阿爾伯特·愛因斯坦（Albert Einstein，1879~1955)

阿爾伯特·愛因斯坦是20世紀(jì)最偉大的科學(xué)家和有史以來最卓越的知識(shí)分子。他最為知名的成就是他的相對(duì)論，其實(shí)包括了兩個(gè)理論：1905年形成的狹義相對(duì)論和1915年形成的廣義相對(duì)論。這兩個(gè)理論可能應(yīng)當(dāng)被稱為愛因斯坦的“萬有引力定律”。這兩個(gè)理論相當(dāng)復(fù)雜，這里并不試圖解釋它們，只對(duì)狹義相對(duì)論做少許評(píng)論。

有一句熟悉的格言說：“任何事都是相對(duì)的。”但愛因斯坦的理論可不是這一哲學(xué)式陳詞濫調(diào)的重復(fù)，它是一種精確的用數(shù)學(xué)表述的方法。在這一方法中，科學(xué)的度量是相對(duì)的。顯而易見，對(duì)于時(shí)間和空間的主觀感受依賴于觀測(cè)者本身。但是在愛因斯坦以前，多數(shù)人認(rèn)為在這些主觀印象背后是真實(shí)的距離和絕對(duì)的時(shí)間，精密的儀器可以對(duì)它們進(jìn)行客觀地測(cè)量。通過否定有任何絕對(duì)的時(shí)間，愛因斯坦的理論引起了科學(xué)思想上的革命。下面的例子將說明他的理論是如何徹底地修正了我們的時(shí)空觀。

讓我們?cè)O(shè)想有一只飛船——飛船Ｘ，以每秒10萬公里的速度飛離地球。飛船上的觀測(cè)者和地球上的觀測(cè)者同時(shí)對(duì)這一速度進(jìn)行測(cè)量。他們得到的測(cè)量結(jié)果是一致的。同時(shí)另有一只飛船——飛船Ｙ，與飛船Ｘ以相同的方向運(yùn)行，但它的速度要比飛船Ｘ快得多。如果地球上的觀測(cè)者測(cè)量飛船Ｙ的速度，他們發(fā)現(xiàn)它在以每秒18萬公里的速度飛離地球。飛船Ｙ上的觀測(cè)者也會(huì)得出相同的結(jié)論。

由于現(xiàn)在兩只飛船運(yùn)動(dòng)的方向相同，看起來它們的速度應(yīng)該是每秒相差8萬公里，而且速度較快的飛船將以這個(gè)速度遠(yuǎn)離速度較慢的飛船而去。

但是愛因斯坦的理論預(yù)言當(dāng)觀測(cè)發(fā)生在兩只飛船之間時(shí)，兩只飛船上的觀測(cè)者將會(huì)一致同意他們之間的距離正在以每秒10萬公里增加而不是每秒8萬公里。

表面上看這樣的結(jié)果是很荒謬的，讀者可能懷疑這里面玩了文字游戲，或是沒有提到問題的某些重要細(xì)節(jié)。完全不是。這一結(jié)果與飛船結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)和推動(dòng)它們的動(dòng)力毫無關(guān)系。它既不是任何觀測(cè)上的錯(cuò)誤，也不是任何測(cè)量?jī)x器上的缺陷。其中也不存在騙局。根據(jù)愛因斯坦的說法，上述結(jié)果(這一結(jié)果可以很容易地從他的速度合成的公式中計(jì)算出來)僅僅是時(shí)空基本性質(zhì)造成的后果。

是的，所有這些可能有非常高深的理論性，確實(shí)有好幾年很多人都把相對(duì)論看作是一種“象牙塔”假說而沒有什么實(shí)際意義。當(dāng)然，1945年原子彈被投放到廣島和長(zhǎng)崎之后，不會(huì)有人再犯這一錯(cuò)誤了。愛因斯坦相對(duì)論的結(jié)論之一就是在某種特定的意義上質(zhì)量和能量是相等的。它們之間的關(guān)系可由公式E=mc2給出。在這一公式中Ｅ代表能量，m等于質(zhì)量，ｃ代表光速。由于ｃ等于每秒鐘18.6萬公里，這是一個(gè)很大的數(shù)字，因此，c2就更是一個(gè)相當(dāng)巨大的數(shù)了。其結(jié)果就是只要有一小部分的物質(zhì)發(fā)生變化，就會(huì)釋放出數(shù)量驚人的能量。