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大學(xué)生《狹義與廣義相對論淺說》讀后感【一】
《狹義相對論》我中學(xué)就有耳聞，那時候雖然什么都不懂，只知道《狹義相對論》是很厲害的理論，也讓我體會到了世界的奇妙，宇宙萬物的高深，啟發(fā)了我對科普知識的濃厚興趣。
簡潔來說狹義相對論有兩條原理1.所有的物理定律在各個不同的慣性坐標(biāo)系中都相同2.光速恒定不變E=MC2(平方)是根據(jù)這兩條原理得出的，只是狹義相對論的一部分 簡單的講就是除了物理定律和光速任何物質(zhì)都是相對變動的，包括時間和空間。最讓我印象深刻的就是狹義相對論的時空觀，它讓我對物質(zhì)世界的理解又到了一種層次。 俗話說“覆水難收“意思是倒出去的水很難再收回來，時間也是這樣，時間流逝了就很難再回來。但是愛因斯坦的相對論徹底的推翻了這些俗語，當(dāng)達(dá)到光速的時候就有可能做得到穿越時空。
這些觀點(diǎn)衍生出來了很多推論和假設(shè)，最出名和最讓人感興趣的就是雙生子佯謬問題。
一對雙生子A和B，A在地球上，B乘火箭去做星際旅行，經(jīng)過漫長歲月返回地球。愛因斯坦由相對論斷言，二人經(jīng)歷的時間不同，重逢時B將比A年輕。許多人有疑問，認(rèn)為A看B在運(yùn)動，B看A也在運(yùn)動，為什么不能是A比B年輕呢?由于地球可近似為慣性系，B要經(jīng)歷加速與減速過程，是變加速運(yùn)動參考系，真正討論起來非常復(fù)雜，因此這個愛因斯坦早已討論清楚的問題被許多人誤認(rèn)為相對論是自相矛盾的理論。如果用時空圖和世界線的概念討論此問題就簡便多了，只是要用到許多數(shù)學(xué)知識和公式。在此只是用語言來描述一種最簡單的情形。不過只用語言無法更詳細(xì)說明細(xì)節(jié)，有興趣的請參考一些相對論書籍。我們的結(jié)論是，無論在哪個參考系中，B都比A年輕。 為使問題簡化，只討論這種情形，火箭經(jīng)過極短時間加速到亞光速，飛行一段時間后，用極短時間掉頭，又飛行一段時間，用極短時間減速與地球相遇。這樣處理的目的是略去加速和減速造成的影響。在地球參考系中很好討論，火箭始終是動鐘，重逢時B比A年輕。在火箭參考系內(nèi)，地球在勻速過程中是動鐘，時間進(jìn)程比火箭內(nèi)慢，但最關(guān)鍵的地方是火箭掉頭的過程。在掉頭過程中，地球由火箭后方很遠(yuǎn)的地方經(jīng)過極短的時間劃過半個圓周，到達(dá)火箭的前方很遠(yuǎn)的地方。這是一個
在掉頭過程中，地球的時間進(jìn)度猛地加快了。在B看來，A現(xiàn)實(shí)比B年輕，接著在掉頭時迅速衰老，返航時，A又比自己衰老的慢了。重逢時，自己仍比A年輕。也就是說，相對論不存在邏輯上的矛盾。
狹義相對論獨(dú)特的見解顛覆了傳統(tǒng)的經(jīng)典力學(xué)的時空觀。經(jīng)典力學(xué)認(rèn)為時間和空間都是絕對的, 同一個事件不同狀態(tài)的人測量情況一樣， 而相對論認(rèn)為同一個事件不同的人測量會得出不同的時間, 就象不同的人的表上的不一樣. 相對論認(rèn)為,光速對于任何人是一樣的,所以時間不同,經(jīng)典力學(xué)則不。相對論是關(guān)于時空和引力的基本理論，主要由愛因斯坦創(chuàng)立，分為狹義相對論(特殊相對論)和廣義相對論(一般相對論)。相對論的基本假設(shè)是光速不變原理，相對性原理和等效原理。相對論和量子力學(xué)是現(xiàn)代物理學(xué)的兩大基本支柱。奠定了經(jīng)典物理學(xué)基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)，不適用于高速運(yùn)動的物體和微觀條件下的物體。相對論解決了高速運(yùn)動問題;量子力學(xué)解決了微觀亞原子條件下的問題。相對論極大的改變了人類對宇宙和自然的“常識性”觀念，提出了“同時的相對性”，“四維時空”“彎曲空間”等全新的概念。
