是因為相對論。相對論是關(guān)于時空和引力的基本理論，主要由愛因斯坦(Albert Einstein)創(chuàng)立，分為狹義相對論(特殊相對論)和廣義相對論(一般相對論)。相對論的基本假設(shè)是光速不變原理，相對性原理和等效原理。相對論和量子力學(xué)是現(xiàn)代物理學(xué)的兩大基本支柱。奠定了經(jīng)典物理學(xué)基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)，不適用于高速運(yùn)動的物體和微觀條件下的物體。相對論解決了高速運(yùn)動問題；量子力學(xué)解決了微觀亞原子條件下的問題。相對論極大的改變了人類對宇宙和自然的“常識性”觀念，提出了“同時的相對性”，“四維時空”“彎曲空間”等全新的概念。狹義相對論，是只限于討論慣性系情況的相對論。牛頓時空觀認(rèn)為空間是平直的、各向同性的和各點(diǎn)同性的的三維空間——絕對空間，時間是獨(dú)立于空間的單獨(dú)一維（因而也是絕對的），即絕對時空觀。狹義相對論認(rèn)為空間和時間并不相互獨(dú)立，而是一個統(tǒng)一的四維時空整體，并不存在絕對的空間和時間。在狹義相對論中，整個時空仍然是平直的、各向同性的和各點(diǎn)同性的，這是一種對應(yīng)于“全局慣性系”的理想狀況。狹義相對論將真空中光速為常數(shù)作為基本假設(shè)，結(jié)合狹義相對性原理和上述時空的性質(zhì)可以推出洛侖茲變換。廣義相對論是愛因斯坦在1915年發(fā)表的理論。愛因斯坦提出“等效原理”，即引力和慣性力是等效的。這一原理建立在引力質(zhì)量與慣性質(zhì)量的等價性上(目前實驗證實,在10  12的精確度范圍內(nèi),仍沒有看到引力質(zhì)量與慣性質(zhì)量的差別)。根據(jù)等效原理，愛因斯坦把狹義相對性原理推廣為廣義相對性原理，即物理定律的形式在一切參考系都是不變的。物體的運(yùn)動方程即該參考系中的測地線方程。測地線方程與物體自身故有性質(zhì)無關(guān)，只取決于時空局域幾何性質(zhì)。而引力正是時空局域幾何性質(zhì)的表現(xiàn)。物質(zhì)質(zhì)量的存在會造成時空的彎曲，在彎曲的時空中，物體仍然順著最短距離進(jìn)行運(yùn)動(即沿著測地線運(yùn)動——在歐氏空間中即是直線運(yùn)動)，如地球在太陽造成的彎曲時空中的測地線運(yùn)動，實際是繞著太陽轉(zhuǎn)，造成引力作用效應(yīng)。正如在彎曲的地球表面上，如果以直線運(yùn)動，實際是繞著地球表面的大圓走。倒相對論：相對論的提出，同樣受到很多的指責(zé)，有很多人認(rèn)為它是錯誤的，并大大阻礙了社會的發(fā)展。然而這種觀點(diǎn)并不被主流科學(xué)界所接受。愛因斯坦和他的相對論 除了量子理論以外，1905年剛剛得到博士學(xué)位的愛因斯坦發(fā)表的一篇題為《論動體的電動力學(xué)》的文章引發(fā)了二十世紀(jì)物理學(xué)的另一場革命。文章研究的是物體的運(yùn)動對光學(xué)現(xiàn)象的影響，這是當(dāng)時經(jīng)典物理學(xué)面對的另一個難題。 十九世紀(jì)中葉，麥克斯韋建立了電磁場理論，并預(yù)言了以光速C傳播的電磁波的存在。到十九世紀(jì)末，實驗完全證實了麥克斯韋理論。電磁波是什么？它的傳播速度C是對誰而言的呢？當(dāng)時流行的看法是整個宇宙空間充滿一種特殊物質(zhì)叫做“以太”，電磁波是以太振動的傳播。但人們發(fā)現(xiàn)，這是一個充滿矛盾的理論。如果認(rèn)為地球是在一個靜止的以太中運(yùn)動，那么根據(jù)速度迭加原理，在地球上沿不同方向傳播的光的速度必定不一樣，但是實驗否定了這個結(jié)論。如果認(rèn)為以太被地球帶著走，又明顯與天文學(xué)上的一些觀測結(jié)果不符。 1887年邁克爾遜和莫雷利用光的干涉現(xiàn)象進(jìn)行了非常精確的測量，仍沒有發(fā)現(xiàn)地球有相對于以太的任何運(yùn)動。對此，洛侖茲(H．A．Lorentz)提出了一個假設(shè)，認(rèn)為一切在以太中運(yùn)動的物體都要沿運(yùn)動方向收縮。