历史

哲学 第三章(7)(2/2)

19世纪末,电磁学得到了蓬勃发展,经过麦克斯韦、赫兹等人的努力,形成了成熟的电磁现象的动力学理论——电动力学,但是电动力学与牛顿力学所遵从的相对性原理不一致。

    爱因斯坦的广义相对论就是在这种背景下产生的。

    形成过程

    1905年,爱因斯坦发表了关于狭义相对论的论文——《论动体的电动力学》,但论文没有立即引起很大的反响。但是德国物理学的权威人士普朗克认为爱因斯坦的工作可以与哥白尼相媲美,正是由于普朗克的推动,相对论很快成为人们研究和讨论的课题,爱因斯坦也受到了学术界的注意。

    1907年,爱因斯坦发表了一篇探讨光线在狭义相对论中,重力和加速度对其影响的论文,广义相对论的雏形就此形成。1912年,爱因斯坦发表了另外一篇论文,探讨如何将重力场用几何的语言来描述。广义相对论的运动学出现了。1915年,场方程式发表,整个广义相对论的动力学才终于完成。

    1915年后,广义相对论的发展多集中在解开场方程式上。但因为场方程式是一个非线性偏微分方程,很难得出解来,所以在电脑开始应用在科学上之前,也只有少数的解被解出来。

    主要观点

    爱因斯坦的广义相对论提出了“等效原理”,即引力和惯性力是等效的。

    根据等效原理,爱因斯坦把狭义相对性原理推广为广义相对性原理:物体的运动方程即该参考系中的测地线方程。测地线方程与物体自身故有性质无关,只取决于时空局域几何性质。而引力正是时空局域几何性质的表现。物质质量的存在会造成时空的弯曲,在弯曲的时空中,物体仍然顺着最短距离进行运动。正如在弯曲的地球表面上,如果以直线运动,实际是绕着地球表面的大圆走。