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相對論

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發表日期

1/29/2014 12:34:55 AM

發表內容

REPO
相對論（英語：Theory of relativity）
是關於時空和重力的理論，主要由愛因斯坦創立，依其研究對象的不同可分為狹義相對論和廣義相對論。相對論和量子力學的提出給物理學帶來了革命性的變化，它們共同奠定了近代物理學的基礎。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」、「彎曲時空」等全新的概念。不過近年來，人們對於物理理論的分類有了一種新的認識——以其理論是否是決定論的來劃分古典與非古典的物理學，即「非古典的＝量子的」。在這個意義下，相對論仍然是一種古典的理論。

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相對論對物理學發展的影響
相對論直接和間接地催生了量子力學的誕生，也為研究微觀世界的高速運動確立全新的數學模型。

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關於愛因斯坦 在1/29/2014 1:48:42 AM的回覆：
阿爾伯特·愛因斯坦（德語：Albert Einstein，1879年3月14日－1955年4月18日），20世紀猶太裔理論物理學家，創立了相對論，現代物理學的兩大支柱之一（另一個是量子力學）。雖然愛因斯坦的質能方程式E = mc2(按：2意指平方)最著稱於世，他是因為「對理論物理的貢獻，特別是發現了光電效應」而獲得1921年諾貝爾物理學獎。

愛因斯坦總共發表了300多篇科學論文和150篇非科學作品。愛因斯坦被譽為是「現代物理學之父」及二十世紀世界最重要科學家之一。他卓越的科學成就和原創性使得「愛因斯坦」一詞成為「天才」的同義詞。

波粒二象性
在一篇1909年的文章中，愛因斯坦證明普朗克的「能量子」具有精確的動量，並且表現得像一個獨立的點狀粒子。這篇文章提出了「光子」的概念。但光子作為一個名詞，是吉爾伯特·路易斯在1926年提出的。

愛因斯坦與波耳(Bohr)
愛因斯坦和尼爾斯·波耳都是舊量子力學的奠基人。他們之間關於量子力學發生了一系列著名的爭論。愛因斯坦認為，物理學應該能告訴他在公式背後的真實世界發生了什麼。而波耳只對公式本身感興趣而不關心現實世界中的事件。愛因斯坦對於量子力學持續有力的批評促進了量子力學的發展。他們之間辯論因其對科學哲學的重要性而被載入史冊。

宗教觀點
愛因斯坦是猶太人，但他並不信奉猶太教，他認為宗教是幼稚迷信的化身，他只是讚歎宇宙和自然的美麗。1954年3月24日，在給一位工人的回信中，他說道：「你所讀到的關於我信教的說法當然是一個謊言，一個被系統地重複著的謊言。我不相信人格化的上帝，我也從來不否認而是清楚地表達了這一點。如果在我的內心有什麼能被稱之為宗教的話，那就是對我們的科學所能夠揭示的這個世界的結構的無限的敬仰。」

他還說：「我們不理解的事物存在的知識，以及我們對那些我們的意識可以接受的最深奧的推理和最美麗事物的感覺構成了我們對宗教的虔誠。在這個意義上，但僅僅在此意義上，我深信宗教。」

在回答美國紐約國際猶太人會堂（International Synagogue）的拉比赫伯特·高德斯坦（Herbert Goldstein）時，他說道：「我相信斯賓諾莎的神，一個通過存在事物的和諧有序體現自己的神，而不是一個關心人類命運和行為的神。」

當受到馬丁·布伯關於宗教信仰攻擊之後，他聲明：「我們物理學家所努力的僅僅是跟隨他畫他的線。」作為愛因斯坦宗教信仰的總結，他曾說道：「有一個無限的高級智慧通過我們脆弱無力的思維可以感受的細節來顯示他自己，對此謙卑的讚美構成了我的宗教信仰。」在信件中，愛因斯坦寫道：

