《伟大的爱因斯坦以及他成功的预言！.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《伟大的爱因斯坦以及他成功的预言！.doc（6页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、伟大的爱因斯坦以及他成功的预言！1905年是科学史公认的爱因斯坦的丰收年，除了博士论文外，爱因斯坦还连续完成了4篇重要论文，每一篇都开辟了新天地，都足以荣获诺贝尔奖。6月，解释光电效应，提出光量子学说；7月，解释布朗运动，分子动理学，间接地支持了分子存在；9月，论运动物体的电动力学，系统的提出了狭义相对论；11月，质能关系方程，E=mc2，这是核反应能量的来源，实际上统一了质量守恒与能量守恒两大定律。他的系列论文充满了革命性思想，却只用了大学本科的数学工具，还没有任何参考文献。这样的事情今天是绝不可能再发生了！幸运的是，这些文章被送给量子论的创始人普朗克审稿，此公水平高超、思想活跃，又从来不压
2、制年轻学者，一句话，不是“反动学术权威”。很快，文章都被推荐到德国物理年鉴上发表。此后，他又连续发表论文，建立起狭义相对论的全部框架体系。1905年以前，许多科学家都接近狭义相对论的发现，除了洛伦兹提出洛伦兹收缩和洛伦兹变换，拉莫尔已经推导出了运动时钟变慢的钟慢公式；数学物理大师庞加莱已经正确地阐述了相对性原理，并推断真空光速是常数，很可能是极限速率，存在以光速传播的引力波。其余的运动物体的质量公式、质能方程均有人给出。但是，首先正确阐述狭义相对论，并给出了完整的理论体系和上述全部结论的是阿尔伯特爱因斯坦。这是因为，只有他在“相对性原理”和“光速的不变性（绝对性）”两大基本概念上同时取得了突破
3、。庞加莱在去世前夕（可能是1912年，我无法确定），应瑞士苏黎世工业大学邀请，对爱因斯坦申请教授席位发表了意见：“爱因斯坦先生是我所知道的最有创造思想的人物之一，尽管他还很年轻，但已经在当代第一流的科学家中享有崇高的地位.不过，我想说，并不是他的所有期待都在实验可能的时候经得住检验。相反，因为他在不同方向上的摸索，我们应该想到，他所走的路大多是死胡同。不过，我们也应该同时希望，他所指出的方向中会有一个是正确的，这就足够了。”看来，庞加莱大师还挺有风险投资机构的眼光，认为只要有一个项目成功，就足以对得住给他大学教授的席位。然而，历史的演变已经残酷地证明，爱因斯坦在1905年指出的所有方向都是正确
4、的！在牛顿的万有引力定律中，引力是瞬时传播，超距作用，从一点到另一点并不需要时间。而狭义相对论认为光速c是物体运动的极限速率。在广义相对论中引力（即时空弯曲）的传播需要时间，引力的传播速度是光速c。如果引力源头处的时空弯曲程度（可以用曲率和挠率描述）随着时间变化，这种变化（时空涟漪）就会以光速c向远方传播，这就是引力波。早在1905年，狭义相对论诞生前夕，法国数学物理大师庞加莱就猜测可能存在以光速传播的引力波。1905年，爱因斯坦为了能够将万有引力纳入相对论的框架，开始研究引力，1907年提出等效原理，1911年得到光线在引力场中发生弯曲的推论，1913年开始与好朋友格罗斯曼一起将黎曼几何引进
5、万有引力研究，1915年他与德国数学家希尔伯特讨论后不久，终于得到了场方程的正确形式。用爱因斯坦场方程可以精确地计算出，能量动量（四维动量）的存在如何影响四维时空的弯曲。这是由10个二阶非线性偏微分方程组成的方程组，非常难解。1915年，爱因斯坦本人求出了场方程的近似解，提出了三个检验的实验方案：引力红移、轨道进动和光线偏折。至1919年，都得到了天文学观测的支持，爱因斯坦因此震动全世界，成为绝无仅有的与牛顿相提并论的巨人。1916年，德国数学家史瓦西给出了场方程的静态球对称真空解，这是一个严格解。使用这个解，可以算出著名的三大验证的数学结果，还可以用于研究最简单的黑洞史瓦西黑洞的构造。193
6、3年，爱因斯坦为躲避纳粹在中欧地区的崛起，离开了欧洲，移民美国，定居新泽西州，就职于新建成的普林斯顿高等研究院。1937年，爱因斯坦和助手罗森完成了一篇研究引力波的论文，认为不存在引力波，投稿给期刊物理评论（Physical Review）。编辑部找到了著名物理学家审稿，这位专家写下了长达10页的评审意见，认为此论文有问题。编辑部把评审意见匿名后转交给爱因斯坦，并告诉他，在他按照审稿意见修改或做出令审稿专家满意的答复前，此论文不能发表。爱因斯坦勃然大怒：我老爱是什么样的人物？我是相对论这一物理学革命体系的缔造者和创始人，居然有人敢这样居高临下地向我的革命理论开火！他写了一封信给编辑部：“我十分
7、抱歉，不知道贵刊还需要审稿，我没有授权你们把我的稿件拿给别人。请把稿件退还给我。”于是，编辑部退还并附带回信：“尊敬的爱因斯坦教授，我们也十分抱歉，我们不知道您不了解敝刊需要审稿。”此时，好友兼学生英费尔德来拜访，爱因斯坦拿出论文以及评审意见，问他有何看法。此公在1930年代与导师合作完成科普著作物理学的进化（The Evolution of Physics），主要介绍物理学观念从伽利略、牛顿时代的经典理论发展到现代的场论、相对论和量子论的演变历程。英费尔德阅读后拿不定主意，但想到本地有一位霍华德罗伯特教授，正在研究广义相对论。于是乎，英费尔德在咖啡馆约见罗伯特，给他看了稿件和评审信件，征求其高明见解。罗伯特看完后指出了错误之处。英费尔德又去见爱因斯坦，转告罗伯特的观点。爱因斯坦仔细看后，发现自己的论文果然有错，于是他改写了论文，结论：引力波存在。他在论文结尾对罗伯特教授表示特别鸣谢，“感谢我的同事罗伯特教授在澄清原文中的错误时给予的亲切帮助”。然后将论文投给另一个期刊富兰克林研究所杂志 （Journal of the Franklin Institute）。爱因斯坦对物理评论耿耿于怀，从此不再给物理评论投任何论文。几十年过去了，当年的评审意见解密了，原来那位说爱因斯坦论文有错误并写下10页审稿意见的专家就是罗伯特教授。