既是创始人又是批判者

提到爱因斯坦，谁都知道他建立了关于时间和空间的基本理论——“狭义相对论”和“广义相对论”。然而，据说他“对量子论的冥思苦想其实超过他为狭义相对论所花精力的百倍”。量子论是描述小如原子的微观世界的一种理论，被认为是同相对论并列的现代物理学的两大支柱理论。爱因斯坦对量子论的诞生也做出过重大贡献，然而不久以后，他便同量子论研究的“主流”分道扬镳，并对量子论发起了批判。爱因斯坦为什么要这样做？本刊前两期刊载的特别策划——《谁都能懂得量子论》大获读者好评，本文续接那个专辑，围绕爱因斯坦，换一个视角来审视量子论世界。[编者按]     

相对论问答

答读者问 时间和空间会膨胀和收缩，这是爱因斯坦的相对论所得到的有悖于我们常识的两个已经为事实所证明的结论。为了纪念相对论诞生100周年，本刊今年第6期曾刊载“纪念‘爱因斯坦奇迹年’100周年专辑”。专辑获得很好的评价。许多读者反映，专辑“比起以前所看到过的专辑和图书，讲解更加清楚”。     

世界物理年纪念大会在北京举行

1905年，年仅26岁的爱因斯坦发表5篇重要物理学论文，提出狭义相对论、光量子学说等重要物理学概念和理论，对20世纪物理学革命产生了极大推动作用，当年因此被誉为“爱因斯坦奇迹年”，为纪念“爱因斯坦奇迹年”100周年和爱因斯坦逝世50周年，2004年6月，国际物理学界一致倡议并经联合国确定2005年为“世界物理年”。     

时间的操作定义

关于时间是什么？牛顿在《自然哲学的数学原理》一书中对“绝对时间”给出了一个描述,爱因斯坦没有给“相对论时间”下过定义,所以到目前为止,还没有一个统一的时间定义。无论是牛顿的时间还是爱因斯坦的时间都需要用他们建立的整个理论体系去理解时间的含义,这样的结果导致普通人理解物理时间概念的困难．本文试图给时间下一个操作定义,以弥补关于时间概念在认识论上的不足。并用相关实验说明定义的正确性,最后用新的时间定义重新分析了相对论运动时钟变慢的物理原因。     

破解宇宙之谜的科学巨人——史蒂芬·霍金

宇宙从何而来?时间如何开始?能够解答以上难题的人恐怕不多,而其中一位则是现今科学界的巨人——史蒂芬·霍金(Stephen W. Hawking),他以“相对论”推算出,宇宙以及时间均是由一次大爆炸而起,推翻了以往不少科学家关于宇宙和时间来源的理论。这个被誉为继爱因斯坦及牛顿之后最伟大的科学家,自20岁开始,饱受到病魔缠扰,最后丧失说话及活动能力,但仍能在科学上有此伟大创见,实在十分难得。     

一个吞噬一切，一个吐出一切奇妙的黑洞和白洞（上篇）

爱因斯坦所建立的相对论从根本上改写了物理学，颠覆了以前人们关于时间和空间乃至关于引力的看法。相对论预言，宇宙中应该存在着一些不可思议的天体：连光也要被其吞噬的黑洞，总是在吐出一切的白洞，还有能够将相距若干光年的两个空间在瞬间连接起来的奇妙“虫洞”。所有这些超越我们常识的现象全都缘于时间和空间的严重弯曲。本文全面介绍了这些“孔洞”，从基本概念直到最前沿的研究。     

追上光波会看到什么?──纪念爱因斯坦“第一个朴素的理想实验”一百周年

本文用相对论多普勒效应和振幅变换关系，讨论了追赶光波的理想实验，得出追上光波时会发现光波的频率和振幅皆为零，“看到”的是一片黑暗，文中还讨论了爱因斯坦的“第一个朴素的理想实验”对于创立狭义相对论的伟大功绩．     

追上光波会看到什么？：——纪念爱因斯坦“第一个纱的理想…

本文用相对论多普勒效应和振幅变换关系，讨论了追赶光波的理想实验，得出追上光波时会发现光波的频率和振幅皆为零，“看到”的是一片黑暗，文中还讨论了爱因斯坦的“第一个朴素的理想实验”对于创立狭义相对论的伟大功绩。     

θ—时空论

本文根据时空均匀性、各向同性及相关性的要求,直接证明了爱因斯坦的光速不变假定的合理性;同时指出光速并非一切时空中物质运动可能速度的上限;导出了比爱因斯坦更具有普遍意义的坐标系变换关系及能量动量关系。预言了负能量存在的可能,同时指出了空间“膨胀”、“消失”,时间终止、倒流的可能。在θ=O 时,该理论与爱因斯坦狭义相对论完全一致。     

相对绝对论

仅根据光速不变原理就可严格地导出允许绝对静止系存在的坐标变换,这种新变换的成立决定了以光速不变为前提之一可以得到“爱因斯坦Ｅｉｎｓｔｅｉｎ相对论”、“固有时间与空间无关的相对论”和“相对绝对论”三种理论,本文通过比较上述三咎理论发现只有相对绝对论才是自给的。     