由此他證明了，即使地球相對以太有運(yùn)動，邁克爾遜也不可能發(fā)現(xiàn)它。愛因斯坦從完全不同的思路研究了這一問題。他指出，只要摒棄牛頓所確立的絕對空間和絕對時間的概念，一切困難都可以解決，根本不需要什么以太。 愛因斯坦提出了兩條基本原理作為討論運(yùn)動物體光學(xué)現(xiàn)象的基礎(chǔ)。第一個叫做相對性原理。它是說：如果坐標(biāo)系K'相對于坐標(biāo)系K作勻速運(yùn)動而沒有轉(zhuǎn)動，則相對于這兩個坐標(biāo)系所做的任何物理實驗，都不可能區(qū)分哪個是坐標(biāo)系K，哪個是坐標(biāo)系K′。第二個原理叫光速不變原理，它是說光（在真空中）的速度c是恒定的，它不依賴于發(fā)光物體的運(yùn)動速度。 從表面上看，光速不變似乎與相對性原理沖突。因為按照經(jīng)典力學(xué)速度的合成法則，對于K′和K這兩個做相對勻速運(yùn)動的坐標(biāo)系，光速應(yīng)該不一樣。愛因斯坦認(rèn)為，要承認(rèn)這兩個原理沒有抵觸，就必須重新分析時間與空間的物理概念。 經(jīng)典力學(xué)中的速度合成法則實際依賴于如下兩個假設(shè)：1．兩個事件發(fā)生的時間間隔與測量時間所用的鐘的運(yùn)動狀態(tài)沒有關(guān)系；2．兩點(diǎn)的空間距離與測量距離所用的尺的運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)。愛因斯坦發(fā)現(xiàn)，如果承認(rèn)光速不變原理與相對性原理是相容的，那么這兩條假設(shè)都必須摒棄。這時，對一個鐘是同時發(fā)生的事件，對另一個鐘不一定是同時的，同時性有了相對性。在兩個有相對運(yùn)動的坐標(biāo)系中，測量兩個特定點(diǎn)之間的距離得到的數(shù)值不再相等。距離也有了相對性。 如果設(shè)K坐標(biāo)系中一個事件可以用三個空間坐標(biāo)x、y、z和一個時間坐標(biāo)t來確定，而K′坐標(biāo)系中同一個事件由x′、y′、z′和t′來確定，則愛因斯坦發(fā)現(xiàn)，x′、y′、z′和t′可以通過一組方程由x、y、z和t求出來。兩個坐標(biāo)系的相對運(yùn)動速度和光速c是方程的唯一參數(shù)。這個方程最早是由洛侖茲得到的，所以稱為洛侖茲變換。 利用洛侖茲變換很容易證明，鐘會因為運(yùn)動而變慢，尺在運(yùn)動時要比靜止時短，速度的相加滿足一個新的法則。相對性原理也被表達(dá)為一個明確的數(shù)學(xué)條件，即在洛侖茲變換下，帶撇的空時變量x'、y'、z'、t'將代替空時變量x、y、z、t，而任何自然定律的表達(dá)式仍取與原來完全相同的形式。人們稱之為普遍的自然定律對于洛侖茲變換是協(xié)變的。這一點(diǎn)在我們探索普遍的自然定律方面具有非常重要的作用。 此外，在經(jīng)典物理學(xué)中，時間是絕對的。它一直充當(dāng)著不同于三個空間坐標(biāo)的獨(dú)立角色。愛因斯坦的相對論把時間與空間聯(lián)系起來了。認(rèn)為物理的現(xiàn)實世界是各個事件組成的，每個事件由四個數(shù)來描述。這四個數(shù)就是它的時空坐標(biāo)t和x、y、z，它們構(gòu)成一個四維的連續(xù)空間，通常稱為閔可夫斯基四維空間。在相對論中，用四維方式來考察物理的現(xiàn)實世界是很自然的。狹義相對論導(dǎo)致的另一個重要的結(jié)果是關(guān)于質(zhì)量和能量的關(guān)系。在愛因斯坦以前，物理學(xué)家一直認(rèn)為質(zhì)量和能量是截然不同的，它們是分別守恒的量。愛因斯坦發(fā)現(xiàn)，在相對論中質(zhì)量與能量密不可分，兩個守恒定律結(jié)合為一個定律。他給出了一個著名的質(zhì)量-能量公式：E＝mc2，其中c為光速。于是質(zhì)量可以看作是它的能量的量度。計算表明，微小的質(zhì)量蘊(yùn)涵著巨大的能量。這個奇妙的公式為人類獲取巨大的能量，制造原子彈和氫彈以及利用原子能發(fā)電等奠定了理論基礎(chǔ)。 對愛因斯坦引入的這些全新的概念，大部分物理學(xué)家，其中包括相對論變換關(guān)系的奠基人洛侖茲，都覺得難以接受。