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引力和相对论

时间:2022-02-12 理论教育 版权反馈
【摘要】:另一个值得讨论的题目是爱因斯坦对牛顿引力定律的修正。爱因斯坦把相对论引进来,对它进行了修正。这条新定律的一个容易理解的特征是:在爱因斯坦的相对论中,任何具有能量的东西也具有质量——这里质量的意义是,它能受到引力的吸引。最后,让我们对引力和别的物理理论做一些比较。

另一个值得讨论的题目是爱因斯坦对牛顿引力定律的修正。尽管牛顿引力定律带来了这么大的激动人心的成就,但是它并不正确!爱因斯坦把相对论引进来,对它进行了修正。按照牛顿的看法,引力效应是瞬时的,这就是说,如果我们移动一个质量,我们将立即感觉到一个新的力,因为这个质量已在新的位置上了;用这种手段,我们可以用无穷大的速率发送信号。爱因斯坦提出了种种论据,表明我们不能以快于光速的速率发送信号,因此引力定律一定是错了。在将延迟考虑进来而对牛顿引力定律进行修正之后,我们得到一条新定律,叫做爱因斯坦引力定律。这条新定律的一个容易理解的特征是:在爱因斯坦的相对论中,任何具有能量的东西也具有质量——这里质量的意义是,它能受到引力的吸引。即使是光,因为它有能量,它也有一个“质量”。当一束含有能量的光经过太阳附近时,它会受到太阳的吸引,于是光不走直线,而是被偏转。例如,在日蚀时,太阳周围的星星看起来好像是从如果太阳不在那里时它本应在的位置移开了,这个现象已经被观察到了。

最后,让我们对引力和别的物理理论做一些比较。近年来我们已经发现,所有的物质都是由微小粒子组成的,并且自然界中存在几种相互作用,诸如核力等。这些核力或电力中,还未曾发现有哪一个可以用来解释引力。自然界的量子力学一面,还没有被搬到引力上来。当尺度小到我们需要考虑量子效应时,引力效应却是如此之弱,还不需要发展引力的量子理论。另一方面,为了我们的各个物理理论的内在的一致性,重要的是看一看牛顿引力定律在修正为爱因斯坦的定律后,能否进一步修正到与量子力学的不确定原理相容。这个修正现在尚未完成。


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