說明了質量隨能量的增加而增加。它也可以用來解釋核反應所釋放的巨大能量,但它不是導致原子彈的誕生的原因。而廣義相對論所預言的引力透鏡和黑洞,與有些天文觀測到的現象符合。1推論關係

相對論的一個非常重要的推論是質量和能量的關係。愛因斯坦關於光速對於任何人而言都應該顯得相同。

這意味著,沒有東西可以運動得比光還快。當人們用能量對任何物體進行加速時,無論是粒子或者空間飛船,實際上要發生的事,它的質量增加,使得對它進一步加速更加困難。要把一個粒子加速到光速要消耗無限大能量,因而是不可能的。