舊的思想方法的障礙，使這一新的物理理論直到一代人之后才為廣大物理學(xué)家所熟悉，就連瑞典皇家科學(xué)院，1922年把諾貝爾獎金授予愛因斯坦時，也只是說“由于他對理論物理學(xué)的貢獻(xiàn)，更由于他發(fā)現(xiàn)了光電效應(yīng)的定律。”對于相對論只字未提。 愛因斯坦于1915年進(jìn)一步建立起了廣義相對論。狹義相對性原理還僅限于兩個相對做勻速運(yùn)動的坐標(biāo)系，而在廣義相對論性原理中勻速運(yùn)動這個限制被取消了。他引入了一個等效原理，認(rèn)為我們不可能區(qū)分引力效應(yīng)和非勻速運(yùn)動，即非勻速運(yùn)動和引力是等效的。他進(jìn)而分析了光線在靠近一個行量附近穿過時會受到引力而彎折的現(xiàn)象，認(rèn)為引力的概念本身完全不必要。可以認(rèn)為行星的質(zhì)量使它附近的空間變成彎曲，光線走的是最短程線。基于這些討論，愛因斯坦導(dǎo)出了一組方程，它們可以確定由物質(zhì)的存在而產(chǎn)生的彎曲空間幾何。利用這個方程，愛因斯坦計算了水星近日點(diǎn)的位移量，與實驗觀測值完全一致，解決了一個長期解釋不了的困難問題，這使愛因斯坦激動不已。他在寫給埃倫菲斯特的信中這樣寫道：“……方程給出了近日點(diǎn)的正確數(shù)值，你可以想象我有多高興！有好幾天，我高興得不知怎樣才好?！?1915年11月25日，愛因斯坦把題為“萬有引力方程”的論文提交給了柏林的普魯士科學(xué)院，完整地論述了廣義相對論。在這篇文章中他不僅解釋了天文觀測中發(fā)現(xiàn)的水星軌道近日點(diǎn)移動之謎，而且還預(yù)言：星光經(jīng)過太陽會發(fā)生偏折，偏折角度相當(dāng)于牛頓理論所預(yù)言的數(shù)值的兩倍。第一次世界大戰(zhàn)延誤了對這個數(shù)值的測定。1919年5月25日的日全食給人們提供了大戰(zhàn)后的第一次觀測機(jī)會。英國人愛丁頓奔赴非洲西海岸的普林西比島，進(jìn)行了這一觀測。11月6日，湯姆遜在英國皇家學(xué)會和皇家天文學(xué)會聯(lián)席會議上鄭重宣布：得到證實的是愛因斯坦而不是牛頓所預(yù)言的結(jié)果。他稱贊道“這是人類思想史上最偉大的成就之一。愛因斯坦發(fā)現(xiàn)的不是一個小島，而是整整一個科學(xué)思想的新大陸。”泰晤士報以“科學(xué)上的革命”為題對這一重大新聞做了報道。消息傳遍全世界，愛因斯坦成了舉世矚目的名人。廣義相對論也被提高到神話般受人敬仰的寶座。 從那時以來，人們對廣義相對論的實驗檢驗表現(xiàn)出越來越濃厚的興趣。但由于太陽系內(nèi)部引力場非常弱，引力效應(yīng)本身就非常小，廣義相對論的理論結(jié)果與牛頓引力理論的偏離很小，觀測非常困難。七十年代以來，由于射電天文學(xué)的進(jìn)展，觀測的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)突破了太陽系，觀測的精度隨之大大提高。特別是1974年9月由麻省理工學(xué)院的泰勒和他的學(xué)生惠斯勒，用305米口徑的大型射電望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行觀測時，發(fā)現(xiàn)了脈沖雙星，它是一個中子星和它的伴星在引力作用下相互繞行，周期只有0.323天，它的表面的引力比太陽表面強(qiáng)十萬倍，是地球上甚至太陽系內(nèi)不可能獲得的檢驗引力理論的實驗室。經(jīng)過長達(dá)十余年的觀測，他們得到了與廣義相對論的預(yù)言符合得非常好的結(jié)果。由于這一重大貢獻(xiàn)，泰勒和惠斯勒獲得了1993年諾貝爾物理獎。相對論 十九世紀(jì)后期，由于光的波動理論的確立，科學(xué)家相信一種叫“以太”的連續(xù)介質(zhì)充滿了宇宙空間，就象空氣中的聲波一樣，光線和電磁信號是“以太”中的波。然而，與空間完全充滿“以太”的思想相悖的結(jié)果不久就出現(xiàn)了：根據(jù)“以太”理論應(yīng)得出，光線傳播速度相對于“以太”應(yīng)是一個定值，因此，如果你沿與光線傳播相同的方向行進(jìn)，你所測量到的光速應(yīng)比你在靜止時測量到的光速低；反之，如果你沿與光線傳播相反的方向行進(jìn)，你所測量到的光速應(yīng)比你在靜止時測量到的光速高。