爱因斯坦与相对论

爱因斯坦与相对论1 1675 1675 库仑定律库仑定律 1820 1820 电流磁效应（毕萨定律）电流磁效应（毕萨定律）1822 1822 安培作用力定律（电动力学一词开始使用）安培作用力定律（电动力学一词开始使用）1831 1831 电磁感应（法拉第），场的思想电磁感应（法拉第），场的思想 1856-1873 1856-1873 麦克斯韦方程，预言电磁波的存在麦克斯韦方程，预言电磁波的存在 1881-1887 1881-1887 迈克尔逊莫雷实验迈克尔逊莫雷实验 1888 1888 赫兹证实电磁波存在赫兹证实电磁波存在 1905 1905 爱因斯坦创立狭义相对论爱因斯坦创立狭义相对论电磁场理论的发展历史简介电磁场理论的发展历史简介2 Michael Faraday 电磁感应定律电磁感应定律 法拉第最初公布他的发现时，一位法拉第最初公布他的发现时，一位贵夫人问：贵夫人问：“这有什么用？这有什么用？”他说：他说：“一个新生的婴儿又一个新生的婴儿又 有什么用？有什么用？”3James Clerk MaxwellJames Clerk Maxwell 1831 183118791879科科学学成成就就：电电磁磁场场理理论论和和光光的的电电磁磁理理论论奠奠基基人人，成成功功预预言言了了电电磁磁波波的的存存在在，1873出出版版专专著著电电磁磁学学通通论论；他他建建立立了了实实验验验验证证的的严严格格理理论论，并并重重复复卡卡文文迪迪许许的的实实验验，他他还还发发明明了了麦麦克克斯斯韦韦电电桥桥；运运用用数数学学统统计计的的方方法法导导出出了了分分子子运运动动的的麦麦克克斯斯韦韦速速度度分分布布律律；创创立立了了定定量量色色度度学学；负负责责建建立立起起来来的的卡卡文文迪迪许许实实验验室室。48岁去世。岁去世。法拉第专于实验探索，麦克斯韦擅长理论概括法拉第专于实验探索，麦克斯韦擅长理论概括 4爱因斯坦简介爱因斯坦简介20202020世纪最杰出的科学家世纪最杰出的科学家世纪最杰出的科学家世纪最杰出的科学家 1879-1955 爱爱因因斯斯坦坦18791879年年生生于于德德国国乌乌尔尔姆姆。1717岁岁进进苏苏黎黎世世工工业业大大学学师师范范系系物物理理学学专专业业，19001900年年毕毕业业。19021902年年进进伯伯尔尔尼尼瑞瑞士士专专利利局局工工作作。19051905年年发发表表五五篇篇划划时时代代的的论论文文，在在物物理理学学三三个个领领域域中中取取得得历历史史性性成成就就，特特别别是是狭狭狭狭义义义义相相相相对对对对论论论论的的的的建建建建立立立立推推动动了了物物理理学学理理论论的的革革命命。同同年年取取得得苏苏黎黎世世工工业业大大学学博博士士学学位位。19161916年年创创立立广广义义相相对对论论。一一生生发发表表论论文文200200多多篇篇，专专著著几几十十部部。19251925年年因因成成功功解解释光电效应获得诺贝尔物理学奖。释光电效应获得诺贝尔物理学奖。5School class photograph in Munich,1889.Einstein is in the front row,second from right.67改变物理学面貌的五篇论文改变物理学面貌的五篇论文分子大小的新测定分子大小的新测定,博士学位论文，博士学位论文，1905.04.分子热运动所要求的静止液体中悬浮小粒子的运动分子热运动所要求的静止液体中悬浮小粒子的运动,1905.05.论动体的电动力学论动体的电动力学,1905.06.物体的惯性同它所含的能量有关吗？物体的惯性同它所含的能量有关吗？,1905.09.