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第62章 爱因斯坦(3/3)

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首发:~第62章 爱因斯坦

5年6月30日,德国《物理学年鉴》接受了爱因斯坦的论文《论动体的电动力学》,在同年9月的该刊上发表。这篇论文是关于狭义相对论的第一篇文章,它包含了狭义相对论的基本思想和基本内容。狭义相对论所根据的是两条原理:相对性原理和光速不变原理。爱因斯坦解决问题的出发点,是他坚信相对性原理。伽利略最早阐明过相对性原理的思想,但他没有对时间和空间给出过明确的定义。牛顿建立力学体系时也讲了相对性思想,但又定义了绝对空间、绝对时间和绝对运动,在这个问题上他是矛盾的。而爱因斯坦大大发展了相对性原理,在他看来,根本不存在绝对静止的空间,同样不存在绝对同一的时间,所有时间和空间都是和运动的物体联系在一起的。对于任何一个参照系和坐标系,都只有属于这个参照系和坐标系的空间和时间。对于一切惯性系,运用该参照系的空间和时间所表达的物理规律,它们的形式都是相同的,这就是相对性原理,严格地说是狭义的相对性原理。在这篇文章中,爱因斯坦没有讨论将光速不变作为基本原理的根据,他提出光速不变是一个大胆的假设,是从电磁理论和相对性原理的要求而提出来的。这篇文章是爱因斯坦多年来思考以太与电动力学问题的结果,他从同时的相对性这一点作为突破口,建立了全新的时间和空间理论,并在新的时空理论基础上给动体的电动力学以完整的形式,以太不再是必要的,以太漂流是不存在的。

什么

是同时性的相对性?不同地方的两个事件我们何以知道它是同时发生的呢?一般来说,我们会通过信号来确认。为了得知异地事件的同时性我们就得知道信号的传递速度,但如何测出这一速度呢?我们必须测出两地的空间距离以及信号传递所需的时间,空间距离的测量很简单,麻烦在于测量时间,我们必须假定两地各有一只已经对好了的钟,从两个钟的读数可以知道信号传播的时间。但我们如何知道异地的钟对好了呢?答案是还需要一种信号。这个信号能否将钟对好?如果按照先前的思路,它又需要一种新信号,这样无穷后退,异地的同时性实际上无法确认。不过有一点是明确的,同时性必与一种信号相联系,否则我们说这两件事同时发生是无意义的。

光信号可能是用来对时钟最合适的信号,但光速非无限大,这样就产生一个新奇的结论,对于静止的观察者同时的两件事,对于运动的观察者就不是同时的。我们设想一个高速运行的列车,它的速度接近光速。列车通过站台时,甲站在站台上,有两道闪电在甲眼前闪过,一道在火车前端,一道在后端,并在火车两端及平台的相应部位留下痕迹,通过测量,甲与列车两端的间距相等,得出的结论是,甲是同时看到两道闪电的。因此对甲来说,收到的两个光信号在同一时间间隔内传播同样的距离,并同时到达他所在位置,这两起事件必然在同一时间发生,它们是同时的。但对于在列车内部正中央的乙,情况则不同,因为乙与高速运行的列车一同运动,因此他会先截取向着他传播的前端信号,然后收到从后端传来的光信号。对乙来说,这两起事件是不同时的。也就是说,同时性不是绝对的,而取决于观察者的运动状态。这一结论否定了牛顿力学中引以为基础的绝对时间和绝对空间框架。

相对论认为,光速在所有惯性参考系中不变,它是物体运动的最大速度。由于相对论效应,运动物体的长度会变短,运动物体的时间膨胀。但由于日常生活中所遇到的问题,运动速度都是很低的(与光速相比),看不出相对论效应。

爱因斯坦在时空观的彻底变革的基础上建立了相对论力学,指出质量随着速度的增加而增加,当速度接近光速时,质量趋于无穷大。他并且给出了著名的质能关系式:e=mc2,质能关系式对后来发展的原子能事业起到了指导作用。