但是，一系列實驗都沒有找到造成光速差別的證據(jù)。 在這些實驗當(dāng)中，阿爾波特·邁克爾遜和埃迪沃德·莫里1887年在美國俄亥俄州克里夫蘭的凱斯研究所所完成的測量，是最準(zhǔn)確細(xì)致的。他們對比兩束成直角的光線的傳播速度，由于圍著自轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動和繞太陽的公轉(zhuǎn)，根據(jù)推理，地球應(yīng)穿行在“以太”中，因此上述成直角的兩束光線應(yīng)因地球的運(yùn)動而測量到不同的速度，愛爾蘭物理學(xué)家喬治·費(fèi)茲哥立德和荷蘭物理學(xué)家亨卓克·洛侖茲，最早認(rèn)為相對于“以太”運(yùn)動的物體在運(yùn)動方向的尺寸會收縮，而相對于“以太”運(yùn)動的時鐘會變慢。并且洛侖茲提出了著名的洛侖茲變換。而對“以太”，費(fèi)茲哥立德和洛侖茲當(dāng)時都認(rèn)為是一種真實存在的物質(zhì)。而法國數(shù)學(xué)家龐加萊懷疑這一點(diǎn)，并預(yù)見全新的力學(xué)會出現(xiàn)。 馬赫和休謨的哲學(xué)對愛因斯坦影響很大。馬赫認(rèn)為時間和空間的量度與物質(zhì)運(yùn)動有關(guān)。時空的觀念是通過經(jīng)驗形成的。絕對時空無論依據(jù)什么經(jīng)驗也不能把握。休謨更具體的說：空間和廣延不是別的，而是按一定次序分布的可見的對象充滿空間。而時間總是又能夠變化的對象的可覺察的變化而發(fā)現(xiàn)的。1905年愛因斯坦指出，邁克爾遜和莫雷實驗實際上說明關(guān)于“以太”的整個概念是多余的，光速是不變的。而牛頓的絕對時空觀念是錯誤的。不存在絕對靜止的參照物，時間測量也是隨參照系不同而不同的。他用光速不變和相對性原理提出了洛侖茲變換。創(chuàng)立了狹義相對論。 愛因斯坦死后的幾十年里，其形象不斷地被拔高。他寫的書幾十年長銷不衰，他的話經(jīng)常被流行文化引征據(jù)用，他的肖像被印在T恤衫上和咖啡杯上，可以說商業(yè)用途極為廣泛。被奉為圣人，其形象卻從不咄咄逼人，愛因斯坦自始至終的形象都是：一個溫和文雅的天才。他有多少天分，同樣就有多少慈善。成就和人格的完美結(jié)合，使得許多人視愛因斯坦為圣人。但實際上，當(dāng)我們越關(guān)注愛因斯坦外在的高大形象，反而越不能了解那個真正的愛因斯坦和他所做過的一切。 幸虧有了一個堅持不懈的出版計劃，20世紀(jì)最偉大的科學(xué)家其真正面貌才得以最終成型。這就是《愛因斯坦全集》。這套將公布愛因斯坦約14000篇原始文件的全集共有25卷，現(xiàn)在已經(jīng)出版到第8卷。全套文集不僅包括了愛因斯坦所有科學(xué)文獻(xiàn)以供研究者追隨這位科學(xué)家的思想歷程，而且還公布了其大量的書信來往，展現(xiàn)了其真實的為人。在那里面，你可以深深地感受到愛因斯坦的智慧和魅力還有令人尊敬的勇氣和社會正義感。但另一方面，文集也說明了愛因斯坦遠(yuǎn)不是一個圣人，他也尖酸刻薄，也反叛，甚至可以說是有點(diǎn)放蕩。 當(dāng)你走進(jìn)美國自然博物館陰暗的展覽大廳，耳邊響起英國著名作曲家霍爾斯特在1918年創(chuàng)作的《ThePlanets（行星組曲）》時，那種極不和諧、有點(diǎn)刺耳的音調(diào)仿佛在提醒游客：愛因斯坦的內(nèi)心世界就是這樣矛盾、這么不和諧的。 一直以來，流傳著許多關(guān)于愛因斯坦具有超自然能力的各種傳說，他的姐姐說他的后腦勺又大又有棱角。 以前曾流傳過許多關(guān)于愛因斯坦具有超自然能力的各種傳說。（最為典型的一個故事，稱愛因斯坦小時候說出的第一句話竟然是抱怨牛奶太熱了，目瞪口呆的父母問他為什么以前一直不開口說話。誰料這個小天才回答：“因為，以前的一切都沒有什么問題呀！”） 根據(jù)愛因斯坦的的姐姐瑪亞在一部從未出版過的自傳中稱，愛因斯坦的智力發(fā)展很慢，而且到了很晚才開始會說話?，攣喺f：“當(dāng)愛因斯坦剛出生的時候，母親看見他那又巨大又有棱角的后腦勺時都快嚇壞了?！?