关于光的产生和转化的一个试探性观点关于光的产生和转化的一个试探性观点,1905.03.19051905年爱因斯坦的学术成就年爱因斯坦的学术成就-8910经典时空基本概念经典时空基本概念 时间绝对性时间绝对性 空间绝对性空间绝对性 时空分离性时空分离性 力学相对性原理力学相对性原理在在在在一一一一切切切切相相相相对对对对作作作作匀匀匀匀速速速速运运运运动动动动的的的的惯惯惯惯性性性性系系系系中中中中，牛牛牛牛顿顿顿顿力力力力学学学学定定定定律律律律具具具具有有有有相相相相同同同同形形形形式式式式；一一一一切切切切惯惯惯惯性性性性系系系系都都都都是是是是等等等等价价价价的的的的，不不不不存存存存在在在在特特特特殊殊殊殊的的的的惯惯惯惯性性性性系。系。系。系。不不能能在在一一个个惯惯性性参参照照系系内内做做实实验验确确定定该该参参照照系系相相对对另一惯性系的速度。另一惯性系的速度。经经经经典典典典时时时时空空空空观观观观说说说说明明明明时时时时间间间间间间间间隔隔隔隔和和和和空空空空间间间间间间间间隔隔隔隔与与与与运运运运动动动动无无无无关关关关，且且且且二二二二者之间没有联系者之间没有联系者之间没有联系者之间没有联系。11 牛顿定律不变性牛顿定律不变性牛顿定律不变性牛顿定律不变性 经典时空观的数学表述经典时空观的数学表述-伽利略变伽利略变换换 伽利略速度变换式伽利略速度变换式经经经经典典典典时时时时空空空空的的的的局局局局限限限限性性性性主主主主要要要要在在在在于于于于：1 1 1 1）认认认认为为为为光光光光速速速速在在在在不不不不同同同同的的的的惯惯惯惯性性性性系系系系中中中中是是是是一一一一个个个个可可可可变变变变量量量量且且且且与与与与光光光光源源源源的的的的运运运运动动动动速速速速度度度度有有有有关关关关：2 2 2 2）在在在在伽伽伽伽利利利利略变换下麦克斯韦电磁场方程不满足相对性原理。略变换下麦克斯韦电磁场方程不满足相对性原理。略变换下麦克斯韦电磁场方程不满足相对性原理。略变换下麦克斯韦电磁场方程不满足相对性原理。OZXYOZYvP(x,y,z)X12击前瞬间击前瞬间击前瞬间击前瞬间击后瞬间击后瞬间击后瞬间击后瞬间先出球，后击球先出球，后击球-先后颠倒先后颠倒举一例：光速与光源运动速度相关出现的矛盾举一例：光速与光源运动速度相关出现的矛盾举一例：光速与光源运动速度相关出现的矛盾举一例：光速与光源运动速度相关出现的矛盾光传到乙的时间：光传到乙的时间：光传到乙的时间：光传到乙的时间：光传到乙的时间：光传到乙的时间：光传到乙的时间：光传到乙的时间：伽利略变换下麦氏方程等可变性的三种看法伽利略变换下麦氏方程等可变性的三种看法 麦克斯韦方程不正确麦克斯韦方程不正确麦克斯韦方程不正确麦克斯韦方程不正确 伽利略变换不适合高速运动伽利略变换不适合高速运动伽利略变换不适合高速运动伽利略变换不适合高速运动 电磁运动不服从相对性原理电磁运动不服从相对性原理电磁运动不服从相对性原理电磁运动不服从相对性原理 伽利略变换伽利略变换 相对性原理相对性原理 麦克斯韦方程麦克斯韦方程13 迈克耳逊迈克耳逊 莫雷实验莫雷实验 假假假假定定定定相相相相对对对对性性性性原原原原理理理理不不不不成成成成立立立立，麦麦麦麦克克克克斯斯斯斯韦韦韦韦方方方方程程程程的的的的形形形形式式式式仅仅仅仅在在在在以以以以太太太太中中中中成成成成立立立立。因因因因此此此此在在在在地地地地球球球球上上上上可可可可以以以以设设设设计计计计实实实实验验验验来来来来验验验验证证证证地地地地球球球球相相相相对对对对“以以以以太太太太”的的的的速速速速度度度度。反反反反过过过过来可以通过实验寻找来可以通过实验寻找来可以通过实验寻找来可以通过实验寻找“以太以太以太以太”静止的绝对参考系。静止的绝对参考系。静止的绝对参考系。静止的绝对参考系。