狹義相對論的四維時空觀正是其中對狹義相對論的一個最形象典型的代表。 四維時空是構(gòu)成真實(shí)世界的最低維度，我們的世界恰好是四維，至于高維真實(shí)空間，至少現(xiàn)在我們還無法感知。例如，一把尺子在三維空間里(不含時間)轉(zhuǎn)動，其長度不變，但旋轉(zhuǎn)它時，它的各坐標(biāo)值均發(fā)生了變化，且坐標(biāo)之間是有聯(lián)系的。四維時空的意義就是時間是第四維坐標(biāo)，它與空間坐標(biāo)是有聯(lián)系的，也就是說時空是統(tǒng)一的，不可分割的整體，它們是一種“此消彼長”的關(guān)系。
大學(xué)生《狹義與廣義相對論淺說》讀后感【二】
在四維時空里，質(zhì)量(或能量)實(shí)際是四維動量的第四維分量，動量是描述物質(zhì)運(yùn)動的量，因此質(zhì)量與運(yùn)動狀態(tài)有關(guān)就是理所當(dāng)然的了。在四維時空里，動量和能量實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一，稱為能量動量四矢。另外在四維時空里還定義了四維速度，四維加速度，四維力，電磁場方程組的四維形式等。值得一提的是，電磁場方程組的四維形式更加完美，完全統(tǒng)一了電和磁，電場和磁場用一個統(tǒng)一的電磁場張量來描述。
四維時空的物理定律比三維定律要完美的多，這說明我們的世界的確是四維的。可以說至少它比牛頓力學(xué)要完美的多。至少由它的完美性，我們不能對它妄加懷疑。 相對論中，時間與空間構(gòu)成了一個不可分割的整體——四維時空，能量與動量也構(gòu)成了一個不可分割的整體——四維動量。這說明自然界一些看似毫不相干的量之間可能存在深刻的聯(lián)系。
如果這些問題得到驗(yàn)證解決，將會對科學(xué)科技有著里程碑式的推進(jìn)，將會解決現(xiàn)在不可以解決的問題，多維空間的確立甚至可以解決困擾人們至今靈魂學(xué)的問題。
《狹義相對論》是一個很著名的理論，愛因斯坦總結(jié)創(chuàng)新的狹義相對論更是造福了全人類，推動了科學(xué)發(fā)展的進(jìn)程。在吳老師的精彩講課中，生動有趣的課堂更是激發(fā)了我對科學(xué)的濃厚興趣及源源不斷的求知欲，讓我體會到了這個造物世界的奧妙。
大學(xué)生《狹義與廣義相對論淺說》讀后感【三】
閱讀本書的讀者，大多數(shù)在做學(xué)生的時候就熟悉歐幾里得幾何學(xué)的宏偉大廈。你們或許會以一種敬多于愛的心情記起這座偉大的建筑。在這座建筑的高高的樓梯上，你們曾被認(rèn)真的教師追迫了不知多少時間。憑著你們過去的經(jīng)驗(yàn)，誰要是說這門科學(xué)中的那怕是最冷僻的命題是不真實(shí)的，你們都一定會嗤之以鼻。但是，如果有人這樣問你們，“你們說這些命題是真實(shí)的，你們究竟是如何理解的呢?”那么你們這種認(rèn)為理所當(dāng)然的驕傲態(tài)度或許就會馬上消失。讓我們來考慮一下這個問題。
