爱因斯坦被《时代》杂志命名为“世纪第一人”,他提出了狭义相对论,像一个短,强烈的光,照亮了巨大的未知领域。广义相对论的引力理论,结合时空和物质完全,我们经常使用GPS全球定位系统(GPS),这是相对论效应。科学是可证伪的,然而,爱因斯坦真的正确吗?他做了什么吗?狭义相对论是什么?广义相对论中存在的问题是什么?
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以下内容为北京大学科维度理论天文学和天体物理学研究所的研究员邵冯丽静演讲记录:
爱因斯坦是正确的呢?
如果你想问如果爱因斯坦,爱因斯坦首先必须知道。
你一定听说过,他是一个非常伟大的物理学家。但是你可能不知道,他曾被评为“世纪第一人”。
这是一个在2000年《时代》杂志,想选择一个世纪,整个100年对人类作出了最大的贡献,是人类最深远的影响。
上个世纪,当然,有很多事情,很多人,如发生了两次世界大战,也出现了许多人物。
选择之后,我们一致认为,爱因斯坦第一人可以成为当之无愧的世纪。
他获得了人的世纪,也就是所谓的世纪的第一人。
<标题> < / h1 >爱因斯坦奇迹年
他是干什么的?这是从1905年开始。
当爱因斯坦不太骄傲,他没能找到好工作,作为一个职员在一个专利。通常一个小爱好,像物理公式,下班后。
1905年,他首次发表了几篇文章,后来发现,几个人工作非常经典,对我们是非常重要的。
有三个重要的工作,第一个是布朗运动。
他看着水漂浮的花粉,然后水是由分子物质是由分子和原子组成的。
这是一个伟大的结论,更深入地理解世界。
第二个工作被称为光电效应,是光的研究。
光,一波还是粒子吗?
然后爱因斯坦提出的光粒子,称为光量子。相对于其他的物理学家,提前很多年,有一个明确的量子物理学的形象。
第三个重要的成就,被称为狭义相对论。
在三个结果,第二个爱因斯坦的成就获得了“小”奖,诺贝尔物理学奖。
但在这三个工作,你认为是最重要的,是狭义相对论。
狭义相对论是一个什么样的理论?这是当时的历史情况。
物理是一个权威人物,叫牛顿,爱因斯坦可能是去报告,名为“牛顿”。
牛顿是有很多理论是非常重要的,但他们背后有一个非常深刻的假设,是时空的概念。
时间是什么?
时间:时间,没完没了的。空:空间,无限扩展。
牛顿认为是绝对的时间和空间,这是不相关的,这非常类似于我们所认为的时间和空间,我们生活在这样一个时间,我们在空间和时间锻炼。
但是爱因斯坦认为在实验中,一个计量速度是一束光,你跑向光束,你跟着梁运行,对运行在相同的方向,光速都是一样的,总是不出来区别。
如果是牛顿时空观,跑向光速,应该更大,以光的速度来衡量,以光速运行,光速相对小一点。
但没有实验告诉我们,他们是相同的吗?
在此基础上,爱因斯坦很敏锐地意识到,光速是恒定的,光速是一个常数。
在这之后,爱因斯坦提出了牛顿时空观产生一个非常大的挑战,他提出了狭义相对论。
后,爱因斯坦提出了狭义相对论,它对吗?
在物理学中,对与错不是由机关。
物理是一门实验科学,需要通过实验,研究它对或错,可能是符合实验的权利,是不符合实验必须是错的。
一个简单的例子,爱因斯坦的狭义相对论有一个著名的推理,称为能量转换关系,物质可以转化为能量。它可能的质量大,能量也大。
但这件事是正确的,这是需要通过测试。
实验测试有很多种,比如核弹爆炸,实际上是使用能量转换的质量之间的关系。
核电站,也使用能源的质量之间的关系。现在这些关系可以被测试,精度非常高。
所以狭义相对论与牛顿的绝对时空,是更高级的,正确的理论,它在物理学也得到了很好的评价。
德布罗意评价狭义相对论闪亮的像火箭,在黑暗的夜空,突然在短但是很强的光,照亮了巨大的未知领域。
但是,爱因斯坦狭义相对论后并不满足,他在想,狭义相对论是不错,但是有什么问题吗?
等他发现他的狭义相对论和牛顿的引力理论在数学并不一致,这是需要解释。不是一致的,可能有错误的,或者两者都是错误的。
我们都知道,牛顿的引力理论很深深扎根于人民的心。如苹果从树上掉到地上,月亮绕着地球转,天地,这是结束,这是一个GuanTianHe理论。
如果它是错误的,你需要有力的证据来说明它。
爱因斯坦发现狭义相对论和牛顿的引力并不是一致的,他想解释这一矛盾,它不是非常积极的。
当一个男人叫马克斯·普朗克,他相当于一个长者。
,他遇到了阿尔伯特·爱因斯坦说:哦,爱因斯坦的狭义相对论是太好了,你做的很好,我可以每天使用。但是现在一切都解释说,你为什么忙着另一个问题?