广义相对论的建立

1905年,

爱因斯坦

爱因斯坦

爱因斯坦发表了关于狭义相对论的第一篇文章后,并没有立即引起很大的反响。但是德国物理学的权威人士普朗克注意到了他的文章,认为爱因斯坦的工作可以与哥白尼相媲美,正是由于普朗克的推动,相对论很快成为人们研究和讨论的课题,爱因斯坦也受到了学术界的注意。

1907年,爱因斯坦听从友人的建议,提交了那篇著名的论文申请联邦工业大学的编外讲师职位,但得到的答复是论文无法理解。虽然在德国物理学界爱因斯坦已经很有名气,但在瑞士,他却得不到一个大学的教职,许多有名望的人开始为他鸣不平,1908年,爱因斯坦终于得到了编外讲师的职位,并在第二年当上了副教授。1912年,爱因斯坦当上了教授,1913年,应普朗克之邀担任新成立的威廉皇帝物理研究所所长和柏林大学教授。

在此期间,爱因斯坦在考虑将已经建立的相对论推广,对于他来说,有两个问题使他不安。第一个是引力问题,狭义相对论对于力学、热力学和电动力学的物理规律是正确的,但是它不能解释引力问题。牛顿的引力理论是超距的,两个物体之间的引力作用在瞬间传递,即以无穷大的速度传递,这与相对论依据的场的观点和极限的光速冲突。第二个是非惯性系问题,狭义相对论与以前的物理学规律一样,都只适用于惯性系。但事实上却很难找到真正的惯性系。从逻辑上说,一切自然规律不应该局限于惯性系,必须考虑非惯性系。狭义相对论很难解释所谓的双生子佯谬,该佯谬说的是,有一对孪生兄弟,哥在宇宙飞船上以接近光速的速度做宇宙航行,根据相对论效应,高速运动的时钟变慢,等哥哥回来,弟弟已经变得很老了,因为地球上已经经历了几十年。而按照相对性原理,飞船相对于地球高速运动,地球相对于飞船也高速运动,弟弟看哥哥变年轻了,哥哥看弟弟也应该年轻了。这个问题简直没法回答。实际上,狭义相对论只处理匀速直线运动,而哥哥要回来必须经过一个变速运动过程,这是相对论无法处理的。正在人们忙于理解相对狭义相对论时,爱因斯坦正在接受完成广义相对论。藲夿尛裞網

1907年,爱因斯坦撰写了关于狭义相对论的长篇文章《关于相对性原理和由此得出的结论》,在这篇文章中他第一次提到了等效原理,此后,爱因斯坦关于等效原理的思想又不断发展。他以惯性质量和引力质量成正比的自然规律作为等效原理的根据,提出在无限小的体积中均匀的引力场完全可以代替加速运动的参照系。他还提出了封闭箱的说法:在一封闭箱中的观察者,不管用什么方法也无法确定他究竟是静止于一个引力场中,还是处在没有引力场却在作加速运动的空间中,这是解释等效原理最常用的说法,而惯性质量与引力质量相等是等效原理一个自然的推论。

1915年11月,爱因斯坦先后向普鲁士科学院提交了四篇论文,在这四篇论文中,他提出了新的看法,证明了水星近日点的进动,并给出了正确的引力场方程。至此,广义相对论的基本问题都解决了,广义相对论诞生了。1916年,爱因斯坦完成了长篇论文《广义相对论的基础》,在这篇文章中,爱因斯坦首先将以前适用于惯性系的相对论称为狭义相对论,将只对于惯性系物理规律同样成立的原理称为狭义相对性原理,并进一步表述了广义相对性原理:物理学的定律必须对于无论哪种方式运动着的参照系都成立。

