当代科学观念和思想方法的变革——从爱因斯坦到普里高津

现代科学的发端是与爱因斯坦的名字联在一起的。他所创立的相对论曾引起了人们时空观念的变革。他的科学思想和方法至今仍然对科学界产生着深远的影响。然而,就其科学观念的实质来说,爱因斯坦的科学思想和方法仍属于近代科学传统。与爱因斯坦相比,普里高津的科学思想和方法则更具有现代精神。它在许多方面,都对爱因斯坦的科学观念发生了新的变     

爱因斯坦的相对论和诺贝尔物理学奖

众所周知,伟大的科学家爱因斯坦是以其最辉煌的成就——创立相对论而闻名于世的。可是,很少有人知道爱因斯坦一生中获得唯一的一次诺贝尔物理学奖并不是因为他的相对论,而是因为他的一般成就——光电效应定律。这究竟是什么原因呢? 我们查阅了历届诺贝尔物理学奖评选委员会的记录。爱因斯坦从1910到1922年的十三年中,除     

虫洞

<正>广义相对论是爱因斯坦对宇宙的描述。它提供了一个叫作时间-空间(简称时空)的坐标系,所有天体都位于这个系统中。时空经常被描述成一个延伸在整个宇宙中的连续结构。当你在时空中移动时,就是在时间和空间里都移动。天体扭曲这一结构,尽管这种扭曲对我们来说几乎不可见,它却创造引力,使光线偏转。虫洞是穿越时空的隧道。可以把它们视为在空间     

白洞

宇宙中存在黑洞已经是天界公认的事实，而且知道这种奇特的天体深藏于星系热核的内部，可以吸收靠近它的任何物质。黑洞的概念是从爱因斯坦的广义相对论推导出来的，真实的黑洞被认为是恒星的坟墓，在那里时空明显向黑洞弯曲。研究表明在爱因斯坦方程中还可能隐含一个更加奇特的时空弯曲：与黑涧的性质相反，天学家称之为“白洞”。     

百年引里波探索史

正激光干涉引力波天文台(LIGO)的科学家在2016年2月1 1日宣布,他们已经检测到引力波:也就是爱因斯坦在一百年前预测的时空涟漪。     

探测引力波,中国在行动

<正>天体剧烈活动引起的时空扰动,好比在浩渺的宇宙中投下一颗石子,历经10多亿年漫漫星系之旅,时空的涟漪最终与地球邂逅。从1916年爱因斯坦的预言,到2015年9月首次确定探测到引力波信号,人类为了直接探测时空的涟漪,苦苦探寻百年。这其中,我国学者对引力波及其相关领域的贡献是多方面的。     

爱因斯坦和相对论的创立

美国纽约江边礼拜堂的白石墙上,雕刻着有史以来数百名伟人的象。当初设计者要在数百名雕象中安置14位科学天才,请科学界领袖们推荐。推荐票中的人选据记载颇不一致,唯有一人,而且是当时唯一还活着的人的名字,在每一推荐票中均出现。他就是阿耳伯特·爱因斯坦(Albert Einstein,1879—1955)。他“在活着的时候,就已被认为是人类历史上一个最有创造性才智的人。”爱因斯坦是二十世纪最伟大的物理学家之一,面相对论的创立是他一生中最重要的科学贡献。从牛顿力学到爱因斯坦相对论力学,对自然科学来说是一次大发展;对人类时空观来说是一次大飞跃。     

引力波:探索宇宙奥秘的新窗口

<正>2017年10月3日,瑞典皇家科学院宣布授予Rainer Weiss,Barry C.Barish和Kip S.Thorne 2017年度诺贝尔物理学奖,以表彰他们在"LIGO探测器和引力波观测中的决定性贡献".Rainer Weiss出生在德国,现为美国麻省理工学院(MIT)物理学教授.Barry C.Barish和Kip S.Thorne现为美国加州理工学院物理学教授.1时空自身的"地震"100多年前,爱因斯坦创立的狭义和广义相对论,彻底地改变了人类对时空的认识:时间和空间不再是过去认     

完美的对称伟大的突破--纪念爱因斯坦逝世五十周年

一代科学巨匠爱因斯坦,又是一位杰出的思想家,他的思想方法是耐人寻味的.他所创立的相对论,以其前提的简单、结构的新颖、体系的严谨、结论的正确,堪称现代物理理论之魁首.众所周知,相对论突破了经典力学的机械论囿限,否定了传统的绝对时空观念,披露了物质、运动、引力、时空的内在联系.相对论的建立,无疑是一个伟大的突破、一项卓越的创新.那么,爱因斯坦是如何突破和创新的呢?从方法论的角度,我们可从中吸取些怎么样的教益呢?     

