質(zhì)量。為了驗證這兩種質(zhì)量的等價性,牛頓親自用空心擺作了實驗,在當(dāng)時的條件下,精度是千分之一。百年后,貝塞爾還是用單擺,精度
提高到十萬分之一。從1890年起尼厄用扭擺孜孜不倦地作了二十五年實驗,精度自是更上一層樓,達到了億分之一。直至本世紀七十年代狄
克等人采用最新技術(shù),發(fā)現(xiàn)即使在千億分之一的精度內(nèi),兩者仍是相等的。
隼般銳利的眼睛。擅長在人們司空見慣的現(xiàn)象中找到突破口的,就這一點來說,愛因斯坦算得上古今獨步。
(比如汽車剛起動時),物體受慣性力的緣故。
,你可以先在你的心上人面前吹噓一番,然后爬到第二十層樓的窗臺放心地跳將下去,你不會跌成肉泥而會滑稽得象個氣球一樣懸在空中,
就象若干年后我們在電視里看到太空艙里臃腫的宇航員一樣。
絕對不能斷定自己是在地球上受引力的作用還是在受慣性力的作用。還記得伽利略的大船嗎,它那里詳盡地說明了勻速運動和靜止無法分辨
。這個足夠大的"電梯"里也是如此,當(dāng)你發(fā)現(xiàn)隨手丟下一個東西,它會象在地球上一樣愈來愈快地砸向地面的時候,你會從第二十層樓的窗
臺上忙不迭地蹦回屋內(nèi),。你若有可能向空中開上一炮,那條美麗的彈道曲線與地球上的一樣吻合。你作任何實驗都不能證實你所在的外部
環(huán)境究竟如何。
直線運動或靜止系)比非慣性系(加速運動系)優(yōu)越的觀念需要徹底修改了。在愛因斯坦的理論中,任何參考系都是平等的,不管靜止的也
好,還是運動的也好,你站在任何一個參考系都不會改變你對世界的看法和對自然規(guī)律的表述。
怎樣的不適呀。萬物平權(quán),這是至高無上的美學(xué)準則。深刻與美,則一貫是愛因斯坦科研奉行的主旨。
發(fā)現(xiàn)它,這于狹義相對論是不同的。發(fā)展狹義相對論的時候,仿佛如鯁在喉,多少人在沒日沒夜地思考它,因為大家都明白沒它就意味著物
理學(xué)的徹底崩潰,愛因斯坦不過憑借他的天賦捷足先登罷了。
性。即使沒它也不妨礙火箭發(fā)射,衛(wèi)星上天和通訊技術(shù),計算機的迅猛發(fā)展。但顯然人類對宇宙本身的認識會大大延遲一步。
印象不是邏輯體系的無可挑剔,而首先是一種優(yōu)雅的美。
平行。"這是早在公元前300年就由歐幾里德作為歐氏幾何的第五公設(shè)載入《幾何原本》。
念:三角形內(nèi)角和180度,勾股定理描述的是直角三角形的斜邊的長度的平方等于兩直角邊的平方和等等。后來笛卡兒在此的基礎(chǔ)上創(chuàng)立了解
析幾何,順勢導(dǎo)致了微積分的誕生。
的炮彈,到俯瞰人間的衛(wèi)星,無不閃爍著歐氏幾何的光彩。這有什么問題呢?一加一難道不等于二嗎?