爱因斯坦的广义相对论认为,由于有物质的存在,空间和时间会发生弯曲,而引力场实际上是一个弯曲的时空。爱因斯坦用太阳引力使空间弯曲的理论,很好地解释了水星近日点进动中一直无法解释的43秒。广义相对论的第二大预言是引力红移,即在强引力场中光谱向红端移动,20年代,天文学家在天文观测中证实了这一点。广义相对论的第三大预言是引力场使光线偏转,最靠近地球的大引力场是太阳引力场,爱因斯坦预言,遥远的星光如果掠过太阳表面将会发生一点七秒的偏转。1919年,在英国天文学家爱丁顿的鼓动下,英国派出了两支远征队分赴两地观察日全食,经过认真的研究得出最后的结论是:星光在太阳附近的确发生了一点七秒的偏转。英国皇家学会和皇家天文学会正式宣读了观测报告,确认广义相对论的结论是正确的。会上,著名物理学家、皇家学会会长汤姆孙说:“这是自从牛顿时代以来所取得的关于万有引力理论的最重大的成果”,“爱因斯坦的相对论是人类思想最伟大的成果之一”。爱因斯坦成了新闻人物,他在1916年写了一本通俗介绍相对论的书《狭义与广义相对论浅说》,到1922年已经再版了40次,还被译成了十几种文字,广为流传。

在物理学中,引力波是指时空弯曲中的涟漪,通过波的形式从辐射源向外传播,这种波以引力辐射的形式传输能量。在1916年,爱因斯坦基于广义相对论预言了引力波的存在。引力波的存在是广义相对论洛伦兹不变性的结果,因为它引入了相互作用的传播速度有限的概念。相比之下,引力波不能够存在于牛顿的经典引力理论当中,因为牛顿的经典理论假设物质的相互作用传播是速度无限的。

刚开始的时候,它根本就不认为自己面对这样一个对手需要动用武器,可此时此刻却不得不将武器取出,否则的话,它已经有些要抵挡不住了。浴火重生再强也是要不断消耗的,一旦自身血脉之力消耗过度也会伤及本源。

“不得不说,你出乎了我的意料。但是,现在我要动用全力了。”伴随着曹彧玮的话语,凤凰真火宛如海纳百川一般向它会聚而去,竟是将凤凰真炎领域收回了。

炽烈的凤凰真火在它身体周围凝聚成型,化为一身瑰丽的金红色甲胄覆盖全身。手持战刀的它,宛如魔神一般凝视着美公子。

美公子没有追击,站在远处,略微平复着自己有些激荡的心情。这一战虽然持续的时间不长,但她的情绪却是正在变得越来越亢奋起来。

在没有真正面对大妖王级别的不死火凤之前,她也不知道自己是否真的能够抵挡得住。她的信心都是来自于之前唐三所给予。而伴随着战斗持续,当她真的开始压制对手,凭借着七彩天火液也是保护住了自己不受到凤凰真火的侵袭之后,她知道,自己真的可以。

这百年来,唐三指点了她很多战斗的技巧,都是最适合她使用的。就像之前的幽冥突刺,幽冥百爪。还有刚刚第一次刺断了曹彧玮手指的那一记剑星寒。在唐三说来,这些都是真正的神技,经过他的略微改变之后教给了美公子,都是最为适合她进行施展的。

越是使用这些能力,美公子越是不禁对唐三心悦诚服起来。最初唐三告诉她这些是属于神技范畴的时候,她心中多少还有些疑惑。可是,此时她能够越阶不断的创伤对手、压迫对手,如果不是神技,在修为差距之下怎么可能做到?