“ 我認為猶太教就跟所有其他宗教一樣，是幼稚迷信的化身……我認為，上帝這個詞，不過就是一種措辭，人類弱點的產物。聖經中充斥許多光榮但仍相當簡陋而且非常幼稚的傳說。

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此外，

愛因斯坦與羅素：

愛因斯坦還聯同史懷哲和伯特蘭·羅素一起行動，以禁止核試驗和核武器戰爭。在他去世的前幾天，他簽署了《羅素—愛因斯坦宣言》，這一聲明促使帕格沃什科學和世界事務會議召開。他在給羅素的信中寫道：

“ :親愛的伯特蘭·羅素：
感謝你4月5日的來信，我很高興在你這個出色的聲明上簽字，我還同意你的簽名者候選名單。
致敬，阿·愛因斯坦

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回覆	戀雨(點迷) 在1/29/2014 4:22:08 PM的回覆：念天地之悠悠，獨愴然而涕下我還蠻喜歡思考相對論的，在準備國考以前‧‧‧‧ 新年快樂！

回覆	.. 在1/29/2014 4:43:45 PM的回覆：民事訴訟法裡也有一個相對論：訴訟標的相對論(邱聯恭) ----------------- 不知道取名是不是抄愛因斯坦的？

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關於光子 在1/29/2014 4:54:35 PM的回覆：
光量子（Photon）
，簡稱光子，是傳遞電磁相互作用的基本粒子，是一種規範玻色子。光子是電磁輻射的載體，而在量子場論中光子被認為是電磁相互作用的媒介子。與大多數基本粒子（如電子和夸克）相比，光子的靜止質量為零，這意味著其在真空中的傳播速度是光速。與其他量子一樣，光子具有波粒二象性：光子能夠表現出經典波的折射、干涉、衍射等性質（關於光子的波動性是經典電磁理論描述的電磁波的波動還是量子力學描述的機率波的波動這一問題請參考下文波粒二象性和不確定性原理）；而光子的粒子性則表現為和物質相互作用時不像經典的波那樣可以傳遞任意值的能量，光子只能傳遞量子化的能量，即：這裡是普朗克常數，是光波的頻率。對可見光而言，單個光子攜帶的能量約為4×10-19焦耳，這樣大小的能量足以激發起眼睛上感光細胞的一個分子，從而引起視覺。除能量以外，光子還具有動量和偏振態，不過由於有量子力學定律的制約，單個光子沒有確定的動量或偏振態，而只存在測量其位置、動量或偏振時得到對應本徵值的機率。

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光子的概念是愛因斯坦在1905年至1917年間提出的，當時被普遍接受的關於「光是電磁波」的經典電磁理論無法解釋光電效應等實驗現象。相對於當時的其他半經典理論在麥克斯韋方程的框架下將物質吸收和發射光的能量量子化，愛因斯坦首先提出「光本身就是量子化的」，這種光量子（英語：light quantum，德語：das Lichtquant）被稱作光子。這一概念的形成帶動了實驗和理論物理學在多個領域的巨大進展，例如雷射、玻色-愛因斯坦凝聚、量子場論、量子力學的統計詮釋、量子光學和量子計算等。根據粒子物理的標準模型，光子是所有電場和磁場的產生原因，而它們本身的存在，則是滿足物理定律在時空內每一點具有特定對稱性要求的結果。光子的內秉屬性，例如質量、電荷、自旋等，則是由規範對稱性所決定的。

光子的概念也應用到物理學外的其他領域當中，如光化學、雙光子激發顯微技術，以及分子間距的測量等。在當代相關研究中，光子是研究量子計算機的基本元素，也在複雜的光通信技術，例如量子密碼學等領域有重要的研究價值。

wiki

回覆	.. 在1/29/2014 5:00:20 PM的回覆：基本粒子指人們認知的構成「物質」的最小最基本的單位。但是因為物理學的不斷發展，人類對物質構成的認知逐漸深入，因此基本粒子的定義隨時間也是有所變化的。目前在「粒子物理學」中，『標準模型理論』認為的基本粒子可以分為「夸克」、「輕子」、「規範玻色子」和「希格斯粒子」四大類。標準模型理論之外也有理論認為可能存在「『質量非常大』的『超粒子』」。

