愛因斯坦成長歷程:
兒時寡言善思,12歲時自學幾何,后又自學高等數(shù)學。因善思好問,中學未畢業(yè)就被趕出校門,但堅持自學,后進人瑞七蘇黎世聯(lián)邦工業(yè)大學師范系主修數(shù)學、物理,大學的學習為他后來從事物理學研究打下了堅實基礎。
相依相對論的提出:
19世紀末,由于電磁學方面的新發(fā)現(xiàn)、新實驗同經典物理學理論發(fā)生了矛盾,物理學出現(xiàn)了危機。當時老一輩物理學家都企圖用修補漏洞的方法來維護經典理論的框架。20世紀初科學界中一個默默無聞的小人物愛因斯坦發(fā)表《論物體的電動力學》,創(chuàng)立了狹義相對論。
其要點是:第一,否定了牛頓的絕對空間和絕對時間觀念,指出時間、空間與物質運動不是各自孤立存在的,時間和空間是隨著物質的運動而變化的,物質的質量也是隨運動速度的變化而變化的。這樣,該理論就揭示了空間、時間、物質、運動之間的本質上統(tǒng)一性,把牛頓的力學理論作為一種特殊情況(當運動速度遠比光速低的時候)概括在內,從而建立了一個既適用于宏觀、低速度,又適用于微觀、高速的運動理論。
第二,根據(jù)狹義相對論的原理,認為質量和能量之間有密切的關系,并推導出著名的質能關系式E=mc2,即物體的能量等于其質量與光速(每秒鐘30萬千米)平方的乘積。這一質能轉化原理揭示了原子內部所蘊藏的巨大能量的秘密,為原子能的利用奠定了理論基礎。
狹義相對論闡釋:
愛因斯坦1905年提出的相對論,后來稱作狹義相對論,以光速永不改變、相對性原則來推論,得到“時間”會因速度快慢而改變的結論。
相對論的例子:一卷錄音帶,如果在地面上播放需要一個小時;在快速飛行的宇宙飛船里播放,宇宙飛船里的人測定也是一個小時,但是由地面上的人員,來測定在宇宙飛船中播放的時間呢?根據(jù)牛頓的理論,因為時間是絕對的,所以也是一小時;但是愛因斯坦的理論則認為應該是一個多小時,因為時間是相對的,在不同速度下測量時間,長度是不一樣的。
狹義相對論的意義:
否定了牛頓力學的時空觀念,揭露了物質和能量的相當性,為原子能的利用奠定了理論基礎,是近代
物理學領域的一次偉大革命。
理解愛因斯坦的相對論與牛頓力學體系:
(1)牛頓力學體系概括了物體機械運動的基本定律。但有一個不容忽視的前提;物體在低速運動的情況下,這一定律才適用。
(2)愛因斯坦的相對論指出時間和空間的辯證關系,即時間和空間不是絕對不變的,而是隨著物質的運動而變化,物質質量隨運動速度的變化而變化.,并提出質能轉化原理,奠定了利用原子能的理論基礎,加深了人們對物質和運動的認識,在哲學和科學上都具有重大意義。
(3)愛因斯坦的相對論,從本質上修正了由狹隘經驗建立起來的時空觀,更深刻地揭示了時間和空間的本質屬性;同時也發(fā)展了牛頓力學,牛頓力學是相對論力學在低速狀態(tài)下的一個特例。但牛頓力學并沒有失去光輝,牛頓提出的關于運動的三個定律,仍是整個力學的基礎,牛頓所創(chuàng)造的概念,至今仍然指導著我們的物理學思想。