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广义相对论 2008-09-29 11:18:26

 

这个世界上注定只有极少数的人能够理解爱因斯坦的相对论。

如果你通过前面的阅读,对狭义相对论已经有所了解,并且能够接受这个理论的话,接下来Aaron再给你简单介绍一下更加不可思议的广义相对论。

如果此刻你已经头大得像一个冬瓜,完全不知道Aaron在讲些什么东西,你也可以跳过本节直接阅读后面那些能够读懂的章节。

 

在讲解广义相对论之前,我们首先必须假定一件事情:狭义相对论是正确的。也就是说,广义相对论是基于狭义相对论的。如果狭义相对被证明是错误的,整个相对论理论的大厦都将垮塌。

不要以为凡是科学理论必定就是正确的,事实上,科学本身也是在不断地认识中完善和发展。爱因斯坦的相对论在某种程度上可以说只是一种推论,其中的某些论点得到了科学的证实,但依然不能证明相对论是惟一和绝对正确的科学理论。

为了理解广义相对论,我们首先必须明确质量在经典力学中的定义。

质量在日常生活中通常被认为是物体重量。这是因为物体之间存在万有引力的缘故。地球上的物体之所以有重量,正是由于地球引力的作用。所以,如果我们要知道一个物体的质量,只要去称它的重量就可以算出它的质量。用这种方法测量出来的物体的质量被称作引力质量。

现在,我们做一个实验。试着在一个平面上推一辆汽车,让它加速运动。你一定会感觉到汽车给你一个反作用力,它强烈地反抗着你要给它的加速度。这是因为汽车有一个非常大的质量。经验告诉我们,移动轻的物体要比移动重的物体来的轻松。由此,质量也可以用另一种方式来定义:反抗加速度。这种由反抗加速度计算得出的质量被称作惯性质量。

因此我们得出结论:我们可以用两种方法度量质量。要么我们直接称它的重量,要么我们使用牛顿定律测量它对加速度的抵抗。

人们做了许多实验来测量同一物体的惯性质量和引力质量。所有的实验结果都得出同一结论:惯性质量等于引力质量。

 

牛顿虽然意识到这种质量的等同性是由某种他的理论不能够解释的原因引起的,但他最终认为这一结果只是一种简单的巧合。与此相反,爱因斯坦发现这种等同性中存在着一条取代牛顿理论的通道,这就是广义相对论。
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