假假假假定定定定在在在在“以以以以太太太太”中中中中光光光光速速速速各各各各项项项项同同同同性性性性且且且且恒恒恒恒等等等等于于于于C C C C，而而而而在在在在其其其其它它它它参参参参考考考考系系系系 光速各项异性。光速各项异性。光速各项异性。光速各项异性。地球系地球系以太风以太风以太风以太风 假定太阳与以太固连，地球相对于以太的速度就应当绕太阳的假定太阳与以太固连，地球相对于以太的速度就应当绕太阳的假定太阳与以太固连，地球相对于以太的速度就应当绕太阳的假定太阳与以太固连，地球相对于以太的速度就应当绕太阳的运动速度。运动速度。运动速度。运动速度。14迈克耳逊迈克耳逊迈克耳逊迈克耳逊莫雷实验的零结果，说明了莫雷实验的零结果，说明了莫雷实验的零结果，说明了莫雷实验的零结果，说明了“以太以太以太以太”本身不存在。本身不存在。本身不存在。本身不存在。该实验被认为是狭义相对论的主要实验支柱之一。该实验被认为是狭义相对论的主要实验支柱之一。18811881年迈克耳逊第一次实验，年迈克耳逊第一次实验，预期预期18871887年迈克耳逊和莫雷改进年迈克耳逊和莫雷改进实验，预期实验，预期实验结果实验结果迈克耳逊干涉仪精度可观测到迈克耳逊干涉仪精度可观测到0.010.01个条纹的移动。个条纹的移动。19071907年迈克耳逊因创制精密光学仪器获得诺贝尔物理学奖年迈克耳逊因创制精密光学仪器获得诺贝尔物理学奖15恒星光行差现象：恒星光行差现象：理论计算理论计算：对太阳光的实验观测对太阳光的实验观测：拖曳理论拖曳理论拖曳理论拖曳理论 地球不是绝对参照系。但由于以太很轻，地球在以太中运动可地球不是绝对参照系。但由于以太很轻，地球在以太中运动可以拖动以太一起运动。但这种说法与光行差现象矛盾。以拖动以太一起运动。但这种说法与光行差现象矛盾。对实验结果的几种解释对实验结果的几种解释对实验结果的几种解释对实验结果的几种解释 16 静静静静止止止止光光光光源源源源光光光光速速速速为为为为C C C C，运运运运动动动动光光光光源源源源光光光光速速速速改改改改变变变变，且且且且各各各各向向向向同同同同性性性性。这这这这样样样样在在在在地地地地球球球球上上上上用用用用静静静静止止止止光光光光源源源源做做做做实实实实验验验验，条条条条纹纹纹纹当当当当然然然然不不不不移移移移动动动动。麦麦麦麦氏氏氏氏方方方方程程程程在在在在地地地地球球球球上上上上精精精精确确确确成成成成立立立立，但但但但在在在在以以以以太太太太中中中中形形形形式式式式不不不不同同同同。仍仍仍仍认认认认为为为为以以以以太太太太存存存存在在在在，这这这这样样样样阳光在地球上不为阳光在地球上不为阳光在地球上不为阳光在地球上不为C C C C。发射理论发射理论发射理论发射理论地球地球12 收缩假定（收缩假定（收缩假定（收缩假定（1892189218921892年洛仑兹年洛仑兹年洛仑兹年洛仑兹斐兹杰惹）斐兹杰惹）斐兹杰惹）斐兹杰惹）假定认为沿相对以太运动方向上物体长度收缩为假定认为沿相对以太运动方向上物体长度收缩为在在在在此此此此基基基基础础础础上上上上建建建建立立立立了了了了一一一一套套套套惯惯惯惯性性性性系系系系间间间间的的的的变变变变换换换换关关关关系系系系，可可可可证证证证明明明明麦麦麦麦克克克克斯斯斯斯韦韦韦韦方方方方程程程程在在在在此此此此变变变变换换换换下不变。下不变。下不变。下不变。17 真空中光速相对任何惯性系沿任何一个方向大小恒为真空中光速相对任何惯性系沿任何一个方向大小恒为c c，且与，且与光源运动速度无关。光源运动速度无关。一切物理定律在所有的惯性系中都具有相同形式；一切物理定律在所有的惯性系中都具有相同形式；一切惯性系都等价，不存在特殊的绝对的惯性系。一切惯性系都等价，不存在特殊的绝对的惯性系。