愛因斯坦的相對論對人類有哪些影響?
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相對論(Relativity)的基本假設是相對性原理,即物理定律與參照系的選擇無關。狹義相對論(Special Relativity)和廣義相對論(General Relativity)的區別是,前者討論的是勻速直線運動的參照系(慣性參照系)之間的物理定律,後者則推廣到具有加速度的參照系中(非慣性系),並在等效原理的假設下,廣泛應用於引力場中。相對論和量子力學是現代物理學的兩大基本支柱。經典物理學基礎的經典力學,不適用於高速運動的物體和微觀領域。相對論解決了高速運動問題;量子力學解決了微觀亞原子條件下的問題。相對論顛覆了人類對宇宙和自然的「常識性」觀念,提出了「時間和空間的相對性」、「四維時空」、「彎曲空間」等全新的概念。狹義相對論提出於1905年,廣義相對論提出於1915年(愛因斯坦在1915年末完成廣義相對論的創建工作,在1916年初正式發表相關論文)。由於牛頓定律給狹義相對論提出了困難,即任何空間位置的任何物體都要受到力的作用。
因此,在整個宇宙中不存在慣性觀測者。愛因斯坦為了解決這一問題又提出了廣義相對論。狹義相對論最著名的推論是質能公式,它說明了質量隨能量的增加而增加。它也可以用來解釋核反應所釋放的巨大能量,但它不是導致原子彈的誕生的原因。而廣義相對論所預言的引力透鏡和黑洞,與有些天文觀測到的現象符合。根據質能方程,人們很容易推出 「 光速是宇宙中最快速度 」。因為,當物體達到光速時,其質量將變得無窮大,與事實不相符。然而,還有人提出,存在著兩種宇宙,即 「快宇宙 」 和 「 慢宇宙 」。所有基本粒子在快宇宙中比光速快,即快子,因此,他們所組成的物質也比光速快,反之亦然。此外,有天文學家驚人觀測到超光速現象,包括星系相離的速度、類星體膨脹的速度等等。 但是,至今沒有一種說法令人信服,也沒有一種說法推翻相對論。
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