“愛因斯坦的大腦的確異于常人，大腦海馬區(qū)左側(cè)的神經(jīng)細(xì)胞明顯比右側(cè)的大，并且分布很規(guī)則”（加州大學(xué)Zaidel博士） 美國加州大學(xué)的Zaidel博士稱，愛因斯坦的大腦與普通人相比，存在著“顯著的差異”。Zaidel研究了愛因斯坦的兩個大腦組織切片（生物實驗中經(jīng)常使用的研究方法），這兩個切片含有大腦海馬區(qū)的神經(jīng)細(xì)胞，它們負(fù)責(zé)處理語言與想象的工作。通過與10個普通人的大腦切片對比，Zaidel博士發(fā)現(xiàn)愛因斯坦大腦組織存在顯著的“優(yōu)勢”：愛因斯坦大腦海馬區(qū)左側(cè)的神經(jīng)細(xì)胞明顯比右側(cè)的大，并且分布很規(guī)則；而普通人該組織區(qū)的神經(jīng)細(xì)胞看上去很小，而且表現(xiàn)得“非常不規(guī)則”。 但是Zaidel指出，愛因斯坦大腦組織的特性“是天生的，還是后天發(fā)展的結(jié)果”，目前尚不能定論。 “我沒有任何特殊的才能。我擁有的只是極其強(qiáng)烈的好奇心。”“我的智力發(fā)展很遲緩，我一直到了完全長大以后，才開始對時空問題感到疑惑的?！保◥垡蛩固梗?那么，愛因斯坦究竟是一個怎樣的人，他如何“看到”別人“看不到”的東西？愛因斯坦把其成功歸結(jié)于他的起步慢。他有一次寫道：“一個正常的成年人從來不會停止思考關(guān)于時間和空間的問題。但是我的智力發(fā)展卻很遲緩，我一直到了完全長大以后，才開始對時空問題感到疑惑?！?在1915年，愛因斯坦曾對一名校友說過：“一個人不應(yīng)該追求那些容易得到的東西，所以我們還是繼續(xù)努力吧?！?哈佛大學(xué)的物理兼科學(xué)史專家格雷得·和頓是愛因斯坦1955年去世后第一個獲許翻看檔案的學(xué)者。如今76歲的和頓說當(dāng)年他翻看愛因斯坦的檔案時，被其獨(dú)一無二的光輝所完全折服?！皭垡蛩固沟乃伎挤绞酵耆幌窠炭茣纤f的那樣，先做實驗，然后得出理論，最后檢驗結(jié)論，他而是幾乎完全靠‘想’進(jìn)行創(chuàng)造，以其極度跳躍的思維來完成他的‘實驗’。愛因斯坦的智慧是超乎常人的?！?幼年、青年、老年時期的愛因斯坦 相對論改變了世界 愛因斯坦一生大約發(fā)表過300篇科學(xué)論文，但歸納其最重要的理論有： 相對論 1905年發(fā)表了狹義相對論。這個理論指出在宇宙中唯一不變的是光線在真空中的速度，其它任何事物——速度、長度、質(zhì)量和經(jīng)過的時間，都隨觀察者的參考系（特定觀察）而變化。 時空 愛因斯坦發(fā)表他的相對論之二百年前，英國物理學(xué)家艾薩克·牛頓（1643~1727）提出時間和空間都是絕對的，空間和時間是完全分開的。然而，在相對論數(shù)學(xué)中，時間和三維空間——長、寬和高，一起構(gòu)成一個四維空間框架，叫做時空關(guān)聯(lián)集。 質(zhì)量和能量 愛因斯坦從他的狹義相對論中推導(dǎo)出等式E＝MC2（這里E是能量，M是質(zhì)量，C是恒定的光速），他用這個等式解釋了質(zhì)量和能量是等價的。現(xiàn)在認(rèn)為，質(zhì)量和能量是同一種物質(zhì)的不同形式，稱為質(zhì)能。例如，如果一個物體的能量減少了一定量E，則它的質(zhì)量也減少等于MC2的量，然而，質(zhì)能不會消失，只不過以另一種形式被釋放，它叫輻射能量。 廣義相對論 1915年發(fā)表了廣義相對論，解釋了引力作用和加速度作用沒有差別的原因。他還解釋了引力是如何和時空彎曲聯(lián)系起來的，利用數(shù)學(xué)，愛因斯坦指出物體使周圍空間、時間彎曲，在物體具有很大的相對質(zhì)量（例如一顆恒星）時，這種彎曲可使從它旁邊經(jīng)過的任何其它事物，即使是光線，改變路徑。 蟲洞 理論上，蟲洞是一個黑洞，它的質(zhì)量非常大，把時空彎曲吸進(jìn)了它自身之中，它的口開向宇宙的另一個空間及時間，或者也許完全進(jìn)入另一個宇宙空間。也許能夠利用蟲洞建立一個時間旅行機(jī)器，但許多科學(xué)家們指出這個機(jī)器不可能重返到它自身被創(chuàng)建的時間之前。 他還是一個發(fā)明匠 我們常常把愛因斯坦想象成一個總在開小差的天才，他的魂兒常常被時空勾了去。但其實，愛因斯坦也是一個動手能力很強(qiáng)的發(fā)明家。