的就是不夠優(yōu)美的。從古希臘時代就有人懷疑這第五公設(shè)只不過是條定理,一定可以用其它的幾條公理證明出來??磥聿辉趺促M勁,但是這
一努力就是一千多年。
時新算法的奇跡。被譽為"數(shù)學(xué)王子"的他的光輝掩蓋著整個十九世紀。高斯最早認識到這種證明是徒勞的,平行公理是獨立成立的,而且把
用別的公理抽換掉平行公理,導(dǎo)出來一套奇怪的幾何。不過,高斯是個謹慎的人,他將手稿壓下沒有發(fā)表。他考慮到他在數(shù)學(xué)界至高無上的
地位,這樣冒然出擊導(dǎo)致的只會是所有人的攻擊。
于使大部分數(shù)學(xué)家承認還存在一套與歐氏幾何并列的幾何,它的前提是過直線外一點至少可以有兩條直線與該直線共面而不相交。導(dǎo)出的結(jié)
論令人困惑:三角形的內(nèi)角和小于180度,同一直線的斜線和垂線不一定相交等等。
并稱的黎曼幾何,這已經(jīng)快接近答案??上Ю杪皇且粋€數(shù)學(xué)家,他模糊意識到什么,但是最終不可能揭開事實的真相。他到死也未料到他
所創(chuàng)建的新幾何才是我們這個世界真正成立的。
好和物理學(xué)家亦有不盡相同之處,在他們的世界里漂亮但無用的玩意兒觸目皆是,但在物理學(xué)家那里會被無情地拋棄掉。仿佛上帝為了捉弄
人類,先扔下一把鑰匙,物理學(xué)家不屑一顧而數(shù)學(xué)家們喜滋滋地撿走了,幾十年后再重重地扔下一把大鎖砸在愛因斯坦頭上,愛因斯坦幾經(jīng)
努力才在數(shù)學(xué)家的舊倉庫中找到了那把銹跡斑斑的鑰匙。
頓開,這不就是他這些年來苦苦覓尋的嗎?愛因斯坦無疑是極端幸運的。如果讓愛因斯坦自己來憑空創(chuàng)造一套幾何,縱使有格羅斯曼的幫助
,也勢必成挾泰山以超北海,是所不能了?;厥桩?dāng)年,黎曼,這位繼高斯后首屈一指的大數(shù)學(xué)家,為這套幾何亦是耗盡了一生的心血。
是一個彎曲的空間。
然,再不可能找到象當(dāng)年那樣為了驗證地球是球體而勇于拔錨揚帆環(huán)航世界一周的麥哲倫船長了。
大于180度。憑你直覺的經(jīng)驗,一定會覺得兩點間直線最短,實際上真正短的是一條曲線,"世界線"。
物體,僅有長,寬,高的坐標是不夠的,還必須加上時間??墒?,在滿眼三維物體的這個世界上,我們怎么能夠擁有四維的想象呢?
驗的人僅憑三張不同側(cè)面的投影就能大致想象實物的樣子。
高速行駛的列車為什么對于靜止在月臺的人來說長度會縮短。因為我們所看到的不過是一個"投影"而已。"原物"在四維時空中旋轉(zhuǎn),從而分
到屬于空間的三維部分(我們見到的)少了些,分到屬于時間的一維部分多了些。實際上,"原物"(注意是在四維時空)是不變的。
點,是在實驗物理學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,這就是理論之所以有力的原因。它的意義是革命性的。從此以后,時間和空間退化為虛幻的影子,
只有兩者結(jié)合才能保持獨立的存在。"
在三維空間中則表現(xiàn)為彎曲的"世界線"。上帝在造物時就神秘地暗示我們,物體運動是盡可能走近路的。譬如,夜空中的星星看似遙不可及
,動輒以億光年計算,實際上它們到我們的最短距離決不是簡單的兩點一直線,而是一條弧線,猶如一條隧道,可以抄直到達終點。
太陽如何牽引地球,而地球如何吸引砸到牛頓頭上的蘋果。無論地球還是蘋果,它們都是在別無選擇地走最近的路。它們的路徑之所以彎曲
,以至那么多年來我們一直錯誤地認為是受了力的結(jié)果,僅僅是因為任何物體都會使自己周圍的空間彎曲,而質(zhì)量大的物體(譬如太陽)猶
使空間變形得厲害。換句話說,如果我們這個空間什么物質(zhì)都沒有,它是平坦的歐氏空間;之所以彎曲的原因就是有物質(zhì)存在。
自動滾向橙子。這并不是因為橙子吸引了石子,而是它造成的"場"使石子義無返顧地選擇最短路徑滾了下去。當(dāng)然這是比喻,但是地球繞太
陽旋轉(zhuǎn),蘋果落向地面的根源也類似于此。
身在沒有外力時的運動就不是完美的勻速直線運動,而是沿著彎曲路線的加速運動,導(dǎo)致的幻像就是有"力",即萬有引力產(chǎn)生了。
