愛因斯坦成長歷程:
兒時寡言善思,12歲時自學(xué)幾何,后又自學(xué)高等數(shù)學(xué)。因善思好問,中學(xué)未畢業(yè)就被趕出校門,但堅持自學(xué),后進人瑞七蘇黎世聯(lián)邦工業(yè)大學(xué)師范系主修數(shù)學(xué)、物理,大學(xué)的學(xué)習(xí)為他后來從事物理學(xué)研究打下了堅實基礎(chǔ)。
相依相對論的提出:
19世紀末,由于電磁學(xué)方面的新發(fā)現(xiàn)、新實驗同經(jīng)典物理學(xué)理論發(fā)生了矛盾,物理學(xué)出現(xiàn)了危機。當時老一輩物理學(xué)家都企圖用修補漏洞的方法來維護經(jīng)典理論的框架。20世紀初科學(xué)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(xué)》,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(zhì)運動不是各自孤立存在的,時間和空間是隨著物質(zhì)的運動而變化的,物質(zhì)的質(zhì)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(zhì)、運動之間的本質(zhì)上統(tǒng)一性,把牛頓的力學(xué)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(nèi),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(zhì)量和能量之間有密切的關(guān)系,并推導(dǎo)出著名的質(zhì)能關(guān)系式E=mc2,即物體的能量等于其質(zhì)量與光速(每秒鐘30萬千米)平方的乘積。這一質(zhì)能轉(zhuǎn)化原理揭示了原子內(nèi)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(chǔ)。
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(jié)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(yīng)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(xué)的時空觀念,揭露了物質(zhì)和能量的相當性,為原子能的利用奠定了理論基礎(chǔ),是近代
物理學(xué)領(lǐng)域的一次偉大革命。
理解愛因斯坦的相對論與牛頓力學(xué)體系:
(1)牛頓力學(xué)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(guān)系,即時間和空間不是絕對不變的,而是隨著物質(zhì)的運動而變化,物質(zhì)質(zhì)量隨運動速度的變化而變化.,并提出質(zhì)能轉(zhuǎn)化原理,奠定了利用原子能的理論基礎(chǔ),加深了人們對物質(zhì)和運動的認識,在哲學(xué)和科學(xué)上都具有重大意義。
(3)愛因斯坦的相對論,從本質(zhì)上修正了由狹隘經(jīng)驗建立起來的時空觀,更深刻地揭示了時間和空間的本質(zhì)屬性;同時也發(fā)展了牛頓力學(xué),牛頓力學(xué)是相對論力學(xué)在低速狀態(tài)下的一個特例。但牛頓力學(xué)并沒有失去光輝,牛頓提出的關(guān)于運動的三個定律,仍是整個力學(xué)的基礎(chǔ),牛頓所創(chuàng)造的概念,至今仍然指導(dǎo)著我們的物理學(xué)思想。