深度长文:爱因斯坦广义理论和狭义理论的通俗理解,收藏!

相对论无法揭露这个荒谬的世界,再次让人们意识到自己的无知和虚荣。在讨论这个问题之前,我们先来说说量子力学和相对论的区别:首先,量子力学是众多科学家思考的产物,而相对论则是爱因斯坦一人提出的。第二,量子力学在普朗克°初期有一点积累,而相对论则横空出世,一夜成名。第三,无论量子力学多么困难,至少都是从实验现象开始的。为了解释实验结果,组合了各种理论公式。相对论是爱因斯坦凭空创立的,然后根据理论发现了实验现象。第四,量子力学获得了很多诺贝尔奖,而相对论自始至终没有获得任何奖项。第五,量子力学早已得到广泛应用。很多人可能不知道这一点。他们认为量子力学只是物理学家的游戏。事实上,现代科学技术的辉煌成就大多归功于量子力学。至于相对论,除了用于计算计算之外,并没有提供任何制造技术。第六,量子力学应用于微观物体,如电子、质子等,相对论应用于宏观物体,如恒星、时间、空间等。第七,量子力学描述的世界是聚合、呕吐的,而相对论描述的世界是连续的。告诉我,这种完美的和谐不少,让人怀疑是不是老天在捉弄人类?相对论和量子力学似乎是一致的。它们甚至如此矛盾,令人惊讶。它们确实困扰了一代又一代的物理学家!物理学家生来就具有“大统一思想”,并且最好用一个公式来概括宇宙的所有定律。为了将这两种理论结合起来,人类付出了极其艰难的努力。我们将把这个令人回味的故事留到下次再说。事实上,经典物理学时代也是一个非常孤独的故事。经典物理学在经历了变异的“牛顿时期”后,逐渐转向统一。 “大一统”路上的巅峰之作就是“麦克斯韦方程组”,它至少跻身人类最伟大的三大公式之列!这件事说起来很简单。本来,“电”和“磁”是两个不同的人。然而,自从法拉第Q发现了电磁感应之后,大家都知道,电和磁早已联系在一起,只是苦于缺少一个媒人来连接它们。在大家看来,麦克斯韦大笔一挥,从此电和磁就成了一家人了。麦克斯韦方程组充分解释了电和磁的变换规律以非常美丽的形式呈现出来,这是物理学中罕见的美!既然是白富美,必然会招蜂引蝶,包括我们现在的对手爱因斯坦。爱因斯坦总是着迷于“光”。光是电磁波的一种。电磁波属于麦克斯韦,因此爱因斯坦着迷地研究了这组方程。这一幕,就像是杨过领悟到了幸福的手掌。爱因斯坦一看,恍然大悟。他提出了一个狂喜假说:光速恒定原理。光速恒定原理是什么意思?例子:你站在路边一动不动,我骑车的速度是10,女孩开车的速度是50,那么女孩给你的速度是50,我的速度是40。这是我们正常的理解吧?在同一个场景中,把女孩换成“一束光”,那么应该是:你的光速是30万,而fo我是 299,990,对吧?爱因斯坦说,你不太了解“光”。不管你的速度是多少,他的速度永远是三十万。极端一点,你的速度是0,我的速度是299999。同一条“光”穿过我们俩。这光束的速度对你来说是三十万,对我来说也是三十万!那么它是一束光还是两束光呢?当然是一道光线,但是这道光线在不同的人看来总是会以相同的速度移动。相对论的起点就来自于这样一个令人难以置信的假设:光速恒定原理!由于光速是绝对恒定的,所以应该称为“绝对论”。为什么叫“相对论”?相对论的概念对应于“空间和时间的绝对观”。从学术上来说,所有物理定律在所有非移动参考系中都具有相同的数学形式。另一个科学名称是“相对论原理”。钍这是相对论的第二个假设。我知道你不明白这句话的意思。不用担心。这个话题又很哲学了。现在回到现场,我的自行车速度是10,而你还站在路边。假设整个系统或者宇宙只剩下你和我,那么谁动呢?从你的角度来看,我是推动者,从我的角度来看,你是推动者。要找出谁在移??动,我们可以这么说:我相对于你的速度是10。这是高中物理的内容。对于今天的人来说并不难理解,但在当时的“以太”理论背景下就不同了。什么是“以太”?这是老同学亚里士多德提出的另一个概念:空间是由以太组成的,但我们看不到它。休息和运动都与空间有关。