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从勾三股四弦五到相对论
从勾三股四弦五到相对论 爱因斯坦的相对论是自然界的一个巍然伟业,著然于世。因为里面的很多理论与经典力学理论及人们的生活相悖。故读起来有些难以理解。本篇不写细节,只综合一些科学家、数学家对其发展史,进行循序渐近的引看客进入相对论的世界,这样会消除一种突然介入的不适感。 首先说的勾三股四弦五这估计每个上过初中的童鞋都其了解很深。它表示直角三角形,其实还有一个意义是表示每两个点的绝对距离。具体可以表示D2=X2+Y2,这样一个关系式表示的前提是平面上的即是我们所说的二维空间的表达式。如果是三维空间呢那们我们依次类推,表达式为D2=X2+Y2+Z2。俄裔德国数学家闵可夫斯基(H.Minkowski)计算了四维空间即在时间下的绝对距离。为了便于读者理解我把他的表达式最为理想化,去掉函数等部分,则D2=X2+Y2+Z2-T2此式中的T为时间。此式的表达意义为两个点之间的时空距离。而相对于不同的参考系两点之间的时空距离不变是洛伦兹变换的神髓。在爱因斯坦的相对论中狭义相对论的核心内容在于对洛伦兹变换的更深入的理解表述。当然这是一个骨架还要加入爱因斯坦对于一些自己的独到观点。比如光速不变的原则,及当物体速度接近光速时,尺寸会变短,时间会变长,质量会变大等等,还有一些细节我就不一一写出了。当童鞋们读到这些的时候要摒弃你对于牛顿经典力学的一些理解,把自己从经典力学中解脱出来。从一个宇宙时空的宏观方面去看。去感悟。 言归正转,刚才我们谈到了从勾股弦谈到狭义相对论。相对论中还一半广义相对论,这一半要怎么通过前人的理论加上一些科学家的理论得出呢?这边要提到一个人,一个叫黎曼的几何学家。前面有一个伟大的数学家欧几里他提出了平面之何,其实现在中学里有许多定理公式都出自于欧几理的五条公设和五条公理,有兴趣的童鞋可以去问问度娘。黎曼的贡献在于他的理论运用突破了同一平面,而是在曲面上,这样会有什么后果呢,给大家举2个例子,1,读过初中的人都知道三角形内角合是180度,但是这个定律在黎曼的曲面理论中是不成立的,三角形的内角和会小于180度.2,两点之间直线距离最短,而在黎式理论中则是两点之间曲线距离最短。这样的一个概念运用到相对论中加入爱因斯坦的物理学中的理解则成为了时空弯曲理论。这个理论也同样是广义相对论中的核心内容,至于细节问题要靠各位童鞋自己去看了,我这里只用我的所学,尽量让大家对于相对论有一个适应过程,对其不再有很大的阶梯感。呵,如果大家没什么兴趣看相对论,那我就和大家说一句话,也许你就有兴趣了。在狭义相对论中,理论上人是可以永生不灭的,前提是你坐在速度为光速的宇宙飞船上。鉴于有的童鞋比较繁公式,里面有许多公式,如速度时间的关系、长度时间的关系、洛伦兹变换公式等未写出,有兴趣的童靯可以去度娘那找找。此篇到此结束错误之处或模糊之处请提出,定加以改正。