我們的故事從愛因斯坦畢業(yè)之后談起爽冕。像許多應(yīng)屆畢業(yè)生一樣,愛因斯坦也面臨求職難的問題披蕉。還好愛因斯坦走了關(guān)系颈畸,一個朋友介紹他到瑞士專利局工作。愛因斯坦很快接受了這個工作没讲,并從基層做起了專利局的小職員眯娱,每天面對成百上千的專利申請。工作性質(zhì)也決定了愛因斯坦有更多的時間來思考自己喜愛的宇宙問題爬凑。
1905年徙缴,愛因斯坦依舊是個小職員,但是他在這一年里卻先后發(fā)表了劃時代的五篇論文嘁信。其中一篇論文回答了人類長期以來迷惑的問題——“光是什么于样?”,愛因斯坦在這篇論文里論述的就是我們常說的光電效應(yīng)潘靖,論文首次提出了光量子概念穿剖,也就是光子。另一篇是關(guān)于原子的論述卦溢。還有一篇就是我們最熟知的質(zhì)能方程糊余,其方程E=mc2,這個簡單而干練的方程卻揭示出了宇宙最驚人的一個秘密既绕,一個質(zhì)量很小的物體也可以包含著巨大的能量啄刹,這也為原子彈的研制提供了理論依據(jù)。但這些都不是最重要的凄贩,在這些論文中誓军,也誕生了狹義相對論。所以這一年也被后人稱之為“愛因斯坦奇跡年”疲扎。
愛因斯坦小時候這樣思考過昵时,當(dāng)他看著倫敦的大本鐘運(yùn)動時捷雕,表針會變化嗎?當(dāng)他以光速遠(yuǎn)離大本鐘時壹甥,光線是不是就追不上他了救巷,那么這時候再回頭看表鐘的指針,是不是就停留在某一時刻了句柠?這也激發(fā)了愛因斯坦對時間本質(zhì)的思考浦译。1905年,愛因斯坦終于發(fā)表了狹義相對論溯职,其指出時間和空間是密切相關(guān)的精盅,物體的運(yùn)動速度越快,其時間就變得越慢谜酒。這就是愛因斯坦的時空觀叹俏,但當(dāng)愛因斯坦把自己的論文投稿給各個科學(xué)期刊時,卻受到了科學(xué)家們的冷漠僻族。沒有人說他錯粘驰,也沒有敢承認(rèn)他是對的。愛因斯坦當(dāng)時還不屬于科學(xué)家群體述么,在科學(xué)家人士看來這不過是一個局外人的自我猜想蝌数,其結(jié)果卻想顛覆幾百年來牛頓的絕對地位,這簡直太瘋狂了碉输!
很幸運(yùn)籽前,幾個月后,這篇論述狹義相對論思想的論文落入到普朗克的手里敷钾,并受到了極高的肯定,普朗克認(rèn)為這個無名小卒不簡單啊肄梨,以后肯定大有作為阻荒!普朗克是量子力學(xué)早期創(chuàng)始人,其在德國有著極高的聲譽(yù)众羡,在普朗克的影響下侨赡。愛因斯坦的論文很快受到了重視!
但是當(dāng)時的科學(xué)界也沒有幾個人能看懂狹義相對論粱侣,大部分科學(xué)家對其正確性保持著觀望態(tài)度羊壹!兩年后,愛因斯坦檢查自己的狹義相對論時齐婴,發(fā)現(xiàn)了致命的缺陷油猫,那就是狹義相對論只適用勻速運(yùn)動的世界。而真實(shí)的世界全都是加速的柠偶,比如人走路情妖,從靜止抬腳走起來的過程是加速的睬关,物體由靜止到運(yùn)動必然蘊(yùn)藏著加速過程,世界上可能就不存在勻速運(yùn)動毡证,勻速運(yùn)動只是理想模型而已电爹。而一切加速運(yùn)動必然伴隨著力的作用,比如人能站在地球上是受到地心引力的作用料睛。愛因斯坦此時很糾結(jié)丐箩,他在自問該怎么辦?狹義相對論不適應(yīng)加速運(yùn)動的世界恤煞,也不能解釋引力的本質(zhì)雏蛮!
愛因斯坦想啊想,于是又開動了他那無與倫比的大腦阱州。他假設(shè)了一個思想實(shí)驗(yàn):如果一個人跳樓了挑秉,他會加速下落,然后摔死苔货,很明顯這是地球重力的作用犀概。但倘若這個人在跳樓的時候被裝到了一個鐵盒子里,看不到外面夜惭,就相當(dāng)乘坐電梯時姻灶,剪斷了上面的繩索,人在電梯里面下落還能感受到重力嗎诈茧?這時候就好像重力被關(guān)閉了产喉,愛因斯坦恍然大悟:我的天呀,其實(shí)重力并不存在敢会,存在的只是空間彎曲了曾沈,跳樓者受到重力向下落只是彎曲的空間壓著他向下運(yùn)動,他只能朝著地球彎曲的空間運(yùn)動鸥昏,越接近地面的空間塞俱,其彎曲程度越大!
這時候吏垮,愛因斯坦已經(jīng)完全顛覆了自己的偶像——牛頓障涯。狹義相對論先否定了牛頓的絕對時空觀,廣義相對論又解釋了萬有引力的本質(zhì)膳汪。而牛頓當(dāng)年并沒有解釋自然界為什么會存在萬有引力唯蝶。在牛頓眼里,這是上帝創(chuàng)造的遗嗽,你不應(yīng)該質(zhì)疑粘我。而愛因斯坦卻說:并不是這樣的,引力其實(shí)并不存在媳谁,只是有質(zhì)量的物體彎曲了周圍的空間涂滴。太陽彎曲了周圍的空間友酱,地球只能在空間里運(yùn)動,而空間本身就是彎曲的柔纵,那么地球就顯得圍繞太陽旋轉(zhuǎn)缔杉!
下篇文章接著講驗(yàn)證廣義相對論的戲劇歷程!