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相對論·廣義相對論

(2008-09-29 12:51:17) 下一個

這個世界上注定隻有極少數的人能夠理解愛因斯坦的相對論。


如果你通過前麵的閱讀,對狹義相對論已經有所了解,並且能夠接受這個理論的話,接下來Aaron再給你簡單介紹一下更加不可思議的廣義相對論。


如果此刻你已經頭大得像一個冬瓜,完全不知道Aaron在講些什麽東西,你也可以跳過本節直接閱讀後麵那些能夠讀懂的章節。


 


在講解廣義相對論之前,我們首先必須假定一件事情:狹義相對論是正確的。也就是說,廣義相對論是基於狹義相對論的。如果狹義相對被證明是錯誤的,整個相對論理論的大廈都將垮塌。


不要以為凡是科學理論必定就是正確的,事實上,科學本身也是在不斷地認識中完善和發展。愛因斯坦的相對論在某種程度上可以說隻是一種推論,其中的某些論點得到了科學的證實,但依然不能證明相對論是惟一和絕對正確的科學理論。


為了理解廣義相對論,我們首先必須明確質量在經典力學中的定義。


質量在日常生活中通常被認為是物體重量。這是因為物體之間存在萬有引力的緣故。地球上的物體之所以有重量,正是由於地球引力的作用。所以,如果我們要知道一個物體的質量,隻要去稱它的重量就可以算出它的質量。用這種方法測量出來的物體的質量被稱作引力質量。


現在,我們做一個實驗。試著在一個平麵上推一輛汽車,讓它加速運動。你一定會感覺到汽車給你一個反作用力,它強烈地反抗著你要給它的加速度。這是因為汽車有一個非常大的質量。經驗告訴我們,移動輕的物體要比移動重的物體來的輕鬆。由此,質量也可以用另一種方式來定義:反抗加速度。這種由反抗加速度計算得出的質量被稱作慣性質量。


因此我們得出結論:我們可以用兩種方法度量質量。要麽我們直接稱它的重量,要麽我們使用牛頓定律測量它對加速度的抵抗。


人們做了許多實驗來測量同一物體的慣性質量和引力質量。所有的實驗結果都得出同一結論:慣性質量等於引力質量。


 

牛頓雖然意識到這種質量的等同性是由某種他的理論不能夠解釋的原因引起的,但他最終認為這一結果隻是一種簡單的巧合。與此相反,愛因斯坦發現這種等同性中存在著一條取代牛頓理論的通道,這就是廣義相對論。
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