1 1 1 1、相对性原理、相对性原理、相对性原理、相对性原理2 2 2 2、光速不变原理、光速不变原理、光速不变原理、光速不变原理狭义相对论的基本原理狭义相对论的基本原理 核心核心问题问题机动 目录 上页 下页 返回 结束 3 3 3 3、时空间隔（间隔）、时空间隔（间隔）、时空间隔（间隔）、时空间隔（间隔）18例：光速不变将导致同时的相对性例：光速不变将导致同时的相对性例：光速不变将导致同时的相对性例：光速不变将导致同时的相对性 观观观观测测测测到到到到A A A A与与与与B B B B同同同同时收到光信号！时收到光信号！时收到光信号！时收到光信号！观观观观 测测测测 到到到到 A A A A先先先先 收收收收到到到到 B B B B后后后后 收收收收 到到到到 光光光光信号！信号！信号！信号！ABCCABCC机动 目录 上页 下页 返回 结束 194 4、洛伦兹变换、洛伦兹变换坐坐标标变变换换公公式式OZXYOZYvP(x,y,z)X速度变换公式速度变换公式速度变换公式速度变换公式20关于关于关于关于洛伦兹变换的分析与讨论洛伦兹变换的分析与讨论洛伦兹变换的分析与讨论洛伦兹变换的分析与讨论（1 1）当）当 洛伦兹变换简化为伽利略变换式洛伦兹变换简化为伽利略变换式（2 2）光速是各种物体运动的一个极限速度）光速是各种物体运动的一个极限速度 虚数（虚数（洛伦兹变换失去意义洛伦兹变换失去意义）(3)不排除超光速现不排除超光速现象象0.6c0.8cxy（B）分离速度）分离速度（A）视速度）视速度21（1 1）尺度收缩效应）尺度收缩效应）尺度收缩效应）尺度收缩效应相对论理论相对论理论相对论理论相对论理论：固有长度固有长度（又称（又称原长）原长）结论结论结论结论:运动尺子运动尺子运动尺子运动尺子长度沿运动方向收缩。长度沿运动方向收缩。长度沿运动方向收缩。长度沿运动方向收缩。5 5、相对论著名效应、相对论著名效应经典理论：经典理论：经典理论：经典理论：22（2）时钟延缓效应）时钟延缓效应固有时（原时）固有时（原时）经典力学绝对时间概念只不过是狭义相对论的时间概念在经典力学绝对时间概念只不过是狭义相对论的时间概念在经典力学绝对时间概念只不过是狭义相对论的时间概念在经典力学绝对时间概念只不过是狭义相对论的时间概念在低速情况下的近似，若低速情况下的近似，若低速情况下的近似，若低速情况下的近似，若 爱爱爱爱因因因因斯斯斯斯坦坦坦坦延延延延缓缓缓缓:运运运运动动动动参参参参考考考考系系系系中中中中的的的的时时时时间间间间节节节节奏奏奏奏变变变变缓缓缓缓了了了了。在在在在其其其其中中中中，一一一一切切切切物理、化学过程、乃至观测者自己的生命节奏都变缓。物理、化学过程、乃至观测者自己的生命节奏都变缓。物理、化学过程、乃至观测者自己的生命节奏都变缓。物理、化学过程、乃至观测者自己的生命节奏都变缓。23 例例:子是子是子是子是1936193619361936年由安德森（年由安德森（年由安德森（年由安德森（C.D.Anderson C.D.Anderson）等人在宇宙线等人在宇宙线等人在宇宙线等人在宇宙线 中发现的。中发现的。中发现的。中发现的。它可自发的衰变为一个电子和两个中微子。它可自发的衰变为一个电子和两个中微子。它可自发的衰变为一个电子和两个中微子。它可自发的衰变为一个电子和两个中微子。自发衰自发衰自发衰自发衰 变的平均寿命变的平均寿命子。子。地球上层大气中时，会形成丰富的地球上层大气中时，会形成丰富的,当高能宇宙射线质子进入当高能宇宙射线质子进入 在离地面在离地面 高空产生的高空产生的设来自太空的宇宙线设来自太空的宇宙线子，可否在衰变前到达地面？子，可否在衰变前到达地面？