《狭义与广义相对论浅说》
阿尔伯特·爱因斯坦(年)在经过十多年的计算与写作之后，一位德国物理学家发表了完整的相对论。该理论被后来的实验所证实，并被许多学者称为“科学史上迈出的最大一步”。相对论的思想现在仍在为发明与梦想提供燃料。德国理论物理学家阿尔伯特·爱因斯坦(—)首次于年发表了狭义相对论，声称真空中光的运动速度独立于所有观察者的运动，并且认为这条物理学定律对于静止或做加速运动的观察者来说同样适用。在此后的十年中，他又开始钻研广义相对论，并于年发表了相关论文。他后来将两个理论合成一本书，于年出版了《狭义与广义相对论浅说》。三年内，这部著作经历了十四个德文版本，共计印刷了册。然而，直到多年以后，爱因斯坦革命性思想的重要性才被世人所承认。相对论是说，两个人中如有一人处于运动状态，那么两个人所见的也应该相同。爱因斯坦的等价原理主张，向一个方向拉伸的引力应完全等同于其反方向的加速度。因此，处在加速上升中的电梯里的人会感到引力在将他拉向地面。爱因斯坦的相对论为整个物理学提供了新的研究框架，提出了有关空间和时间、同时的相对性以及运动和引力时间膨胀的新概念。爱因斯坦断定，每当人测量某物的运动速度时，其动量——或者它如何经历时间——总要在与其他事物的关系中被测量:它是相对的。无论谁进行测量，无论测量人的移动速度有多快，光速都保持不变，而且没有物体的移动速度能够超过光速。爱因斯坦不仅公布了他的理论，而且还说这些理论是可以被证明的。年11月，一次日全食首次为他的广义相对论提供了确证，爱因斯坦也一夜之间成了全世界家喻户晓的名人。世界各地的头条新闻都赞誉他为继牛顿以来最伟大的科学天才。狭义相对论也在若干其他试验中得到确认，年代，物理学界渐渐理解并接受了这套理论。狭义相对论迅速成了原子物理、核子物理和量子力学等新兴领域内理论家和实验家的必要工具。年代，广义相对论成为诸如类星体、微波、背景辐射、脉冲星、黑洞及大爆炸理论等科学发现的核心理论，这时其全部的重要性才被广泛认可。对它的实际应用包括了全球定位系统和高精度时间测量等。与其他重大的科学突破不同的是，广义相对论基本上只是爱因斯坦奇思妙想的产物，并非对当时盛行的其他著作的进一步发展。没有其他人想到重力等同于加速度，也没有人将重力设想为一种几何学现象或是联想到时间与空间的弯曲。结果，他的这一令人震惊的理论，不仅大大扩展了现有的科学知识，而且深刻地改变了历史的进程。年的初版《自然哲学的数学原理》艾萨克·牛顿(年)由一位剑桥数学家所写的、应用数学知识以理解自然与宇宙法则的洋洋三卷理论著作，或许是科学史上最伟大的作品。爱因斯坦称其为“人类历史上最伟大的一次知识进步”。艾萨克·牛顿(—)声称，自从一枚苹果从树上掉落砸到他的头上，他就开始酝酿万有引力定律了。当他的竞争对手罗伯特·胡克后来声称牛顿有关万有引力的一些全新想法应该归功于他时，牛顿感到非常苦闷，以致威胁说他将不会再出版他的研究成果。他私下给胡克写信说:“如果说我能够看得更远，那只是因为我站在了巨人的肩膀上。”然而，牛顿并未原谅胡克分毫，基本上也放弃了科学研究。对于人类知识发展而言万幸的是，牛顿的著作于年7月5日出版，最终被认定为应用数学领域中最为重要的著作之一。它为经典力学、现代物理和天文学奠定了基础，促进激发了许多科学和技术上的进步，成了科学革命和早期工业革命的先声。《自然哲学的数学原理》分为三卷。第一卷开始于八个定义和三条公理，后者即为世人熟知的牛顿运动定律。第一条定律声称，物体会继续保持静止或直线匀速运动，除非有外力加于其上。牛顿所称的惯性就是指物体趋于阻抗其运动状态变化的一种固有属性。第二条定律表明，一个处于惯性参考系中的物体如果受到外力影响，其运动状态会发生改变。同时第二定律还说明物体动量的变化与施加于其上的合力成正比，并且两者的方向一致。换言之，质量更小的物体需要更小的力，其惯性也相对较小。牛顿第三定律则是说，当一个物体对另一个物体施加力时，后者也会对前者施加方向相反、大小等同的力。也就是说，任何作用力都会遭到方向相反、大小等同的反作用力。虽然牛顿在《原理》中主要描述了行星运动的法则，表明了是引力造成行星自太阳周围循椭圆轨迹运行，然而其著作也提出了许多其他革命性的洞见，有助于解释天体运动、月相变化、潮汐运动以及其他诸多自然现象。《原理》还将数学确立为科学的基本语言以及认识宇宙的钥匙。然而，牛顿仍然是上帝的信奉者，他曾写道:“这一包括太阳、行星和彗星的美丽系统，只能出自那位全知全能的存在之手。”《原理》出版之后，牛顿基本上放弃了科学研究，而将他的余生贡献给了公共事业。他成了下议院议员，并担任了皇家铸币厂的主管。年，他被授予爵士，并于年去世。年，法国物理学家阿列克谢·克莱劳宣称，牛顿的著作“标志着物理学伟大革命时代的开启。这位杰出作者所采用的方法......为当时仍然笼罩在猜想与假设之黑暗中的科学播撒了数学的光芒”。年，《自然哲学的数学原理》的首版拍卖到了万美元，这是历史上所售出的最贵的科学类书籍。初版的扉页。作为皇家学会主席，塞缪尔·佩皮斯批准出版了这部著作以上内容摘选自《改变世界的书》《改变世界的书》[美]斯科特·克里斯蒂安森[美]科林·索尔特著阿里译新民说和当当一起用科普纪念伟大的科学家预览时标签不可点收录于话题#个上一篇下一篇