他的父母開了一家電力廠，并常常鼓勵小愛因斯坦以后當(dāng)一個工程師。 他曾經(jīng)和別人一起合作發(fā)明了一套不需拆卸的冷凍系統(tǒng)，后來在一戰(zhàn)期間，又曾為德國空軍設(shè)計了一款機(jī)翼。 愛因斯坦曾在瑞士伯爾尼專利局當(dāng)過7年評估員。盡管他在工作的時候常常走神發(fā)白日夢（在用腦子做實驗），但愛因斯坦對自己的工作還是頗為勝任的，并在1906年獲得了一次升職的機(jī)會。此外，他在那時就擁有了好幾個屬于自己的專利，包括一個在20世紀(jì)20年代和別人合作發(fā)明的一套不需拆卸的冷凍系統(tǒng)。在一戰(zhàn)期間，愛因斯坦又為德國空軍設(shè)計了一款機(jī)翼，并進(jìn)行到了實驗階段?？上М?dāng)時那個負(fù)責(zé)測試的飛行員向上級抱怨說飛機(jī)裝上了愛因斯坦所設(shè)計的機(jī)翼后看上去就像是一只“懷孕的鴨子”，計劃最終流產(chǎn)。 他與FBI“秘密交鋒” 盡管愛因斯坦在私生活中很冷漠，但他在公眾場合中卻表現(xiàn)出很強(qiáng)的社交能力，他甚至是一個天生適合當(dāng)名人的人。愛因斯坦拍照時非常上鏡，而且擁有一副很有磁性的嗓音。在一部關(guān)于愛因斯坦的記錄片中有這么一個鏡頭：愛因斯坦被一群記者簇?fù)碇鴱娜輵?yīng)付。有一個記者問他：“愛因斯坦教授，請問您為自己成為一個美國人而感到高興嗎？”愛因斯坦諷刺他：“既然你站在這里這樣問我，那我的回答是‘當(dāng)然了，我感到非常榮幸’”。愛因斯坦在1930年12月11日的旅行日記中有一段話就更加直接地奚落記者。“一群記者在長島登上了我們的船，問了我一些極為愚蠢的問題，當(dāng)我用一些毫不值錢的濫調(diào)回答他們的時候，他們卻像如獲至寶般歡喜而歸?！?他在科學(xué)界與政界都樹下了不少敵人，他支持猶太人在中東建國，但又很早就警告說應(yīng)當(dāng)關(guān)注當(dāng)?shù)匕⒗说睦妗?盡管愛因斯坦在感情上極其喜惡分明，但最典型的體現(xiàn)在他參與的社會和政治事端。愛因斯坦曾經(jīng)不知疲倦地幫助那些納粹德國的難民逃到美國，他還致力于在耶路撒冷建立希伯來大學(xué)以作為猶太人科學(xué)家的避難所。愛因斯坦支持猶太人在巴勒斯坦重建猶太人的王國，但他同時早在1955年就警告說：“我們的建國政策中最關(guān)鍵的一環(huán)是要給予一直在中東地區(qū)生活的阿拉伯人們同樣平等的權(quán)利?！弊鳛橐粋€忠實的社會主義者，愛因斯坦對資本主義極不信任，他相信，建立“世界政府”是有效控制核武器發(fā)展的唯一途徑，并只有這樣才能從根本上避免戰(zhàn)爭的發(fā)生。 他是一個激進(jìn)主義者，在德國，他上了納粹黨的黑名單，逃到美國后，F(xiàn)BI花費(fèi)了22年的時間一直監(jiān)視他，不僅誣陷他是 ，還想方設(shè)法要把他驅(qū)逐出境 愛因斯坦是人權(quán)運(yùn)動最早期的倡導(dǎo)者之一，這是愛因斯坦作為一個激進(jìn)主義者最鮮為人知的一面。愛因斯坦不僅利用自己的聲望極力反對私刑拷問，他還參加了（美國）全國有色人種協(xié)進(jìn)會（NAACP）的工作。 因此，愛因斯坦這種對抗當(dāng)局的行為使他在科學(xué)界和政界中樹下了不少敵人。他的名字最早在1922年就被寫進(jìn)了納粹黨的黑名單，還有許多頗有聲望的德國物理學(xué)家也公開稱愛因斯坦的研究為“猶太人的物理學(xué)”。這種愚昧的攻擊甚至在愛因斯坦與1933年逃到美國普林斯頓大學(xué)后也沒有停止。 逃到美國后，其激進(jìn)行為同樣讓FBI感到非常不安，美國聯(lián)邦調(diào)查局前局長胡佛和愛因斯坦之間由此進(jìn)行了一場長達(dá)20多年的“秘密戰(zhàn)爭”。在胡佛的指示下，美國聯(lián)邦調(diào)查局一共搜集了1800多頁的有關(guān)愛因斯坦的檔案，而他們的目的就是要把愛因斯坦驅(qū)逐出美國。胡佛的結(jié)論是：愛因斯坦實際上是俄國派到柏林的一個 。不過這種荒謬的說法竟然奏效了，愛因斯坦最終被阻擋在曼哈頓原子彈計劃之外。這就是為什么愛因斯坦建議羅斯福研制核彈卻從未參與該工程的原因。 “婚姻是披著文明外衣的奴隸制” 毋庸諱言，愛因斯坦對待女性的看法，確實受到過德國哲學(xué)家叔本華思想的深刻影響。他從未把愛情看得是高于一切。他在離婚前就有過外遇，并且在第二次結(jié)婚后，也有過越軌行為。他認(rèn)為，從本質(zhì)上說，婚姻都是愚蠢的，自己也多次談到了他的不適合于家庭生活的個性。 “我曾經(jīng)有過兩次丟臉的婚姻”。愛因斯坦對愛情的激情是有節(jié)制的，他從未讓激情淹沒自己冷靜的理性。 愛因斯坦的私生活常為人所詬病。說的最多的是他的兩次“丟臉的婚姻”以及穿插其中的幾次婚外情。有作者甚至暗示他與終生未婚的女秘書杜卡斯之間存在不正當(dāng)?shù)年P(guān)系。 愛因斯坦與第一任妻子米勒瓦在大學(xué)相識，但受到了來自家庭的強(qiáng)烈反對。一直到了米勒瓦為愛因斯坦生下了一個女孩，取名麗莎爾，兩人才在1903年最終成了婚。不過，愛因斯坦卻從來沒有見過自己的私生女。而且麗莎爾在幼年時就夭折了。 愛因斯坦在信中對米勒瓦所流露出的“我怎么沒有早點(diǎn)遇到你，我的小寶貝！”的這種柔情非常的短暫，在愛因斯坦聲望益高，在兩個小兒子出世后，而米勒瓦也開始出現(xiàn)了精神分裂癥的癥狀時，夫妻間的恩愛很快就消失了，剩下的只有互相的嘲笑和欺騙。愛因斯坦在1913年寫給他的堂妹艾爾莎的信上說：“（米勒瓦）是一個很不友善，毫無幽默感的生物——只要她在，就會拼命破壞別人快樂的生活?！卑瑺柹菚r候已經(jīng)成為了愛因斯坦的情人，并后來于1919年成為他的第二任妻子。 “我不會希望自己嫁給他，但我們依然喜歡他，盡管他存在許多的缺點(diǎn)。”（卡拉普愛斯）狹義相對論是建立在四維時空觀上的一個理論，因此要弄清相對論的內(nèi)容，要先對相對論的時空觀有個大體了解。在數(shù)學(xué)上有各種多維空間，但目前為止，我們認(rèn)識的物理世界只是四維，即三維空間加一維時間?，F(xiàn)代微觀物理學(xué)提到的高維空間是另一層意思，只有數(shù)學(xué)意義，在此不做討論。 四維時空是構(gòu)成真實世界的最低維度，我們的世界恰好是四維，至于高維真實空間，至少現(xiàn)在我們還無法感知。我在一個帖子上說過一個例子，一把尺子在三維空間里（不含時間）轉(zhuǎn)動，其長度不變，但旋轉(zhuǎn)它時，它的各坐標(biāo)值均發(fā)生了變化，且坐標(biāo)之間是有聯(lián)系的。四維時空的意義就是時間是第四維坐標(biāo)，它與空間坐標(biāo)是有聯(lián)系的，也就是說時空是統(tǒng)一的，不可分割的整體，它們是一種”此消彼長”的關(guān)系。 四維時空不僅限于此，由質(zhì)能關(guān)系知，質(zhì)量和能量實際是一回事，質(zhì)量（或能量）并不是獨(dú)立的，而是與運(yùn)動狀態(tài)相關(guān)的，比如速度越大，質(zhì)量越大。在四維時空里，質(zhì)量（或能量）實際是四維動量的第四維分量，動量是描述物質(zhì)運(yùn)動的量，因此質(zhì)量與運(yùn)動狀態(tài)有關(guān)就是理所當(dāng)然的了。在四維時空里，動量和能量實現(xiàn)了統(tǒng)一，稱為能量動量四矢。另外在四維時空里還定義了四維速度，四維加速度，四維力，電磁場方程組的四維形式等。值得一提的是，電磁場方程組的四維形式更加完美，完全統(tǒng)一了電和磁，電場和磁場用一個統(tǒng)一的電磁場張量來描述。四維時空的物理定律比三維定律要完美的多，這說明我們的世界的確是四維的。可以說至少它比牛頓力學(xué)要完美的多。至少由它的完美性，我們不能對它妄加懷疑。 相對論中，時間與空間構(gòu)成了一個不可分割的整體——四維時空，能量與動量也構(gòu)成了一個不可分割的整體——四維動量。這說明自然界一些看似毫不相干的量之間可能存在深刻的聯(lián)系。在今后論及廣義相對論時我們還會看到，時空與能量動量四矢之間也存在著深刻的聯(lián)系。 3 狹義相對論基本原理 物質(zhì)在相互作用中作永恒的運(yùn)動，沒有不運(yùn)動的物質(zhì)，也沒有無物質(zhì)的運(yùn)動，由于物質(zhì)是在相互聯(lián)系，相互作用中運(yùn)動的，因此，必須在物質(zhì)的相互關(guān)系中描述運(yùn)動，而不可能孤立的描述運(yùn)動。也就是說，運(yùn)動必須有一個參考物，這個參考物就是參考系。 伽利略曾經(jīng)指出，運(yùn)動的船與靜止的船上的運(yùn)動不可區(qū)分，也就是說，當(dāng)你在封閉的船艙里，與外界完全隔絕，那么即使你擁有最發(fā)達(dá)的