已知已知子相对于地球的运动速率为子相对于地球的运动速率为在该时间内粒子运动的距离在该时间内粒子运动的距离 时间延缓法时间延缓法时间延缓法时间延缓法S 动，动，S 静静 长度缩短法长度缩短法长度缩短法长度缩短法S S 静，静，静，静，S S 动动动动粒子寿命内，粒子寿命内，粒子寿命内，粒子寿命内，S S 系运动距离系运动距离系运动距离系运动距离而而 S 系测量宇宙线离地面系测量宇宙线离地面在衰变前，粒子可与地球相遇。在衰变前，粒子可与地球相遇。在衰变前，粒子可与地球相遇。在衰变前，粒子可与地球相遇。24 孪生子效应（孪生子佯谬）简介孪生子效应（孪生子佯谬）简介明明明明亮亮亮亮亮亮亮亮亮亮亮亮明明明明究究竟竟谁谁年年轻轻？1 1）一般情况，因具有加速度，超出了狭义相对论的理论范围。）一般情况，因具有加速度，超出了狭义相对论的理论范围。相对于惯性系转速越大的钟走得越慢相对于惯性系转速越大的钟走得越慢相对于惯性系转速越大的钟走得越慢相对于惯性系转速越大的钟走得越慢与孪生子效应一致。与孪生子效应一致。与孪生子效应一致。与孪生子效应一致。2 2）19711971年的铯原子钟实验。年的铯原子钟实验。比静止在地面上的钟慢比静止在地面上的钟慢59 纳秒。纳秒。25思思考考题题2：一一个个人人扛扛一一个个固固有有长长度度为为L L的的梯梯子子，以以相相对对地地面面速速度度v v冲冲进进一一个个固固有有长长度度为为L L的的厂厂房房。当当梯梯子子末末端端刚刚进进厂厂房房时时，梯子的前端将处在什么位置？梯子的前端将处在什么位置？思思考考题题1 1：两两个个相相距距L L 的的点点光光源源，正正好好可可用用一一长长度度为为L L的的挡挡板板将将它它挡挡住住。现现使使挡挡板板以以速速度度v v运运动动。试试问问挡挡板板能能否否同同时挡住这两个点光源？时挡住这两个点光源？AB26l 光波的经典多普勒效应光波的经典多普勒效应（3 3 3 3）相对论多普勒效应）相对论多普勒效应）相对论多普勒效应）相对论多普勒效应光源靠近观察者光源靠近观察者光源远离观察者光源远离观察者光源垂直观察者光源垂直观察者设光源的固有频率设光源的固有频率 ，运动频率运动频率27光源靠近观察光源靠近观察者者光源远离观察光源远离观察者者 光源垂直于观察者运动：光源垂直于观察者运动：这称为横向多普勒效应，已被实验证实，是狭义相对论正确性的有这称为横向多普勒效应，已被实验证实，是狭义相对论正确性的有力证据之一。力证据之一。红移红移l 光波的相对论多普勒效应光波的相对论多普勒效应 利用四维时空方法得到该效应利用四维时空方法得到该效应 28狭义相对论的其它内容狭义相对论的其它内容n建立了四维时空理论；建立了四维时空理论；n理论上证明了恒星光行差现象；理论上证明了恒星光行差现象；n证明了麦克斯韦方程在洛伦兹变换下的协变性；证明了麦克斯韦方程在洛伦兹变换下的协变性；n通通过过引引入入运运动动质质量量，证证明明物物体体E=mcE=mc2 2 ，在在低低速速时时EmEm0 0c c2 2 m m0 0v v2 2/2/2，并并指指出出能能量量守守恒恒、动动量量守守恒恒定定律律在相对论情况仍适用；在相对论情况仍适用；n一般情况经典力学是狭义相对论当一般情况经典力学是狭义相对论当v0v0时的极限；时的极限；n在在相相对对论论情情况况下下的的三三维维空空间间中中，力力学学规规律律与与经经典典形形式式上完全一致。上完全一致。29狭义相对论的伟大意义狭义相对论的伟大意义n指出了经典时空存在的缺陷，建立了新的时指出了经典时空存在的缺陷，建立了新的时空理论，揭示了：空理论，揭示了：时时间与空间的统一，间与空间的统一，电场与磁场的统一，电场与磁场的统一，物质与能量的统一。物质与能量的统一。3019151915年年以以后后。爱爱因因斯斯坦坦提提出出等等效效原原理理和和广广义义协协变变性性原原理理，创创立立广广义义相相对对论论这这一一革革命命性性的的引引力力理理论论，认认为为引引力力是是物物质质使使时时空空弯弯曲曲的的表表现现。