此时此刻,站在皇天柱之上的众位皇者无不对这个小姑娘刮目相看。当凤凰真炎领域出现的时候,他们在考虑的还是美公子在这领域之下能坚持多长时间。白虎大妖皇和晶凤大妖皇甚至都已经做好了出手救援的准备。可是,随着战斗的持续,他们却是目瞪口呆的看着,美公子竟然将一位不死火凤族的大妖王压制了,真正意义的压制了,连浴火重生都给逼出来了。这是何等不可思议

正如曹彧玮内心所想的那样,一级血脉的大妖王和普通的大妖王可不是一回事儿啊!更何况还是在天宇帝国之中名列前三的强大种族后裔。论底蕴深厚,不死火凤一脉说是天宇帝国最强,也不是不可以的。毕竟,天狐族并不擅长于战斗。

可就是这样,居然被低一个大位阶的美公子给压制了。孔雀妖族现在连皇者都没有啊!美公子在半年多前还是一名九阶的存在,还在参加祖庭精英赛。而半年多之后的今天竟然就能和大妖王抗衡了,那再给她几年,她又会强大到什么程度?她需要多长时间能够成就皇者?在场的皇者们此时都有些匪夷所思的感觉,因为美公子所展现出的实力,着实是大大的出乎了他们的意料之外啊!

天狐大妖皇眉头微蹙,双眼眯起,不知道在思考着些什么。

从他的角度,他所要做的一切,都是为了妖怪族和精怪族能够更好的延续,为了让妖精大陆能够始终作为整个位面的核心而存在。

为什么要针对这一个小女孩儿,就是因为在她当初夺冠的时候,他曾经在她身上感受到一些不同寻常的东西,也从她的那个同伴身上感受到更强烈的威胁。以他皇者的身份都能够感受到这份威胁,威胁的就不是他自身,而是他所守护的。

所以,他才在暗中引导了暗魔大妖皇去追杀唐三和美公子。

暗魔大妖皇回归之后,说是有类似海神的力量阻拦了自己,但已经被他消灭了,那个叫修罗的小子彻底泯灭。天狐大妖皇也果然感受不到属于修罗的那份气运存在了。

所以,只需要再將眼前這个小姑娘扼杀在摇篮之中,至少也要中断她的气运,那么,威胁应该就会消失。

但是,连天狐大妖皇自己也没想到,美公子的成长速度竟然能够快到这种程度。在短短半年多的时间来,不但渡劫成功了,居然还能够与大妖王层次的一级血脉强者抗衡。她展现出的能力越强,天狐大妖皇自然也就越是能够从她身上感受到威胁。而且这份威胁已经上升到一个新的高度了。

曹彧玮手中战刀闪烁着刺目的金红色光芒,全身杀氣凛然。一步跨出,战刀悍然斩出。天空顿时剧烈的扭曲起来。炽烈的刀意直接笼罩向美公子的身体。

依旧是以力破巧。

美公子脸色不变,主动上前一步,又是一个天之玄圆挥洒而出。

战刀强势无比的一击也又一次被卸到一旁。在场都是顶级强者,他们谁都看得出,美公子现在所施展的这种技巧绝对是神技之中的神技。对手的力量明明比她强大的多,但却就是破不了她这超强的防御。

不过没有谁怀疑这种能力的由来,毕竟,孔雀妖族最擅长的天赋本来就是斗转星移。她这技巧和斗转星移有异曲同工之妙。

美公子这次化解曹彧玮的攻击之后却并没有急于攻击,只是站在原地不动。

曹彧玮眉头微蹙,这小姑娘的感知竟是如此敏锐吗?在他以火焰化铠之后,本身是有其他手段的,如果美公子跟上攻击,那么,他就有把握用这种手段来制住她。但美公子没有上前,让它原本蓄势待发的能力不得不中断。

战刀再次斩出,强盛的刀意比先前还要更强几分,曹彧玮也是身随刀走,人刀合一,直奔美公子而去。

美公子手中天機翎再次天之玄圆,并且一个瞬间转移,就切换了自己的位置。化解对方攻击的同时,也化解了对方的锁定。而下一瞬,她就已经在另外一边。曹彧玮身上的金红色光芒一闪而逝,如果不是她闪避的快,无疑就会有另一种能力降临了。

拼消耗!她似乎是要和曹彧玮拼消耗了。

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