点击

<正>制造太空探测器寻找宇宙引力波根据爱因斯坦的广义相对论,宇宙引力波是由大质量天体的合并、碰撞等事件形成的,它如同时空中的涟漪,对人类探索宇宙有着极其重要的意义。而要寻找它们,就需要精密探测器的支持。目前,欧洲空间局正在全力打造LISA"探路者"引力波探测器,这也是今年宇宙学研究领域的一个重要事件。     

人永远都无法回到过去

从古到今,时空穿梭一直都是人们的梦想,我们希望回到过去挽留一段爱情或阻止一场悲剧;我们期待进入未来,超越有限的生命。英国《每日邮报》曾报道,62岁的美国物理学家罗德曼·马利特是康涅狄格大学物理学教授。据称,他为了能返回过去挽救父亲的生命．终身都在研究与时间有关的理论。他相信自己掌握了改变时空的秘密,只需12万英镑就能造出一台以爱因斯坦广义相对论为基础的“时光机器”。马利特的构想完全不像英国科幻小说家H·G·韦尔斯小说《时间机器》中的雪橇,或电影《回到未来》中的时光机。     

路径积分、小波变换与爱因斯坦的完整量子力学理论

Feynman提出的量子力学的第三种理论——路径积分不仅包含了量子力学体系的全部信息,而且蕴藏着更深刻的理论内涵。“路径”的时空间隔涵义使其成为分形时空的基础,同样,时间、空间间隔使其可以定义粒子的速度。这意味着传播子中同时包纳了时空量和能量、动量。这一认识表明:完整的物理学是在坐标及其变化量定义的超系统参照系中的理论。这有可能是向着爱因斯坦所渴求的完整量子力学形式迈进的重要一步。基于路径积分的传播子可以给出一类窗口变换,窗口变换是比小波变换意义更广泛的一类变换。     

曲速引擎

<正>1994年,墨西哥物理学家米格尔·埃尔古比尔一夜成名,因为他证明了曲速引擎的建造至少在理论上是可行的。他破解了爱因斯坦的系列方程式,精确证明:可以让一艘飞船想好快就好快地在时空泡泡上冲浪。但问题是,这也得依赖某种类型的负能量来扭曲空间,提供反引力,推动飞船往返。     

爱因斯坦的爱情生活

提起爱因斯坦,人们总是敬仰地想起"相对论",很少有人讨论他的爱情与家庭。但是,爱因斯坦也有他个人生活中的一段美好和辛酸的经历。最近公开的爱因斯坦与其第一个妻子米列娃·玛里奇来往的42封情书,首次向公众揭示了爱因斯坦     

人类首次直接探测到引力波——广义相对论和天文学的又一个里程碑

正100年前,爱因斯坦建立了广义相对论,预言了引力波的存在.根据广义相对论,引力波是由于时空扭曲而产生的一种以光速传播的时空波动,如同石头丢进水里产生涟漪一样.从20世纪50年代开始,科学家们一直在努力探测引力波.但由于引力波传播到地球时已经极其微弱,所以实验探测异常困难.从理论上讲,物体质量越大,运动速度越大,造成的时空曲率变化越严重,产生     

时空对称性经典物理之美学精粹

相对论乃时空对称性探索的结晶；它与量子论，是二十世纪初叶起始的现代物理学之两大理论支柱。然而，相对论依然属于经典物理的范畴。经典物理理论与量子理论的主要区别在于：前者为时空模型理论，后者并非。二十世纪之前建立的各个经典物理理论是时空模型理论，而二十世纪前期建立的相对论动力学、相对论电动力学、相对论引力论、相对论宇宙学亦然如此。爱因斯坦揭示了时空对称性、披露了时空的动力学机制，遂使经典物理登峰造极；无疑，相对论是标示经典物理最高理论水准的丰碑。同时，相对论也提高了经典物理的审美价值；时空对称性，正…     

生活中的爱因斯坦 科学巨人鲜为人知的故事

《爱因斯坦全集》中记载了许多这位科学巨人鲜为人知的故事，让你了解一个平凡生活中的爱因斯坦。     

创世大爆炸前发生了什么?

犹如一场垒球比赛,三击不中即为出局,九局便结束一场比赛。宇宙也有它自己的比赛时限,不过它没有场外的记时员而已。从奥古斯汀(Augustine)以来的思想家都曾说过,空间和时间是组成宇宙的两大部分,除此之外别无其他。 爱因斯坦相对论在解释犹如时空几何学上的“弯曲”的地心引力时,已经预见到20世纪天文学中的一个基本事实,即宇宙的膨胀。宇宙学家通过像电影回放那样向后     

在Einstein—Cartan理论中宇宙无毛猜想（CNHC）的验证

20世纪 80年代初Ｃｏｌｌｉｎｓ和Ｈａｗｋｉｎｇ在Ｅｉｎｓｔｅｉｎ引力理论框架中提出宇宙无毛猜想 (ＣＮＨＣ) :如果宇宙真空场 (即宇宙常数 )存在 ,所有各向异性Ｂｉａｎｃｈｉ时空演化都将渐近趋向ｄｅＳｉｔｔｅｒ时空 .如果这个猜想是对的 ,我们就能容易地明白为什么极早时期宇宙必然会发生暴胀 ,为何我们的宇宙经历暴胀后导致整体的各向同性和均匀性 .直至最近这个问题讨论还很热烈[1-3 ] .　　极早时期的宇宙 ,由于宇宙中所有粒子的自旋能和粒子总能相比较不能忽略 ,所以必须考虑自旋对引力及时空的影响 .为此我们必须根据爱因斯坦…     

相对论时空观--现代文明的奇丽瑰宝

2005世界物理年来临，谨以本文纪念相对论建立100年，并纪念相对论之父爱因斯坦逝世50周年。相对论——时空理论的变革之秀，截然更改了人们对于时间和空间的传统观念，由此而形成的相对论时空观．确是现代文明的奇丽瑰宝。