“先生们!我要向诸位介绍的空间和时间的观念,是从实验物理学的土壤中生长起来的,这就是它们力量的所在。这些观念是带有革命性的。从现在起,空间自身和时间自身消失在阴影之中了,现实存在的只有空间和时间的统一体。” 明可夫斯基的报告引起了巨大反响。可惜3个多月后,疾病就夺去了他年仅44岁的生命。去世前,他万分遗憾地说: “在发展相对论的年代里死掉,真是太可惜了。” 由狭义相对论可得出两个重要结论,涉及质量和运动、质量和能量的相互关系。显然,目的就是阐述这些问题的辩证关系。爱因斯坦对这些问题的解决,其意义远远超出狭窄的学术专业范围。 在爱因斯坦之前,惯性质量,即物体对运动的惯性阻抗被认为是一个不可改变的量。这符合牛顿形而上学的机械自然观。1895年,奥斯瓦尔德在吕贝克自然科学家大会的报告中还提出质量不变的经典观点。时过不久,1901年实验物理学家在进行高速运动电子的实验时,发现电子的质量随着速度增加而变大。爱因斯坦在他的相对论中也论证了这一事实。 只要是运动物体的速度远低于光速,由于运动所引起的质量增加就不明显。因为在经典力学中,物体很大而运动速度很小,质量的增加往往被忽视。相反,在相对力学中,质量的增加起着重要作用。在其后的时期中,原子物理学家们在大型实验设备上,加速了基本粒子。这些实践证明爱因斯坦的学说是正确的。 第二个结论的重要意义更为深远,其影响大大超出力学和物理学的范围,对于世界各国人民的命运和人类的未来都十分重要。 《论动体电动力学》一文发表后不久,爱因斯坦就在给哈比希特的信中写道: “我还在琢磨有关电动力学研究的结论。根据相对论原理连同麦克斯韦方程的要求,就可以用质量直接度量物体所含的能量;光可以转化为质量。铀元素中必然会产生质量显著减少的现象。这个想法既有趣又富于吸引力。但是我还无法知晓,上帝是对它感到高兴呢;还是在故意捉弄我?” 这个“既有趣又富于吸引力”的想法,被爱因斯坦写进前面提过的有关物体惯性同它所含能量的关系的论文里。这篇仅三页的论文是世界自然科学史上最精悍而又成果辉煌的著作。它奠定了质量与能量“等价”原理的基础。 爱因斯坦定律的数学公式是举世闻名的:E=MC2在今天几乎变成成语。它表明能量(E)的转换与相应的质量(m)的转换分不开;而光速(c)的平方是比例系数,表示质量可以转换为能量。这样所谓“质量亏损”也被解释清楚了。在力学、化学、热学和电学过程中,质量亏损太小,一直未被发现。但在原子物理学中它却十分重要,因为原子核的各种组元的质量总是大于由这些组元构成的原子核的质量。有人认为,欠缺的质量转换为能量,这就是将核组元拉在一起所需的“结合能”。原子力是转换成能量的质量,在人工核反应中,这种巨大的能量便被释放出来。 爱因斯坦关于质量和能量等价性的发现,简化了物理守恒定律的内容。长期以来,彼此分立的质量守恒和能量守恒定律,现在可以合并为一条定律:对于一个闭合物质系来说,质量和能量的总合在所有过程中不变。 所有这些发现的时机的确已经成熟了,无须再要什么重要准备,也无须再获取什么局部成果。在已有的准备工作和成果中,有俄国列别捷夫有关光对固定的压力研究,还有奥地利物理学家哈瑟诺尔的重要探索。然而,爱因斯坦迈出的这一步对这方面的研究则具有决定性作用。 文章分页:[1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15][16][17][18][19][20][21][22] |