并并预预言了引力波的存在。言了引力波的存在。牛牛顿顿认认为为时时空空属属性性与与其其中中的的物物质质无无关关。万万有有引引力力的的传传递递是超距的，不需要时间。是超距的，不需要时间。到底是在平直时空中物质仅到底是在平直时空中物质仅仅使光线变弯，还是光在被仅使光线变弯，还是光在被物质弯曲了的时空中传播，物质弯曲了的时空中传播，天文观测可以裁决孰是孰非。天文观测可以裁决孰是孰非。广义相对论简介广义相对论简介31六大疑难：六大疑难：对称性破缺、夸克禁闭、粒子自旋、暗物质对称性破缺、夸克禁闭、粒子自旋、暗物质 与暗能量、类星体和引力场的量子化与暗能量、类星体和引力场的量子化。一百年来的科技发展：一百年来的科技发展：一台电脑：计算机信息处理与人工智能；一台电脑：计算机信息处理与人工智能；两大支柱：两大支柱：相对论相对论和和量子论量子论三个模型：三个模型：标准宇宙模型、标准粒子模型标准宇宙模型、标准粒子模型和双螺旋模型；和双螺旋模型；四项工程：四项工程：曼哈顿工程、阿波罗工程曼哈顿工程、阿波罗工程、克隆工程、克隆工程和人类基和人类基 因因组工程；组工程；五种技术：五种技术：微电子技术（半导体和超导技术）、核能技术、微电子技术（半导体和超导技术）、核能技术、激光技术、纳米技术和航天技术；激光技术、纳米技术和航天技术；32与与与与爱因斯坦研究成果直接相关爱因斯坦研究成果直接相关爱因斯坦研究成果直接相关爱因斯坦研究成果直接相关而获诺贝尔奖的科学家而获诺贝尔奖的科学家而获诺贝尔奖的科学家而获诺贝尔奖的科学家1923 单元电荷和光电效应实验研究单元电荷和光电效应实验研究R.A.Millikan1926 实验证明布朗运动实验证明布朗运动J.B.Perrin1927 康普顿效应康普顿效应A.H.Compton1929 de Broglie波波Louis de Broglie1951 E=mc2Sir J.D.Cockcroft&E.T.S.Walton1964 受激辐射受激辐射C.H.Townes,N.G.Basov,A.M.Prochorov1993 引力波引力波R.A.Hulse,J.H.Taylor2001 BoseEinstein凝聚凝聚 E.A.Cornell,W.Ketterle,C.E.Wieman33世世界界物物理理年年(The World Year of Physics)这这个个概概念念，缘缘起起欧欧洲洲物物理理协协会会于于 2000 年年 12 月月在在柏柏林林召召开开的第的第 3 届国际物理科学会议。届国际物理科学会议。2002 年年 10 月月在在国国际际纯纯粹粹及及应应用用物物理理联联盟盟(IUPAP)第第24次次大大会会全全体体一一致致通通过过推推动动 2005 年年为为世世界界物物理理年年这这一一提提案案。同同时时也也获获得得联联合合国国教教科科文组织第文组织第32次大会的支持次大会的支持。2004年年6月月10日日第第58届届联联合合国国大大会会通通过过了了2005年年为为“国国际际物物理年理年”的决议。后又改回世界物理年。的决议。后又改回世界物理年。联合国世界物理年联合国世界物理年34巴巴黎黎会会议议：以以“明明天天的的物物理理”为为主主题题，就就“21“21世世纪纪物物理理与与社社会会经经济济挑挑战战”、“公公众众对对物物理理与与科科学学的的理理解解”进进行行了了与与公公众众互互动动的的公公开开讨讨论论，8 8名名诺诺贝贝尔尔奖奖获获得得者者做做了了精精彩彩报报告告或或发发言言。