幾何學(xué)是從某些象“平面”、“點(diǎn)”和“直線”之類的概念出發(fā)的，我們可以有大體上是確定的觀念和這些要領(lǐng)相聯(lián)系;同時，幾何學(xué)還從一些簡單的命題(公理)出發(fā)，由于這些觀念，我們傾向于把這些簡單的命題當(dāng)作“真理”接受下來。然后，根據(jù)我們自己感到不得不認(rèn)為是正當(dāng)?shù)囊环N邏輯推理過程，闡明其余的命題是這些公理的推論，也就是說這些命題已得到證明。于是，只要一個命題是以公認(rèn)的方法從公理中推導(dǎo)出來的，這個命題就是正確的(就是“真實(shí)的”)。這樣，各個幾何命題是否“真實(shí)”的問題就歸結(jié)為公理是否“真實(shí)”的問題?？墒侨藗冊缇椭?，上述最后一個問題不僅是用幾何學(xué)的方法無法解答的，而且這個問題本身就是完全沒有意義的。我們不能問“過兩點(diǎn)只有一直線”是否真實(shí)。我們只能說，歐幾里得幾何學(xué)研究的是稱之為“直線”的東西，它說明每一直線具有由該直線上的兩點(diǎn)來唯一地確定的性質(zhì)。“真實(shí)”這一概念有由該直線上的兩點(diǎn)來唯一地確定的性質(zhì)。“真實(shí)”這一概念與純幾何這的論點(diǎn)是不相符的，因?yàn)?ldquo;真實(shí)”一詞我們在習(xí)慣上總是指與一個“實(shí)在的”客體相當(dāng)?shù)囊馑?然而幾何學(xué)并不涉及其中所包含的觀念與經(jīng)驗(yàn)客體之間的關(guān)系，而只是涉及這些觀念本身之間的邏輯聯(lián)系。
不難理解，為什么盡管如些我們還是感到不得不將這些幾何命題稱為“真理”。幾何觀念大體上對應(yīng)于自然界中具有正確形狀的客體，而這些客體無疑是產(chǎn)生這些觀念的唯一淵源。幾何學(xué)應(yīng)避免遵循這一途徑，以便能夠使其結(jié)構(gòu)獲得
最大限度的邏輯一致性。例如，通過位于一個在實(shí)踐上可視為剛性的物體上的兩個有記號的位置來查看“距離”的辦法，在我們的思想習(xí)慣中是根liuxue86.com深蒂固的。如果我們適當(dāng)?shù)剡x擇我們的觀察位置，用一只眼睛觀察而能使三個點(diǎn)的視位置相互重合，我們也習(xí)慣于認(rèn)為這三個點(diǎn)位于一條直線上。
如果，按照我們的思想習(xí)慣，我們現(xiàn)在在歐幾里得幾何學(xué)的命題中補(bǔ)充一個這樣的命題，即在一個在實(shí)踐上可視為剛性的物體上的兩個點(diǎn)永遠(yuǎn)對應(yīng)于同一距離(直線間隔)，而與我們可能使該物體的位置發(fā)生的任何變化無關(guān)，那么，歐幾里得幾何學(xué)的命題就歸結(jié)為關(guān)于各個在實(shí)踐上可以視為剛性的物體的所有相對位置的命題。作了這樣補(bǔ)充的幾何學(xué)可以看作物理學(xué)的一個分支。現(xiàn)在我們就能夠合法地提出經(jīng)過這樣解釋的幾何命題是否“真理”的問題;因?yàn)槲覀冇欣碛蓡?，對于與我們的幾何觀念相聯(lián)系的那些實(shí)在的東西來說，這些命題是否被滿足。用不大精確的措詞來表達(dá)，上面這句話可以說成為，我們把此種意義的幾何命題的“真實(shí)性”理解為這個幾何命題對于用圓規(guī)和直尺作圖的有效性。
當(dāng)然，以此種意義斷定的幾何命題的“真實(shí)性”，是僅僅以不大完整的經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)的。目下，我們暫先認(rèn)定幾何命題的“真實(shí)性”。然后我們在后一階段(在論述廣義相對論時)將會看到，這種“真實(shí)性”是有限的，那時我們將討論這種有限性范圍的大小。
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