愛(ài)因斯坦,這四個(gè)字早已脫離了人名的存在,更是天才大腦的標(biāo)志和象征。我們經(jīng)常會(huì)聽(tīng)到有人這樣說(shuō):某某是某個(gè)領(lǐng)域的愛(ài)因斯坦。可見(jiàn)愛(ài)因斯坦有多么地偉大!
愛(ài)因斯坦的偉大在于他創(chuàng)建的相對(duì)論,包括狹義相對(duì)論和廣義相對(duì)論。
對(duì)比之下,廣義相對(duì)論顯得更偉大,更具有顛覆性,廣義相對(duì)論讓愛(ài)因斯坦那顛覆性思維大腦體現(xiàn)得淋漓盡致,而狹義相對(duì)論更像是水到渠成。
如果沒(méi)有愛(ài)因斯坦,洛倫茲龐加萊等人也會(huì)很快提出狹義相對(duì)論,尤其是洛倫茲距離狹義相對(duì)論僅有一步之遙,就差捅破“一層窗戶紙”了,。
但是如果沒(méi)有愛(ài)因斯坦,短時(shí)間內(nèi)物理學(xué)家?guī)缀醪豢赡芴岢鰪V義相對(duì)論。雖然廣義相對(duì)論是建立在狹義相對(duì)論基礎(chǔ)上提出來(lái)的,但廣義相對(duì)論是狹義相對(duì)論的一次升華,更是思維方式的升華。
在我們的固有思維里,時(shí)間和空間是兩個(gè)完全不相干的東西,時(shí)間和空間是孤立存在的。但是愛(ài)因斯坦告訴我們:時(shí)間和空間是有機(jī)的整體,兩者不可分割,任何把時(shí)間和空間分開(kāi)討論的行為都沒(méi)有意義。
這就是所謂的“時(shí)空”,我們都生活在四維時(shí)空里。
在“廣義相對(duì)性原理”和“等效原理”(慣性質(zhì)量與引力質(zhì)量等效)兩大前提的基礎(chǔ)上,愛(ài)因斯坦提出了著名的“廣義相對(duì)論”。
廣義相對(duì)論的核心是“時(shí)空彎曲”,任何有質(zhì)量的物體都會(huì)對(duì)周圍時(shí)空造成彎曲。同時(shí),任何物體都沿著時(shí)空里的最短路線運(yùn)動(dòng),注意這里說(shuō)的是“時(shí)空的最短路線”,而不是“空間”的最短路線。
廣義相對(duì)論提出的“時(shí)空彎曲”詮釋了引力的本質(zhì),強(qiáng)調(diào)引力其實(shí)是不存在的,引力只是時(shí)空彎曲的表象而已。
由于時(shí)空具有彈性,就像彈簧床那樣。試想一下,一個(gè)重物放在彈簧床上,形成凹陷。在凹陷的地方放一個(gè)小球,小球就會(huì)沿著凹陷運(yùn)動(dòng),圍繞著凹陷的中心運(yùn)動(dòng)。
廣義相對(duì)論強(qiáng)調(diào)的時(shí)空彎曲確實(shí)存在,科學(xué)家們?cè)缇陀^察到光線從太陽(yáng)附近飛過(guò)時(shí),光線就會(huì)發(fā)生彎曲。
時(shí)空的彎曲意味著“時(shí)間和空間”都會(huì)發(fā)生彎曲。時(shí)間是如何彎曲的呢?
舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子,高樓的頂層的鐘表就比一層的鐘表走得快一些(當(dāng)然快得非常有限),因?yàn)闃琼數(shù)臅r(shí)空彎曲得稍微少一些,所以鐘表就會(huì)走得快。
不過(guò),網(wǎng)絡(luò)上所謂的“時(shí)空彎曲”示意圖大多數(shù)都是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)模瑫r(shí)空彎曲并不是“朝下彎曲”(宇宙中也沒(méi)有上下之分),而是朝物體的質(zhì)心彎曲,具體如下:
網(wǎng)絡(luò)上的時(shí)空彎曲示意圖,只是一種通俗的描述方式,更方便大家理解。通俗的東西一般都缺乏嚴(yán)謹(jǐn)性。
同時(shí),物體的運(yùn)動(dòng)也會(huì)拉拽時(shí)空結(jié)構(gòu)。總之,物體與時(shí)空的關(guān)系可以用一句話總結(jié):時(shí)空告訴物體如何運(yùn)動(dòng),物體告訴時(shí)空如何彎曲。