这篇文章其实在年初就完成了。
众所周知,我们生活在一个平坦的世界中。正如我们能够感受到的那样,在这个被称为“欧几里得平直空间”的世界里,空间里两点间的最短曲线是两点间的直线段,空间里的任意直角三角形都满足勾股定理,每个物体都有着自己的长、宽、高,它们都随着时间的流逝而运动着。这种世界观把时间独立于空间之外,作为一个独特的研究对象。但是自爱因斯坦在1905年发表狭义相对论以来,我们的宇宙就被描述成为了由三维空间和一维时间组成的“四维时空”,在这里,时间和空间的地位是等价的。不少同好们也许会感到非常困惑:即使证明了时间与空间的确存在着某种联系,也不必要把时间描述成是世界的一维吧?在我们的感官里,时间明明就和空间的三维差别甚大,时间和空间怎么能够等同起来呢?其实答案很简单:为了美。把时间看成与空间等价的一维之后,整个力学体系体现出一种前所未有的对称美,这种美不仅让人赏心悦目,而且极大地方便了我们进一步处理问题。
对称
引力透镜
————用经典力学推导光的引力偏转角公式
在2012年第四期的《天文爱好者》上,Richard de Grijs(何锐思)教授的《引力透镜——再领科学潮》一文详细而精彩地讲述了有关引力透镜方面的知识,尤其是它在天文方面的重要应用,让我收获颇丰。笔者在赞叹作者优美的文笔和译者程思浩同好的生动翻译之余,也感到了一丝不足。文章主要讲了引力透镜在天文研究中所扮演的重要角色,却未对引力透镜的原理、本质方面多加描述。时空的扭曲是广义相对论给出的答案,可是难道仅仅从经典力学就不能领略丝毫?藉此,BoJone这在里对引力透镜多说些东西,与大家相互学习研究。当然,由于我只是一个初出茅庐的业余爱好者,其中的不当之处还望各位斧正。
民科,是“平民科学家”的简称,本来,无论怎么看,这个词都是一个褒义词,代表了一群默默进行科学研究的人,本来,我等天文爱好者都可以用上“民科”这一漂亮词语。然而,“得益于”某些民科(至少在中国是这样的)的狂妄自大,使得“民科”成为了另外一群人的代名词。他们他们从最基础的物理学比如牛顿力学开始,就和正统的物理学分道扬镳。他们使用的专业术语跟正统的物理学都不同。你说东,他说西,以致于民科和专业人士完全不能交流。还有一些民科从易经八卦这些所谓的哲学原理出发,提出一些自以为是的邪乎学说,完全不在物理学的轨道上。这一群人,仿佛自认为自己是救世主,他们就是崭新而又来源已久的新“民科”。由此看,民科和物理学之间存在一个无法沟通的真空。
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$E=mc^2$
$\sqrt{1-{v^2}/{c^2}}$
本文不是通用的相对论教程,适合已经有一定物理学基础的读者阅读。
相对论是关于时空和引力的基本理论,主要由阿尔伯特·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。时至目前为止,理论物理上最深奥的问题之一,就是调和广义相对论与量子力学,而一个令物理学家们无比兴奋的,同时也争论不休的量子引力新模型,是否能重新书写物理学理论?针对不久前诞生于美国劳伦斯伯克利实验室的“霍扎瓦模型”,美国得克萨斯A&M大学科学家对其进一步研究后得出中肯的结论,并将结果与值得商榷的内容发表于8月24日出版的《物理评论快报》杂志。
量子引力的新曙光
量子引力主要就是尝试将量子力学与广义相对论合并在一起,描述对重力场进行量子化,属于万有理论之一隅。但应该如何结合,又如何让二者在微观长度等级下维持正确性,以及任何候选的量子引力论又能提供什么样可证实的预测,这是当前的物理学悬而未决的问题。遗憾的是,量子引力所探讨的能量与尺度,乃是此前实验室条件下无法观测得到的,尽管可能,且可以透过天文观测来检验,但仍属少数特例,关于量子引力理论发展上的提示一直未能成功。






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