爱因斯坦说4维空间的那本说叫啥?

2025-03-03 19:36:15
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相对论. 相对论是关于时空和引力的基本理论,主要由爱因斯坦(Albert Einstein)创立,分为狭义相对论(特殊相对论)和广义相对论(一般相对论)。相对论的基本假设是相对性原理,即物理定律与参照系的选择无关。狭义相对论和广义相对论的区别是,前者讨论的是匀速直线运动的参照系(惯性参照系)之间的物理定律,后者则推广到具有加速度的参照系中(非惯性系),并在等效原理的假设下,广泛应用于引力场中。相对论和量子力学是现代物理学的两大基本支柱。经典物理学基础的经典力学,不适用于高速运动的物体和微观领域。相对论解决了高速运动问题;量子力学解决了微观亚原子条件下的问题。相对论颠覆了人类对宇宙和自然的“常识性”观念,提出了“时间和空间的相对性”、“四维时空”、“弯曲空间”等全新的概念。狭义相对论提出于1905年,广义相对论提出于1915年. 《相对论》是爱因斯坦所著的一部在世界科学理论界影响巨大的著作,主要包括狭义相对论和广义相对论原理的阐述,中文版本由周学政、徐有智编译,编译目录如下: ·第一部分 狭义相对论 1.几何命题的物理意义 2.坐标系 3.经典力学中的空间和时间 4.伽利略坐标系 5.狭义相对性原理 6.经典力学中所用到的速度相加原理 7.光的传播定律与相对性原理的表面抵触 8.物理学的时间观 9.同时性的相对性 10.距离概念的相对性 11.洛伦兹变换 12.量杆和时钟在运动时的行为 13.速度相加原理:斐索试验 14.相对论的启发作用 15.狭义相对论的普遍性结果 16.经验和狭义相对论 17.四维空间 ·第二部分 广义相对论 1.狭义和广义相对性原理 2.引力场 3.引力场的思想试验 4.惯性质量和引力质量相等是广义相对性公设的一个论据 5.等效原理 6.经典力学的基础和狭义相对伦的基础在哪些方面不能令人满意 7.广义相对性原理的几个推论 8.在转动的参考物上的钟和量杆的行为 9.欧几里得和非欧几里得连续区域 10.高斯坐标 11.狭义相对论得时空连续区可以当作欧几里得连续区 12.广义相对论得时空连续区不是欧几里得连续区 13.广义相对论原理的严格表述 14.在广义相对性原理的基础上理解引力问题. 狭义相对论的概念 狭义相对论是建立在四维时空观上的一个理论,因此要弄清相对论的内容,要先对相对论的时空观有个大体了解。在数学上有各种多维空间,但目前为止,我们认识的物理世界只是四维,即三维空间加一维时间。现代微观物理学提到的高维空间是另一层意思,只有数学意义,在此不做讨论。 四维时空是构成真实世界的最低维度,我们的世界恰好是四维,至于高维真实空间,至少现在我们还无法感知。有一个一个例子,一把尺子在三维空间里(不含时间)转动,其长度不变,但旋转它时,它的各坐标值均发生了变化,且坐标之间是有联系的。四维时空的意义就是时间是第四维坐标,它与空间坐标是有联系的,也就是说时空是统一的,不可分割的整体,它们是一种“此消彼长”的关系。 四维时空不仅限于此,由质能关系知,质量和能量实际是一回事,质量(或能量)并不是独立的,而是与运动状态相关的,比如速度越大,质量越大。在四维时空里,质量(或能量)实际是四维动量的第四维分量,动量是描述物质运动的量,因此质量与运动状态有关就是理所当然的了。在四维时空里,动量和能量实现了统一,称为能量动量四矢。另外在四维时空里还定义了四维速度,四维加速度,四维力,电磁场方程组的四维形式等。值得一提的是,电磁场方程组的四维形式更加完美,完全统一了电和磁,电场和磁场用一个统一的电磁场张量来描述。四维时空的物理定律比三维定律要完美的多,这说明我们的世界的确是四维的。可以说至少它比牛顿力学要完美的多。至少由它的完美性,我们不能对它妄加怀疑。 相对论中,时间与空间构成了一个不可分割的整体——四维时空,能量与动量也构成了一个不可分割的整体——四维动量。这说明自然界一些看似毫不相干的量之间可能存在深刻的联系。在今后论及广义相对论时我们还会看到,时空与能量动量四矢之间也存在着深刻的联系

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