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.. 在1/29/2014 5:02:12 PM的回覆：
標準模型理論以外的理論性粒子
超對稱粒子
除了以上這些實驗已經證明的基本粒子之外，理論粒子物理學家為了解釋某些現有理論無法解釋的實驗現象，而猜想我們的宇宙中可能存在超對稱粒子。它們質量非常地大（相對一般粒子如質子而言），因此現有的加速器還無法製造他們。但是因為量子漲落的存在，因此它們可能在非常短的時間間隔內和非常小的機率下與我們可見的粒子發生相互作用，因此它們可以間接地探測到。目前每種粒子都被認為存在對應的超對稱粒子。並且被用來解釋某些物理現象。例如夸克的超對稱粒子用來解釋正反粒子數目的不對稱，以及中微子的超對稱粒子用來解釋為什麼中微子的質量如此之小（但不是等於0）。

假想的粒子
有一些粒子，僅僅是理論學家的假想，而基本沒有確切的實驗根據，因此可能宇宙中根本不存在。這些粒子的提出或者只是為了給某些現有的現象作一種可能的解釋，或者僅僅是這種粒子如果存在也不會破壞現有的物理定律，因此我們沒有理由相信他們一定不存在而已。例如某些科學家認為占宇宙總能量約25%的「暗物質」，就是一種與其他物質作用極其微弱的但是有質量的粒子（WIMP）。此外也有一些理論研究某些速度永遠大於光速的速子，以及磁單極子或加速子等等。

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.. 在1/29/2014 5:10:29 PM的回覆：
物質
是一個科學上沒有明確定義的詞，一般是指靜止質量不為零的東西。物質也常用來泛稱所有組成可觀測物體的成份。

所有可以用肉眼看到的物體都是由原子組成，而原子是由互相作用的次原子粒子所組成，其中包括由質子和中子組成的原子核，以及許多電子組成的電子雲。   一般而言科學上會將上述的複合粒子「視為物質」，因為他們具有靜止質量及體積。相對的，像光子等無質量粒子（英語：massless   particle）「一般不視為物質」。不過不是所有具有靜止質量的粒子都有古典定義下的體積，像夸克及輕子等粒子一般會視為「質點」，不具有大小及體積。而夸克和輕子之間的交互作用才使得質子和中子有所謂的體積，也使得一般物體有體積。

物質常見的物質狀態有四種：固體、液體、氣體及電漿體。不過實驗技術的進步產生了許多新的物質狀態，像是玻色–愛因斯坦凝聚及費米子凝聚態。對於基本粒子的研究也產生了新的物質狀態，像是夸克-膠子漿。在自然科學的歷史中，許多人都在研究物質的確切性質，物質是由許多離散組件組合而成的概念，即所謂的「物質粒子論」，最早是由希臘哲學家留基伯（~490   BC）及德謨克利特（~470–380   BC）提出[6]。

愛因斯坦證明所有物體都可以轉換為能量（即質能等價），之間的關係式即為著名的E   =   mc2，其中E為能量，m為質量，c為光速，其數值為299792458   m/s。因此很小的質量可以轉換為很大的能量，例如正子和電子（都是物質）可以轉換為非物質的光子。不過雖然在這些過程中可以產生或是湮滅物質，但是物質及能量的總和（透過E   =   mc2轉換）卻不會改變。

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羅素Russell在其著作相對論ABC第14章何謂物質中，說：

物質只是「一群『事件』」

不知道這個事件跟民法總則裡很重要的一個概念：『法律事實」

中的「事件」(行為以外的事實之一)

