广义相对论——纯粹理性思维的巅峰之作

作者: 曹则贤

来源: 中国物理学会期刊网

发布日期: 2015-10-13

本文讲述了爱因斯坦创立广义相对论的过程及其对物理学和数学发展的深远影响,赞扬了爱因斯坦的纯粹理性思维和创造力,以及他对物理学领域的巨大贡献。

1915年11月25日,36岁的爱因斯坦在普鲁士科学院报告了“基于广义相对论对水星近日点运动的解释”,接着在1916年第7期的物理年鉴上正式发表了“广义相对论基础”一文,对广义相对论作了系统的阐述,并特别地在B部分把发展广义相对论所采用的数学工具以最简单明了的方式作了介绍,以免物理学家为了理解广义相对论还要费心去学习那些数学。这标志着广义相对论的诞生。

广义相对论是爱因斯坦历经七年切磋琢磨而成的纯粹理性思维之巅峰之作,其采用的数学工具抽象艰涩,其得出的物理结论出人意料,而贯穿其中的创造者的敏锐直觉更让人自叹弗如。

爱因斯坦是20世纪最伟大的科学家,和牛顿一样是所有时代最伟大的科学家。

在所谓的20世纪物理学两大支柱之中,爱因斯坦独立成就了一个(相对论,包括狭义相对论和广义相对论),并影响和塑造了另一个(量子力学),这个行止笨拙的教授简直就是“纯粹智慧的化身”。人们对爱因斯坦的赞誉从来都不吝文辞,美国《时代周刊》称赞他为天才中的天才,只是通过冥想就能发现宇宙并不是如我们所见的那样。

或许杨振宁先生的评价最为专业、中肯:“(爱因斯坦是)一个特立独行的思想者,无畏、独立、富有创造性,而且执着。”

时光荏苒,转眼间广义相对论已面世百年。广义相对论和它的创造者一直在影响物理学甚至数学的发展。无疑地,对广义相对论创立百年最好的纪念是学习它从而能从专业的角度去欣赏它;倘若是能掌握它并用之于研究,对于一个物理学习者来说,那该是怎样的赏心快事。

本文讲述一个不专业的物理学习者对广义相对论及其创造者的礼赞,内容涉及相对论发展的所有阶段以及爱因斯坦以外的很多伟大学者。不把爱因斯坦置于一堆天才及其伟大创造的背景之上就无法显出爱因斯坦是天才中的天才,重要的是广义相对论也会看似无源之水。沿着朴素的相对论、伽利略的相对论经狭义相对论抵达广义相对论,一路上的智力风景会让人惊讶不已。

爱因斯坦工作的特征包括深度、眼界、想象力、执着与独立性,如要深刻理解和学习爱因斯坦的这些伟大品质,阅读其著作也许才是正确的途径。

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