之初在物理學(xué)圈內(nèi)睬之者甚少,被新聞界披露之后,反是好奇心很強的圈外人,比如哲學(xué)家,作家,藝術(shù)家紛紛拜訪,獲得只言片語后回去
演繹自己的"相對論"。至于后來相對論成為偷懶的中學(xué)生不作幾何題的理由,更是愛因斯坦始料未及的。
念畢竟逐步深入人心,牛頓學(xué)說的發(fā)表更是一記重拳,打得他們自此抬不起頭。天主教只成了部分人的信仰,如果神學(xué)家再敢于和科學(xué)家論
戰(zhàn),一定會被駁斥得體無完膚。
宇宙之外不就是天堂么?于是在愛因斯坦訪問英國的宴會上,他的鄰座,坎特伯雷大主教恭恭敬敬地向愛因斯坦請教:"教授,聽說您的理論
似乎提供了宗教界的某種證據(jù)。"
量(比如太陽)的附近才能顯現(xiàn)它的威力。正好水星的運動幾百年來有個懸而未決的問題,即水星在繞太陽轉(zhuǎn)動的同時,自己的軌道也在緩
慢地轉(zhuǎn)動,這在天文學(xué)上稱為水星的進動。天文學(xué)家采用牛頓的引力理論,結(jié)果總是相差一些。而愛因斯坦根據(jù)自己的計算,彌合了這些誤
差。
播到地球附近的弱場時,光譜線會向紅色的一端發(fā)生微乎其微的移動。
法。即使你的手表走了三千年后只比標準時間慢百分之一秒,也能覺察出來。通過這種方法,研究人員發(fā)現(xiàn)在建筑物底部(這里的引力場稍
強)比頂層的時鐘走得慢。
,這期間受到慣性力,即引力的作用,其間飛船上的鐘會走慢。70年代有人在衛(wèi)星上放置了精確的記時器,當(dāng)它隨著衛(wèi)星圍繞地球轉(zhuǎn)過幾圈
后回來和地面上的同樣的記時器比較,果然驗證了變慢的結(jié)論。
。當(dāng)他十年以后意識到空間是彎曲的時候,這個角度才修正到原來的兩倍,1.74秒。幸虧早期的一次日全食時的測量因為天氣原因而失敗,
否則這會迫使愛因斯坦全盤放棄他那未成熟的理論的。
在出發(fā)前大家討論了這次觀測可能的三種情況:要么根本就不偏轉(zhuǎn),要么就接近牛頓力學(xué)所計算的0.87秒,要么就接近愛因斯坦的廣義相對
論所預(yù)言的1.74秒。
要不是巴西那邊測量成功的消息及時傳來,愛丁頓這次可真的要瘋掉了。
。這時的生活亦溫馨如意,他的遠房表妹,從小在一起的玩伴埃爾莎和他結(jié)了婚。她是一位柔婉體貼,態(tài)度隨和的女性,絲毫不具備前夫人
咄咄逼人的風(fēng)范。她不懂物理學(xué),但這并不妨礙她把愛因斯坦的生活收拾得井井有條。愛因斯坦,這個長期漂流的游子,終于開始享受家庭
的溫暖了。
肩的大物理學(xué)家。他的名字叫玻爾,比愛因斯坦小七歲,至于其他的人年紀更小,有的還在攻讀碩士學(xué)位。
自然規(guī)律的深思,而且他們工作的觸角隨著時間的推移深入了人們生活的方方面面。他們理論的一個不起眼的副產(chǎn)品就是半導(dǎo)體,但是沒有
它今天發(fā)展一日千里的計算機技術(shù)便成了空中樓閣。
比,他們從微觀方向向經(jīng)典物理發(fā)動了攻擊。這是一場難度更大的戰(zhàn)斗,注定不能僅由一個孤身作戰(zhàn)科學(xué)家象愛因斯坦一樣傳奇般地完成。
這也是他們盡管在物理學(xué)史史上留下一連串閃光的名字,但在輿論界反響平平的原因。
的譏諷和白眼后,自然把求助的目光投向已成為物理學(xué)界旗手的愛因斯坦。他的眼力非凡獨到,而且向來熱心扶植擁有新想法的年輕人。更
何況是他最早提出光量子假說,這不僅使他本人登上諾貝爾獎的領(lǐng)獎臺,而且也為量子力學(xué)的發(fā)展指明了道路,說起來他也算是量子力學(xué)的
前輩之一。
觀根本不同。玻爾那幫人解釋世界是采用幾率觀點,也即在微觀的環(huán)境里,所有粒子的運動是沒有確定軌道可言的,你只能預(yù)測在某一點的
粒子出現(xiàn)的可能性是多大;而愛因斯坦是絕對不相信上帝會允許不確定的因素存在的。
,他們也沒有屈服。好在接二連三的實驗提供了堅實的證據(jù),而且量子力學(xué)的體系本身也在愛因斯坦無數(shù)次嚴酷的考驗面前愈發(fā)顯得完美無
缺。
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