即“我相对于空间的速度是10”,而不是“我相对于你的速度是10”。这种观点以及永恒的一维时间被称为提出了牛顿时代的“绝对时空观”。这在当时是一个非常基本的假设。诺贝尔物理学奖获得者、著名科学家迈克尔逊是绝对的大师。他正在寻找以太。经过8年的寻找,他亲手把以太理论给消灭了。回到相对论“光速不变原理”+“相对论原理”,好吧,那又怎样?这两个人能摧毁世界吗?没错,有这两点就够了。注意,老司机爱因斯坦要发车了!假设经验丰富的驾驶员将汽车加速到光速的 50%。然后,一道光芒从轿厢顶棚射出,垂直照射在地板上。对于战车上的人来说,战车是没有速度的。这相当于一束光从上到下照射在静止的车厢上。结果很简单。光线直接照射在地面上。所以这人走过的距离s光束为车厢高度,所需时间:车厢高度/光速。但对于车厢外的人来说,事情就有些困难了。光束从上到下照射在移动的车厢上。在此过程中小车移动,因此光线所走的路径是一条对角线。这就像一颗子弹从战车顶部射入地面。从车厢内的人看来,子弹是直线落下的,但从车厢外的人看来,泰拉确实是斜着落的。当然,它沿对角线行驶比沿直线行驶更远。这在经典物理学中不成问题。由于子弹的速度必须加上托架的速度,所以子弹的实际速度增加了。即使距离增加,最终计算的时间是相同的。然而,爱因斯坦说光速是恒定的。无论你的马车有多快e在移动,光速仍然是光速。那么,事情就变得复杂了,因为距离增加了,但光速保持不变,所以计算的时间也增加了!同样的事情,很难解释车厢内的时间比车厢外的时间多。爱因斯坦说,这有什么意义呢?光速是恒定的,所以我们只能妥协时间。没错,车厢里的时间又延长了!无论爱因斯坦怎么说,时间都是看不见、摸不着的。让我们改变一下这个例子。老司机开车时,在车中间闪一闪灯,相当于点亮了一个灯泡。车内有人时,车是静止的,因此灯应同时照亮前壁和后壁。但对于车外的人来说,车在前进,光速没有改变,所以光线必须先照射后墙,再照射前墙。这不是一个q溶解时间与否的问题。如果前后墙上分别有接收器,则两个接收器同时或单独接收信号。爱因斯坦说,你不知道“同时”是什么意思。如何判断两个地方发生的两个事件是否同时发生?当两个ka同时发生时,每个都会发出闪光信号。如果光线同时到达两个地方的中心,那么这两个事件就被认为是同时发生的,否则就不是同时发生的。因此,车厢内的人看到的东西是同时的,而车厢外的人看到的东西却是不同时间的。 “同时”也是相对的。你明白吗,这“光”其实涵盖了爱因斯坦无数的恩惠。就连时间也必须追随光的脚步。再举个例子,假设太阳突然消失了。 8分钟后全世界都会知道。世人是否有可能知道太阳消失的那一刻阿尔斯?爱因斯坦说这是绝对不可能的。太阳消失后,地球仍然能感受到阳光和太阳的引力。无论用什么方法,都无法发现太阳在8分钟后就消失了。即使您白天看到有人给您打电话,无线电信号也需要8分钟才能传到地面。那么问题来了,对于全世界人民来说,太阳是在8分钟前消失了,还是现在就消失了?好吧,我承认我有点困惑,所以我只是把事情搞混一点。车上的人如何测量车的长度?很简单,拿个秤直接测量就可以了。但对于战车外的人来说就比较困难了,因为战车是在移动的。但你手里拿着的秤是静止的。您应该同时记下前后刻度读数。如果按照爱-斯坦定义的同时,如果你测量一下,你会发现移动的车厢比固定车厢。这个结论是不是有点好笑?爱因斯坦说过,在“光”面前,它是可以妥协的,长度不算什么!物体沿运动方向的长度是收缩。这称为“效应收缩长度”,或简称“效应收缩长度”。等等,质量可能会下降。没错,因为时间与速度有关,速度与动能有关,动能又与质量有关。由此可见,该质量不是原始质量。爱因斯坦说:质量会随着速度的增加而增加,然后结合动量和动能公式,我们得到著名的能量方程:e=MC平方。虽然爱因斯坦把时间、长度、质量搞得一团糟,但本质上,无非就是运动参考系和静止参考系之间公式的变换。数学好的同学开始困惑了。