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第12章（第1页）

相对论

阿尔伯特•爱因斯坦的相对论在20世纪的物理学和天文学领域掀起了巨大的革命。

它向科学引进了&ldo;相对论&rdo;的概念‐‐这个概念说的是在宇宙中，没有什么事物是处于绝对的运动状态的，只有相对的运动状态‐‐取代了艾萨克•牛顿两百年来的机械理论。

爱因斯坦说明了我们并不是居住在一个平坦的，欧几里得空间和统一绝对的时间里，而是居住在另外一个时空弯曲的环境中。

这个理论预先在物理学中占据了重要地位，它带着潜在的利弊，宣告了原子时代的到来。

这使得人们能够理解基础粒子和它们相互作用的微波世界。

它也改变了人们对宇宙的看法，比如对大爆炸、中子星、黑洞、重力波这些奇异的天文现象的预测。

相对论是一个单一的，包含了所有时空、重力和机械学的理论。

然而它通常被看做是两个独立的理论部分‐‐狭义相对论和广义相对论。

这样分类的一个原因是爱因斯坦在1905年提出了狭义相对论，而广义相对论直到1916年才在最终版中被提出来。

另一个原因是，这个理论的两个部分适用于不同的领域：狭义相对论适用于微观物理须领域，而广义相对论适用于天体物理学和宇宙学领域。

第三个原因是，物理学家到了20世纪20年代才能接受和理解狭义相对论的概念。

狭义相对论很快成为了那个时候迅速发展的原子物理学以及量子力学领域中的理论家和实验家的一个工作道具。

然而，广泛的接受并不是广义相对论出现的原因。

这个理论似乎并没有和狭义理论有直接的联系。

大部分的应用还是用于天文学的标度上。

广义相对论很明显地受制于添加了极小修正后的牛顿万有引力理论。

此外，其数学理论被认为是极其难以理解的。

英国的天文学家爱丁顿爵士（sirarthureddgton）是第一个能全面理解这个理论的人，曾经有人问及，是否在这个世界上只有三个人能理解广义相对论。

据说他的回答是：&ldo;谁是那第三个人?&rdo;

这种情形持续了大约四十年。

广义相对论不仅对物理学家，而且对于纯粹的数学家和哲学家而言都是一门可敬的学科。

然而，大概在1960年，人们对广义相对论的兴趣再次复苏，使其成为物理学和天文学里的一个重要分支。

这次复苏有其根源。

首先，在大约1960年初，新的数学工具在广义相对论上的运用，使得计算大大得到了简化，这让物理上的重要概念能同数学上的复杂性分别开来;第二，广义相对论在发现外来天象上起着重要作用，其中包括类星体（1963），3开氏度微波背景辐射（1965），脉冲星（1967）和发现黑洞的可能（1971）。

此外，在20世纪60和70年代，随着科技的进步，新的高精密工具在实验中得到运用，能测试出广义相对论是否是正确的重力理论。