中中国国物物理理学学会会前前理理事事长长、国国家家自自然然科科学学基基金金委委前前主主任任陈陈佳佳洱洱先先生生应应邀邀担担任任大大会会国国际际顾顾问问委委员员会会和和国国际际指指导导委委员员会会委委员员，并并应应邀邀在在圆圆桌桌会会议议上上代代表表中中国国物理学物理学2005年1月13-15日，巴黎UNESCO会和国家自然科学基金委做会和国家自然科学基金委做了题为了题为“物理学是文化的一部分的发言。物理学是文化的一部分的发言。3536石家庄二中的活动现场石家庄二中的活动现场37383940寻找第二个爱因斯坦与钱学森之问寻找第二个爱因斯坦与钱学森之问 爱爱因因斯斯坦坦对对世世界界的的影影响响到到底底如如何何？英英国国广广播播公公司司曾曾经经做做过过一一个个“千千年年思思想想家家”评评选选，他他们们分分别别是是：马马克克思思、爱爱因因斯斯坦坦、牛牛顿顿和达尔文和达尔文。相相对对论论并并非非没没有有缺缺陷陷，它它与与现现代代物物理理学学的的另另一一基基石石量量子子论论的的不不一一致致至至今今没没有有解解决决，。这这些些问问题题的的解解决决，可可能能需需要要另另一一个个伟伟大大的的头头脑脑。“寻寻找找第第二二个个爱爱因因斯斯坦坦与与超超越越爱爱因因斯斯坦坦”，正正是是“世世界界物物理理年年”的的最最大大主主题题。人人们们坚坚信信一一定定会会有有一一颗颗年年轻轻的的、与与爱爱因斯坦同样智慧的心等待被发掘。因斯坦同样智慧的心等待被发掘。但是，为什么多年来没有出现新的但是，为什么多年来没有出现新的“爱因斯坦爱因斯坦”呢？呢？这这让让我我们们想想起起了了钱钱学学森森之之问问:中中国国（国国内内出出生生国国内内成成长长）为为什什么没有人获得诺贝尔科学奖？是教育问题么没有人获得诺贝尔科学奖？是教育问题?还是其它什么问题？还是其它什么问题？41 2020世纪的物理学的世纪，什么原因？世纪的物理学的世纪，什么原因？多数学者认为在于那时的年轻人敢于对权威说多数学者认为在于那时的年轻人敢于对权威说“不不”。过过去去认认为为能能量量是是连连续续的的，普普朗朗克克说说“不不”，可可很很快快就就犹犹豫豫了了，而而爱爱因因斯斯坦坦坚坚定定地地说说“不不！”；过过去去把把时时空空是是隔隔离离开开的的，而而爱爱因因斯斯坦坦却却又又说说“不不！”；过过去去认认为为电电子子绕绕着着原原子子核核的的轨轨道道运运动动会会不不断断辐辐射射，因因此此原原子子要要塌塌缩缩，可可玻玻尔尔说说“不！不！”。这这不不是是简简单单的的事事情情，敢敢于于说说“不不”会会受受到到各各种种各各样样的的压压力力、和和阻阻力力，甚甚至至于于为为了了追追求求真真理理牺牺牲牲生生命命，布布鲁鲁诺诺就就被被教教会会活活活活烧烧死死。那那时时的的科科学学家家为为什什么么有有这这么么大大的的勇勇气气？因因为为要要追追求求真真理理。追追求求真真理理要要有有动动力力，动动力力来来自自于于科科学学的的世界观、人生观和价值观。世界观、人生观和价值观。42 结束语相相对对论论的的时时空空观观念念与与人人们们固固有有的的时时空空观观念念差差别别很很大大，在在当当时时很很难难被被人人们们所所理理解解。大大家家都都称称赞赞爱爱因因斯斯坦坦伟伟大大，但但又又常常常常弄弄不不懂懂这这伟伟大大的的内内容容。这这使使人人们们想想起起英国诗人波谱歌颂牛顿的诗句英国诗人波谱歌颂牛顿的诗句:自自然然界界和和自自然然界界的的规规律律隐隐藏藏在在黑黑暗暗之之中中，上上帝帝说说：“让让牛牛顿顿去去吧吧，”于于是是一一切切都都成成为为光光明明。后后人人续续写写道道:上上帝帝说说完完多多年年之之后后，魔魔鬼鬼出出现现了了，他他说说：“让让爱因斯坦去吧爱因斯坦去吧”，于是一切又回到黑暗之中。，于是一切又回到黑暗之中。43谢谢合作！2011-6-1444狭义相对论中的狭义相对论中的“时空图时空图”r(x,y)ict过去未来位置O光锥：力学（漆安慎）图光锥：力学（漆安慎）图12.1312.1345