一本所有人都能輕鬆閱讀的相對論科普作品
一窺愛因斯坦與20世紀物理學界的精采大戲
◎當牛頓不再可靠:相對論與量子力學
19世紀末,牛頓力學和馬克士威電磁理論成果斐然。不過,科學畢竟是無止境的,晴朗的古典物理天空中慢慢地積累了兩片烏雲。而愛因斯坦生得「逢時」,他抓住了這兩片烏雲。他稍稍撥弄了一下第一片烏雲,一篇光電效應的文章,引出了量子的概念。後來,在許許多多物理學家的共同努力下,創立了量子理論。而第二片小烏雲,則引發了愛因斯坦的相對論革命。
量子論和相對論,分別適合描述遠離人們日常生活經驗的微觀世界和宏觀世界。兩個新理論的誕生需要人們轉變觀念,因為這兩個理論導致了許多與人們生活經驗不符的奇怪現象,諸如量子力學中的「薛丁格的貓」、本書中將要介紹的「孿生子悖論」等。
有位詩人為牛頓寫下幾句令人感動的墓誌銘:
「上帝說,讓牛頓降生吧。於是世界一片光明。(God said, Let Newton be! and all was light.)」
另一位詩人則在後面加上了兩句玩笑話:
「魔鬼撒旦說,讓愛因斯坦出世吧。於是,大地又重新籠罩在黑暗之中(But Satan brought Einstein to the fore. Now all is dark, just as before.)。」
◎愛因斯坦的鎖:廣義相對論的數學功臣黎曼幾何
愛因斯坦曾經在一次演講中談到數學和物理的關係時作了一個比喻。大意是說,如果沒有幾何只有物理,就好像文學中沒有語言只有思想一樣。的確如此,愛因斯坦對時間、空間非同尋常的見解,對重力、加速度等效而使得時空彎曲的幾何思想,令他感到無比快樂而著迷。因此,他當時感到急需找到一種合適的語言來描述他的物理概念,說出他深奧的思想!這是一種什麼樣的語言呢？在建立廣義相對論的過程中,愛因斯坦迷惘而困惑了好幾年,直到1912年的一天,他突然想到,解開祕密的鑰匙似乎就是高斯的曲面論。於是,他立刻請教好友格羅斯曼。完全出於他的意料之外,格羅斯曼告訴他,比高斯的曲面論更進了一步,半個世紀之前的黎曼,已經幫他的重力理論想出了一個完美的數學結構:黎曼幾何。
數學,特別是黎曼
一窺愛因斯坦與20世紀物理學界的精采大戲
◎當牛頓不再可靠:相對論與量子力學
19世紀末,牛頓力學和馬克士威電磁理論成果斐然。不過,科學畢竟是無止境的,晴朗的古典物理天空中慢慢地積累了兩片烏雲。而愛因斯坦生得「逢時」,他抓住了這兩片烏雲。他稍稍撥弄了一下第一片烏雲,一篇光電效應的文章,引出了量子的概念。後來,在許許多多物理學家的共同努力下,創立了量子理論。而第二片小烏雲,則引發了愛因斯坦的相對論革命。
量子論和相對論,分別適合描述遠離人們日常生活經驗的微觀世界和宏觀世界。兩個新理論的誕生需要人們轉變觀念,因為這兩個理論導致了許多與人們生活經驗不符的奇怪現象,諸如量子力學中的「薛丁格的貓」、本書中將要介紹的「孿生子悖論」等。
有位詩人為牛頓寫下幾句令人感動的墓誌銘:
「上帝說,讓牛頓降生吧。於是世界一片光明。(God said, Let Newton be! and all was light.)」
另一位詩人則在後面加上了兩句玩笑話:
「魔鬼撒旦說,讓愛因斯坦出世吧。於是,大地又重新籠罩在黑暗之中(But Satan brought Einstein to the fore. Now all is dark, just as before.)。」
◎愛因斯坦的鎖:廣義相對論的數學功臣黎曼幾何
愛因斯坦曾經在一次演講中談到數學和物理的關係時作了一個比喻。大意是說,如果沒有幾何只有物理,就好像文學中沒有語言只有思想一樣。的確如此,愛因斯坦對時間、空間非同尋常的見解,對重力、加速度等效而使得時空彎曲的幾何思想,令他感到無比快樂而著迷。因此,他當時感到急需找到一種合適的語言來描述他的物理概念,說出他深奧的思想!這是一種什麼樣的語言呢？在建立廣義相對論的過程中,愛因斯坦迷惘而困惑了好幾年,直到1912年的一天,他突然想到,解開祕密的鑰匙似乎就是高斯的曲面論。於是,他立刻請教好友格羅斯曼。完全出於他的意料之外,格羅斯曼告訴他,比高斯的曲面論更進了一步,半個世紀之前的黎曼,已經幫他的重力理論想出了一個完美的數學結構:黎曼幾何。
數學,特別是黎曼