<标题>十年广义相对论< / h1 >
另一个问题是问题重力,爱因斯坦并没有因此沮丧,然后做研究,整个10年,从1905年到1915年。
他终于解决这个矛盾,提出了一组广义相对论的引力理论。这个理论是非常严重的,它将时空和物质非常完整。
他主张应该有一个时间和空间材料,材料将时间和空间。这是一个颠覆性的理论,人类对时间和空间的理解。
很好的总结了理论是时空告诉物质如何去运动。
你可以看到这张照片,因为球材料,它是移动,导致弯曲时空,此外,时空告诉物质如何去运动。这是一套时空和物质相互作用的引力理论。
给大家解释一个上世纪最深刻的思想,没有人,称为等效原理。
爱因斯坦是第一个看到这个东西是非常高的,问题是,爱因斯坦站在磅秤上称重量,他看见一个数量的重量。
扔一个球,俱乐部脱落,由于重力,火星上可能更轻,但也有引力。
有一个面具去做一件事时,他把爱因斯坦、规模、和球同时下降。
爱因斯坦仍然站在规模、球或下降,但爱因斯坦看看球不掉下来,因为他是掉下来的球,但他没有看到体重重量、平衡和他一起去。
这时,阿尔伯特·爱因斯坦,规模和球在一个参照系叫做惯性系统。
相反,爱因斯坦站在地上根据重量,惯性系统,重力和惯性系统是等价的。
数学是什么意思可以证明时空是弯曲的。
爱因斯坦,当然,希望看到它之后,当他的传记,最美丽的时候,这个东西叫他一辈子最幸福的时刻。
你可以想想,为什么它是如此震惊爱因斯坦吗?
爱因斯坦在76岁生日,有人会忘记准备礼物,方便爱因斯坦有事情。
可能一次性纸杯,在这里做一个纸夹,然后绑在一块弹性绳,两个球的重量。
这个东西很简单,但是在桌子上,左边的图一样,但这次不是最自然的状态,绳子,这是最自然的状态应该退缩,你退缩?
把它到下一个,在下降的过程,可以看到,绳子很快回球,在最自然的状态。
也就是说通过重力、非惯性系的,一个自由落体,惯性系的。
这是一个很深刻的思考,爱因斯坦也很满意这个礼物。
这个东西已经体现在科幻小说,如:太空漫游,有人在甲板上运行,但是在这个时候不应该失重吗?怎么可能运行在甲板上吗?
很简单,有一个环形的航天器将起来,会出现称为离心力,这是一个非惯性系统,是所谓的人工重力,重力将准备好运行。
杨先生说一个词:20世纪物理学的三大贡献,其中两个半是爱因斯坦。两指的狭义相对论和广义相对论,半指的是光电效应。
<标题> < / h1 >科学是可证伪的
当然,有很多弯曲时空的艺术历史学家也有自己的解释,他们制定了一个非常漂亮的艺术作品。
然而,爱因斯坦的广义相对论不是一个非常简单的,只是想告诉大家一个最核心的思想。这个东西可以从一个记者问爱丁顿爵士的问题。
爱丁顿爵士是世界上第一个弯曲光测量的科学家。当一位记者问他:爱丁顿爵士,听说世界上只有三个人理解爱因斯坦的广义相对论。
爱丁顿一愣,除了我和阿尔伯特·爱因斯坦,第三个是谁?
从这里可以看到,广义相对论是非常困难的。
有一个非常有趣的问题,是一个费曼的故事。
费曼是著名的物理学家,也拿了诺贝尔物理学奖。
一次,他去打开一个相对论,在大厅里,下了飞机后忘记了地址。
他会找到一个出租车司机问:你看见一群人,他们的头太高,对周围事物和人们不关心,嘴巴总是说哎呀-μν,哎呀-μν……?
司机一听,立即把他送到正确的地方。
哎呀-μ-ν?
时空特征的数量是广义相对论中描述,这是一个非常有趣的小组。
科学是可证伪的,爱因斯坦这一次吗?