爱因斯坦的下一个目标：用相对论揭开引力之谜

爱因斯坦在完成他的狭义相对论之后并没有满足，因为狭义相对论不涉及引力，然而，天体的运动是由引力决定的，说“宇宙是被引力控制的”，那一点也不过分。     

基于力、能量、动量和作用量框架的物理学基础理论结构统一性探讨

研究表明:如果把作用量视为一个与力、能量和动量平权的物理量，那么经典牛顿力学、量子力学、相对论和狄拉克的相对论电子理论有了统一的数学基础. 由此推测“反物质”本质上是超光速物质的亚光速表象，并预言它们在引力场中是受到引力场的排斥的. 本文进一步讨论基于芬斯勒时空结构中的相对论的物理特征，特别指出爱因斯坦相对论中的“光锥”作为突变临界面的特殊性质，构成了以光速为相互作用传递速度的“作用力”的“吸引”和“排斥”表象间的相互转换.      

爱因斯坦相对论受到挑战

今年5月底,《纽约时报》抢先报道了一条令科学界为之震惊的消息:华裔科学家王利军和他的同事成功地打破光速极限,在实验室里把光的速度提高了300倍。如果这一发现得到确认,它意味着爱因斯坦的“相对论”将彻底推翻,但6月8日,王利军又专门出面澄清,所谓“比光速快300倍”的研究,其实只是传媒在没向他证实就发表了的错误理解。     

“一日三秋”与相对论的运动时钟变慢效应

二十世纪最伟大的科学家爱因斯坦1905年26岁时创立了狭义相对论,这是近代物理学关于时间、空间、物质、运动相互关系的一种基础性理论。相对论与古典力学不同,因而在相当长一段时间内世界上只有少数几个人理解它。据说,三十年代爱因斯坦在美国普林斯顿时,一群学生请他解释相对论,他竟这样说:“当你和一位美丽的姑娘坐上两小时,你会感到好象只过了一分钟;但要是在炽热的火炉旁,哪怕只过了一分钟,你却感到好象是坐了两小时,这就是相对论。”     

爱因斯坦创建广义相对论思路及方法之分析

本文根据爱因斯坦有关相对论研究的原始文献、评述、回忆及给友人的信件,分析并讨论了爱因斯坦创建广义相对论的思路及方法。 首先,论述了爱因斯坦有关狭义相对论局限性的看法,以此给出爱因斯坦创建广义相对论的原因;继之,分析了爱因斯坦1907～1908年间,提出广义相对论二个基本原理的思路,再次,分析并研究了爱因斯坦1909～1912年间如何克服坐标必须具有直接度规意义这一传统观念从而建立时空“柔性”度规概念的思想演变过程;最后探讨了1912～1917年间爱因斯坦寻找对于“柔性”度规来说满足广义协变性要求的微分方程并最终建立引力场方程的思路及方法。     

物理学百年辉煌

伴随着2005年钟声的响起，人类历史进入了新的年轮。其中具有一项特殊意义的是，为纪念伟大的科学家爱因斯坦相对论诞生100周年、爱因斯坦逝世50周年，经全球物理学界呼吁，由联合国大会第58次会议通过的“2005世界物理年”正式启动。     

多情“爱因斯坦”

浓密的胡子，乱蓬蓬的白发，虽然不能思考像相对论这样复杂的理论，但机器人“爱因斯坦”却能帮助科学家提高对人类情商的理解。     

时钟佯谬的理论处理

本文首先简要地介绍了狭义相对论中出现的“时钟佯谬”,然后在纯狭义相对论范围进行了讨论。最后在通过飞行时钟参考系中利用广义相对论的理论,解爱因斯坦场方程和自由质点运动的测地线方程,得到在飞行时钟被加速的期间地球上时钟所走的时间,其结果与地球时钟参考系(惯性系)上利用狭义相对论计算出的结果完全一致,从而在理论上较为满意地消除了“时钟佯谬”。     

谁都能懂得量子论（上篇）

在20世纪初，科学家提出了两个划时代的理论，彻底推翻了人们曾经一直坚持的旧世界观，这两个理论，一个是关于时间和空间的理论，即“相对论”，另一个就是“量子论”（量子力学）。量子论探究的是把物质不断分割，直至出现分子、原子以及被比喻为“自然界主角”的光。量子论已经成为现代科学技术的基础，没有量子论就不会有电子计算机，也不会发明出移动电话。     

弦论:实现爱因斯坦之梦

<正>20世纪最伟大的物理学家爱因斯坦有一个梦想,他认为我们的世界应该是和谐统一的,所有的基本相互作用都应该统一在一个理论框架之下。20世纪物理学的两大重要进展是相对论和量子力学。1905年,爱因斯坦发表了狭义相对论,成功地解释了困扰人们很长时间的以太问题。狭义相对论成为了物理学的基石之一。爱因斯坦很快意识到狭义相对论与牛顿引力间的不自洽性。经过多年艰苦的努力,在1915年底,爱因斯坦发表了他关于引力的