阿爾伯特·愛因斯坦，1879年出生在德國。他一生科研成果卓著，其中最卓著的是他用實驗證實了原子的存在，創(chuàng)立了相對論，并發(fā)展了普朗克提出的量子假說。德國著名物理學(xué)家愛因斯坦，一生為現(xiàn)代物理學(xué)發(fā)展做出了卓絕貢獻(xiàn)。其最卓絕的成就是他突破牛頓經(jīng)典物理學(xué)的框架，創(chuàng)立了適用于微觀高速運(yùn)動領(lǐng)域的相對論。在愛因斯坦之前，人們自古以來都認(rèn)為，雖然物質(zhì)在時間和空間中存在，它們的運(yùn)動受時間和空間的制約，但時間和空間都是不受物質(zhì)的分布及其運(yùn)動影響的。由此，把時間、空間、物質(zhì)、運(yùn)動完全割裂孤立開來。天才的物理學(xué)家牛頓也相信這一看法，據(jù)之提出了絕對時間、絕對空間和絕對運(yùn)動觀念。愛因斯坦不同意牛頓的絕對時空觀和絕對運(yùn)動觀，從光速有限出發(fā)，提出宇宙間的時間同時性都是相對的，是相對于某一參照系來說的，如月球上事件發(fā)生的時間是相對于地球這個參照系來說的。在同時性是相對的基礎(chǔ)上，他否定了牛頓的絕對時間、絕對空間和絕對運(yùn)動概念。因為時間的同時性都是相對于某一參照系來說的，所以都是相對的；而運(yùn)動又是與時間緊密相連的，所以運(yùn)動也都是相對的，孤立地看地球，它的運(yùn)動是不存在的；空間和時間是緊密相連的，所以絕對空間也是不存在的。從而，愛因斯坦把看起來似乎是彼此無關(guān)的時間和空間聯(lián)系了起來，使它們成了相互密切聯(lián)系的對立統(tǒng)一體，于1905年創(chuàng)立了狹義相對論。1916年，愛因斯坦又經(jīng)過10年探索，進(jìn)一步完成了廣義相對論創(chuàng)立工作。廣義相對論是一種沒有引力的新引力理論，是適用于所有參照系的物理定律。它與狹義相對論不同，狹義相對論僅僅適用于不存在引力的物理過程。研究的是直線、勻速相對運(yùn)動的參照系；而廣義相對論研究的是作任何運(yùn)動的參照系，既適應(yīng)直線、勻速運(yùn)動的參照系，又適應(yīng)加速運(yùn)動和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的參照系，因而它是相對論大廈的第二層樓房。廣義相對論進(jìn)一步表明，時間和空間并不是孤立的，物質(zhì)的分布和運(yùn)動也反過來決定時間和空間的結(jié)構(gòu)。它們之間也相互影響，是對立統(tǒng)一體。愛因斯坦的相對論，是近代科學(xué)技術(shù)在幻世紀(jì)取得的最重大成果，它導(dǎo)致了古老物理學(xué)的徹底革命，完成了物理學(xué)第三次理論大綜合，進(jìn)一步奠定了現(xiàn)代物理學(xué)發(fā)展的基石。

愛因斯坦為核能開發(fā)奠定了理論基礎(chǔ)，在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和他的深刻影響下與廣泛應(yīng)用等方面開創(chuàng)了現(xiàn)代科學(xué)新紀(jì)元，被公認(rèn)為是繼伽利略、牛頓以來最偉大的物理學(xué)家。1999年12月26日，愛因斯坦被美國《時代周刊》評選為“世紀(jì)偉人”。阿爾伯特·愛因斯坦（1879.3.14-1955.4.18）猶太裔物理學(xué)家。他于1879年出生于德國烏爾姆市的一個猶太人家庭（父母均為猶太人)，1900年畢業(yè)于蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院，入瑞士國籍。1905年，獲蘇黎世大學(xué)哲學(xué)博士學(xué)位，愛因斯坦提出光子假設(shè)，成功解釋了光電效應(yīng)，因此獲得1921年諾貝爾物理獎，同年，創(chuàng)立狹義相對論。1915年創(chuàng)立廣義相對論。