太阳系中,例如,我们可以通过各种实验测试爱因斯坦的理论。在太阳系,非常弱的重力,爱因斯坦的引力理论和牛顿的引力理论不同只有一百万分之一。
但是我们的检测精度非常高,可以达到的精度高于这个水平,所以测试小偏差。在这个小偏差,爱因斯坦的广义相对论赢得了牛顿的引力。
人们经常使用GPS全球定位系统(GPS),这是相对论效应。
如果不考虑狭义相对论的影响,那么每天将有两公里的偏差,如果不是考虑到广义相对论效应,有一天会有14公里偏差。
所以爱因斯坦对吧?高精度检验对吧?他在哪里好吗?
不一定。
我们看着他的眼睛再遥远的恒星,我们想做一些更极端,比如我们想要检查一个叫做中子星。
中子星的质量大于太阳,它的规模是如此之大,海淀区非常小,所以它的密度非常高。
带勺子一勺中子星物质,材料的重量比世界人民的重量总和,是一个非常密集的类的对象,是引力场很强,所以这是一个非常好地方检查重力。
如它在空气中会像灯塔一样,将我们观察到,每一轮将观察到的,这是一个非常可靠和稳定的旋转。
我们调查需要使用专业的大型望远镜看到。
它建于中国贵州中国眼睛快速的望远镜,可以看到脉冲星,这是它的一个非常重要的科学研究的目标。
脉冲星是一堆时钟分布在时间和空间,这堆时钟,可以与这些大型射电望远镜,形成所谓的脉冲星时测量数组,数组可以探测引力波。
爱因斯坦在1916年自己计算引力波,多年来他又回去,说没有引力波,他错了。
爱因斯坦问,对吗?
多年来,他发现是正确的。又问,爱因斯坦是对的吗?
这是一个非常好的习惯,不仅是对权威有一个问题,就其本身而言,这种习惯是非常重要的在科学的质量。
我们实际上已经探测引力波,现在我们在2015年9月14日,引力波,当时,我也加入了他们的合作团体,非常兴奋,我们用很长时间去做。
这是望远镜探测引力波,这是长期在美国有两个胳膊分别4公里的引力波探测器。
这是第一例人看到引力波,非常微小的需要非常精确的检测技术来检测它。
实际上我们是第一个重力波的情况下检测来自黑洞,黑洞是另一个奇妙的爱因斯坦的广义相对论预言天体,它是一个条件的时间和空间非常扭曲。
去年,黑洞的视界望远镜捕捉到的第一张照片,也是爱因斯坦的广义相对论的直接测试。
合作小组成员,我也视界望远镜很幸运,我们在精度高,不仅在一对黑洞合并的情况下,测量和测试的组合状态的中子星翻倍。
合并过程的状态对我们是非常重要的,因为它产生的一些元素,元素是不可或缺的地球和太阳系的一部分。
爱因斯坦在1955年去世,当他的遗嘱执行人读一首诗来纪念他。
他说:我们都受益不浅,感谢他的教导,世界各地的属于他个人的事情,已经在人群中传播,他就像一颗彗星将会崩溃,光华,加上他的光,直到永远。
<标题>保持儿童的好奇心< / h1 >
这就是爱因斯坦,一个世纪伟人。但是爱因斯坦你怎么评价自己?
他很谦虚的说:我没有特殊CaiFu,我只是好奇。
他敢于挑战权威,有一颗充满好奇的心,这是我们的现在,非常稀缺的品质。
爱因斯坦是对的吗?
到目前为止,爱因斯坦的理论对我们的测试没有偏差或偏差,在现在的精度实验,爱因斯坦是对的。
但我们的技术也在发展,也可能是错的,就像牛顿的万有引力,这在一个小范围从爱因斯坦的理论,最后被爱因斯坦的理论所取代。
理论上,爱因斯坦的广义相对论也有一些问题。
如它不能解释一个黑洞的奇点,和它不能进入量子时空问题,暗物质和暗能量,现在我们不知道它是什么。
所以我们还需要能够挑战权威的时代,一个人去解决问题。问题是非常重要的,就像我们做研究,经常看到一幅画。
白色的圆,说人类的知识,我们做研究,是一种特殊的钻一个小点,努力训练,最后做什么?
可能由一个很小的点钻,但重点是一个新的人类知识,它会永远记住。
在这个过程中,好奇心是非常重要的,它使你要做到这一点,这是非常糟糕的,它最初的动机是不容易的。
所以我们必须保持孩子们的好奇心。
“由于说话”,原名“自我交谈”,是中国科学院发布的科学文化论坛,计算机网络信息中心,中国科学院科学传播和秦局联合主办,中国科学院,中国科普展览。致力于特殊的跨境传播思想,旨在讨论“格物致知”的精神,科技、教育的未来发展和生活。为更多的信息。本文从“由于讨论论坛”,(SELFtalks),转载请注明公共资源的数量,不得擅自复制。