溶解时间、收缩长度、质量增量根据“洛伦兹变换”可以得到ase:看看这些公式,你就会明白为什么爱因斯坦不喜欢超光速了。根据上面的公式,物体一旦达到光速,时间就变得无限慢,长度变得无限小,质量变得无限大。这种程度的废话最终连爱因斯坦本人都无法接受。你有没有注意到,刚才提到的假设都是在同等速度和搅动的前提下讨论的。这种情况只适用于理想情况,应用场景相当狭窄,因此被称为“狭义相对论”。实际情况中,往往需要给系统添加重力或加速度,应用场景更广。顾名思义,它就是“广义相对论”。广义相对论不仅内容独特,而且数学上极其复杂。爱因斯坦不得不求助于数学家格罗斯曼来完成这篇论文r“广义相对论和引力理论的框架”。这篇好论文除了数理系的学生外,其他同学不要看,以免刺激眼睛!英国科学家爱丁顿是爱因斯坦的忠实崇拜者,也是第一个将广义相对论引入英语世界的人。有一天,有人问爱丁顿:“亲爱的教授,我听说世界上只有三个人懂得相对论,是真的吗?”卢克·爱丁顿想了想,回答道:“你也许是对的,但我想知道那个独身的人是谁?”这个小故事最终发展成了我们今天经常听到的一个谣言:世界上只有三个人懂得相对论。这当然有些夸张,但广义相对论确实比量子力学更难。玻尔说你不可能第一次就学会量子力学,但另一方面,如果你多学几次,就有希望。至于广义相对论,普通人是必须赶紧治愈的。只能生搬硬套,能整个吞下去就好了。下面是广义相对论:老司机踩油门,汽车加速。一束光从车顶照射到地板上。光速不变,汽车的速度越来越快。就像水往低处流,车在加速一样。那么水的流动必然是弯曲的,这意味着光传播的距离也必定是弯曲的。爱因斯坦说光速不能改变,只有空间可以弯曲,这是因为空间是弯曲的!太无耻了。显然是你自己弯曲了,而不是弯曲它的空间!爱因斯坦说“重力”和“加速度”是相等的,所以重力也会造成曲线出现间隙。然后想象一下,如果引力足够强并且空间足够大,会发生什么?足够弯曲,就像折纸一样,并且两个远端弯曲并重叠?没错,虫洞的概念是存在的!打开虫洞撕开缝隙,就能直接从一处到达另一处。惊人的太空跳跃就这样发生了!今天,你仍然可以认为这一切都是无稽之谈,并称爱因斯坦是煽情主义者!此时的相对论就像物理学发展中埋藏的炸药,只是缺乏而已。然而,人们很快就找到了许多引爆这几个世纪经典建筑的导火索。 1911年,爱因斯坦发表了《引力对光传播的影响》。由于太阳的引力和质量使周围空间弯曲,因此光线在经过太阳附近时也会弯曲。这种现象可以在日全食期间观察到。忠实的粉丝爱丁顿欺骗英国政府资助这个荒谬的实验。最终,观测数据表明,其中一颗恒星的位置实际上已经发生了转移。d,这与相对论的计算结果一致。爱丁顿感慨地说:这个小小的举动改变了世界。结果,爱因斯坦一夜成名。卓别林有一句俏皮话,恰如其分地概括了当时的场景:“人们为我喝彩,因为他们了解我的艺术。人们为爱因斯坦喝彩,因为没有人了解他的理论。它困惑了很多年。会有一些莫名其妙的抖动),过分的谨慎是每隔百年。把原子钟送入太空,引力造成的时间偏差与相对论计算完全一致。牛顿的应用少之又少。校准各种观测或实验数据,校准GPS精度,高能粒子质量和寿命的变化,或者预测引力波的存在等等。回想这些乱七八糟的事情,爱因斯坦在比赛结束后拍着屁股离开了,但比赛的起点却是这样的。是理论:光速恒定原理让无数物理学家疯狂。相对论和量子力学突然将科学技术之树的主干分成了两个方向,但物理学家坚信事物的起源最终是相同的。近百年来,每个人都梦想着统一这两种理论,但都失败了!虽然路途遥远,但大家依然在奔向大孤独之路。近年来盛行的“超弦理论”和大型对撞机,正再次向人类发起“大孤独”的事业。 特别声明:以上内容(如有则包括照片或视频)由自媒体平台“网易号”用户上传发布。本平台仅提供信息存储服务。 注:以上内容(包括图片和视频)由网易HAO用户上传发布,网易HAO为社交媒体dia平台仅提供信息存储服务。
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