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”。     

“双生子佯谬”的狭义相对论解释

“双生子佯谬”或“时钟佯谬”(以下简称“佯谬”)是狭义相对论中最复杂的佯谬之一,历史上曾有过激烈的争论。以爱因斯坦为代表的一些物理学家认为佯谬超出了狭义相对论范围,要用广义相对论才能解决;有些人则认为这是狭义相对论提出的问题,应该能在自己的理论框架内解决;至今仍是众说不一。本文将通过简明易懂的计算证明,佯谬问题仅仅在狭义相对论的框架内就可以完美     

时间因光速不变而变

爱因斯坦相对论推翻了关于过去、现在、未来的观念 爱因斯坦的“相对论”是在20世纪初诞生的，这个理论推翻了对“时间”的常识性认识。 根据相对论，时间会“加快”或“减慢”。     

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”。     

文化播报

德国启动爱因斯坦年今年是伟大的物理学家爱因斯坦发表相对论100周年,德国政府宣布启动“爱因斯坦年”庆祝活动,德国上下也因此掀起了一场“爱因斯坦热”。不过,现在还有瑞士、美国和以色列也正在跟德国争夺这位科学巨匠的归属。爱因斯坦虽然于1879年出生在德国南部城市乌尔姆的一个犹太人家庭,但他的学业是在瑞士完成的,而且他是在瑞士首都伯尔尼完成并且最终于1905年在那里发表他最为著名的理论———《相对论》的。从1914年开始,爱因斯坦开始在德国首都柏林工作,但到了1933年,出于对纳粹追捕犹太人的恐惧,他移居到了美国,并获得了美国国…     

世界的遗憾

相对论根据已公开的诺贝尔奖评选档案资料,在20世纪的前20年里,由于爱因斯坦提出相对论,几十位著名的科学家一致提名他为诺贝尔物理学奖的候选人。但是,当时诺贝尔奖评审团的一位成员却认为,相对论应接受时间的考验。直到1921年,诺贝尔奖委员会才把物理学奖颁给了爱因斯坦,然而不是因为相对论,而是因为他发现了光电效应。     

“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。”     

简析爱因斯坦创建狭义相对论的思路

回顾20世纪初科学的历史进程，在1905年爱因斯坦的划时代论文——《论动体的电动力学》发表之前，已经有一些科学家（如洛伦兹、庞加莱等人）得到了狭义相对论的一些结论，走到了狭义相对论的边缘，但是他们最终却没能创建一个全新的理论体系，本文主要回顾洛伦兹、庞加莱等人在1905年前得到的关于狭义相对论的一些理论成果，分析爱因斯坦创建狭义相对论的基本思路，以纪念狭义相对论建立100周年。     

揭开狭义相对论中的佯谬之谜

爱因斯坦的狭义相对论自1905年创立以来,至今已历经100多年,这期间经过无数科学实验的验证,证明在非常高的精度以内是严格正确的。长期以来,狭义相对论已获得广泛的应用,成为近代物理学的重要基础之一,但同时人们从爱因斯坦的相对时空理论中可以导出形形色色、层出不穷的时空佯谬,     

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。     

质疑与创新相伴

在最近的一个科普活动上，主持人介绍有一位科学爱好者，在相对论诞生100周年之际，向大科学家爱因斯坦发出挑战，认为相对论诞生百年，其理论应该得到丰富，获得发展，自豪感毕，一片哗然，有人认为此乃狂妄而不自量力；有人觉得其勇气可嘉……     

超光速佯谬和中微子

爱因斯坦的狭义相对论和因果原理意味着任何运动物体的速度不能超过光在真空中的速度。然而，有许多讨论超光速运动粒子的尝试，这些讨论或者是在狭义相对论的框架下进行的，或者是超越了狭义相对论。这些讨论都遇到一系列难以克服的困难，即“超光速佯谬”。文中详细分析了这种佯谬，并证明它在与狭义相对论兼容的量子理论中显然是不出现的。在实在世界中，中微子最可能是一种超光速粒子。     

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]     

昆虫,我们的朋友

从前,除了“可爱的蚕宝宝”和能酿“荔枝蜜”的蜜蜂,我们对昆虫的印象是非常糟的,甚至统称为“害人虫”。然而,昆虫真是这样可恨吗?一个又一个科研成果证明:我们错了!我们错了,首先错在非常简单地定论与昆虫的关系,年复一年向田野中喷洒大量的农药,虫害却越来越重,药死的人也越来越多;我们错了,还错在我们忽视了昆虫在生态系统中不可缺少的独特位置,和它对     

从公式E=mc~2谈质量

爱因斯坦在一九○五年发表了狭义相对论,一九一六年又完成了对广义相对论的研究。相对论的原理,改变了当时的人们认为是“天经地义”的经典力学的时空观,描绘出一幅崭新的宇宙图景,在相对论运动学的基础上建立起来的相对论动力学,是物质高速运动的规律,它把经典力学作为低速运动的特例包括在内。     

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。     

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。     

要为公理而奋斗——谈谈关于基础理论研究方向争论

联合国教科文组织《1998年世界科学报告》中有一段话：“爱因斯坦的理论（相对论）和量子理论是二十世纪的两大学术成就。遗憾的是，这两个理论迄今为止被证明是对立的。这是一个严重的障碍”。     

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．     

昆虫和蘑菇

缓(?)成功和比他比尔说“科学 人,因为无知而虚伪,因为虚伪而又掩盖真相。因为不懂,但怕别人说自己无知,就把自己不懂的东西、学说、理论,故弄玄虚,搞的高深莫测……而那个叫爱因斯坦的老人,为了让大家明白它那高深的“相对论”,他通俗地把“相对论”比喻成一对恋爱中的人。俗吗?不。是智慧。