本周阅读了《七堂极简物理课》这一本书,本书其实讲述的内容看起来都是平常人们除了在做学术报告时才会谈起的概念和大众普遍认为的高深物理现象,但是经过他的解释,整个就不觉得枯燥了,更加是引人深思。
第一课讲述了最美的理论——爱因斯坦的相对论。1905年的时候,爱因斯坦在科学期刊《物理学年鉴》中投稿了三篇文。其中有一篇就提出了他的第一个相对论——“狭义相对论”。这个理论证明了对于每个人来说,时间的流逝速度可是不一样——如果一对双胞胎的一个人已高速运动,那么两个人的年龄将不再相同。
虽然说这个理论获得了很多的赞美,但是实际上这个理论和人们对于引力,也就是自由落体的认知是有矛盾的。爱因斯坦如果还是保持这样的结论的话,等于说是公然反驳了物理学之父牛顿的“万有引力”学说。
于是,在1915年11月,他发表了一篇论文,这是他的杰作,被誉为是“最美的理论”。事实上,牛顿试图解释物体下落和行星运转的原因。他假设在万物之间存在一种互相吸引的“力量”,他称之为“引力”。他认为空间是一个巨大的空容器,一个能装下宇宙的大盒子,也是一个硕大无朋的框架,所有的物体都在其中作直线运动,知道有一个力是他们的轨道发生弯曲。至于这个可以容纳世界的容器究竟是什么做成的,牛顿也没有给出答案。
爱因斯坦出生前的几年,法拉第和麦克斯韦提出了电磁场。爱因斯坦也从小对此着迷。很快他就想到,就像电力一样,引力一定也是有一种场来传播的,一定存在一种类似于电场的引力场。这时,他想到了一个百分百天才的想法:引力场本身就是空间,而物体下落其实也是由于空间弯曲引起的。实际上,由于这个弯曲,不禁行星要在轨道上绕着恒星转,就连光液发生了偏折。有趣的是,在地球上,离地球越远,时间过得越快,也就是说老得快。
而空间再有物质的地方发生弯曲,时间也会发生弯曲,就很好的解释了广义相对论。
这个理论也能很好的解释黑洞的形成。当一个大恒星燃烧完自己所有的燃料(氢)的时候,他就会熄灭,残留的部分因为没有燃烧产生的热量支撑,会因为自身的重量而坍塌,导致空间强烈弯曲,最终形成黑洞。并且也能够推论出现代科学的很多研究内容,比如说宇宙实在不断膨胀的,原始爆炸的余热里弥漫的光就是所谓的宇宙背景辐射。
很明显的,物理学是由自己的奇特的美丽的,给我感触最深的还是当一开始狭义相对论的出现颠覆了人们对于引力的认知,更为爱因斯坦能够坚持10年来完善自己的理论而感动——要知道,在1905年他向《物理学年鉴》投寄的三篇文章中的任何一篇都足以让他获得诺贝尔奖。
物理学的进步中间一直不断有过讨论,甚至颠覆以往的“圣贤”所说的话,但是正是一个又一个敢于质疑的物理学家的精神来不断的提出完善和进步,才能够让人类文明进步的如此之快,物理学是美妙的,是充满魅力的,进步中的中国更是需要这样的人才我们新一代的青少年身上更是背负沉重的使命,加油啊!
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