是否是同樣的東西？

回覆	.. 在1/29/2014 5:12:02 PM的回覆：行為以外的其他事實

回覆	.. 在1/29/2014 5:24:08 PM的回覆：羅素：我認為，相對論實在不能許可保留舊式概念所說的物質，那種概念受了形而上學所謂的「實體」(substance)的影響，其中包含的觀點並不是討論『現象』時必需的。

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.. 在1/29/2014 5:57:46 PM的回覆：
愛因斯坦Einstein，相對論入門，第15版說明：

我在本版中增加了附錄五(按：意指相對論與空間問題，包括1.場，2.廣義相對論的空間概念，以及3.廣義的重力論)，其中闡述了我對一般空間的問題，以及對我們空間概念如何在相對論觀點影響下，逐漸改變的看法。

我想說明：空間和時間未必能看程式可以脫離物質世界的真實客體而獨立存在的東西。並非物質客體存在於空間中，而是這些客體具有空間廣延性。如此看來，「一無所有的空間」(empty   space)這個概念就失去了意義。

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好像是在講叔本華Schopenhauer？

因為叔本華在其作為意志與表象一書末，其言：

(我們要承認，意志完全消滅以後所留下來的，對那些仍然充滿意志的人來說，當然是空無一物；然而相反的，對那些否定了意志獲意志已經轉變了的人來說，)這個世界，這個如此實在的世界及其所有的太陽系和銀河系----都是空無一物的。

當然！叔本華是在其卷四意志世界討論虛無的，亦即期是從意志的，亦即主觀的角度來看空間問題的

這跟愛因斯坦從物理學的角度來看空間與物質，是不同的！

此外這裡還要再po一次官於維根斯坦回應摩爾Moore(這裡反而比較可以跟叔本華的意志世界作比較)
..   在2014/1/22   下午   10:30:19的回覆：
維根斯坦，論確定性

譯者提到：

維特根斯坦的《論確實性》(1969年)是對英國當代哲學家摩爾(GEMoore，1873～1958)在其有名的論文《外在世界的證明》(1939年)中駁斥懷疑論所用萬法的批判。摩爾在這篇文章中為了反對懷疑論而提出自己關於外界事物存在的“證明”。他通過舉起自己的雙手說“這裡有一隻手”和“這裡還有另一隻手”，從而得出心靈之外有事物存在的結論：摩爾知道某些哲學家不會對這種證明方法感到滿意。他們要求對“這裡有一隻手”和“這裡還有另一隻手”這些前提給出邏輯上的證明。摩爾承認自己不能給出這種證明，但仍堅持說他確實能夠知道這些命題為真。他認為有些真理是人們確實知道但卻不能證明的。他也曾在較早的一篇論文《維護常識》(1925年)中列舉一些命題，說他確實“知道它們為真”，比如說“我有身體”，“除了自己以外還有別人”以及“地球在我出生之前很久就已存在”等等。

維特根斯坦雖然同意摩爾所持的反駁懷疑論的立場，但卻認為他所列舉的命題根本不是知識的典型範例。維特根斯坦認為摩爾在說“知道”時，違反了這個詞的正當用法，因而是一種誤用。照維特根斯坦看來，凡是知識就必須有理由根據。

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.. 在1/29/2014 7:28:05 PM的回覆：
呵呵.....

這一po文或許也可看作是物理的演進的一部分

《物理之演進》（英文版原名：The Evolution of Physics或The Evolution of Physics: From Early Concept to Relativity and Quanta，根據版本不同書名有上述的文字差別。中文版譯名來自周肇威的譯本）是由物理學家阿爾伯特·愛因斯坦和利奧波德·英費爾德合著出版的物理學科普讀物，內容介紹了物理學從伽利略、牛頓時代的古典理論到現代場論、相對論和量子力學的發展演化歷程。該書最初由劍橋大學出版社在1938年出版並獲得了大眾的廣泛好評，《時代》雜誌還特別為此書刊載了一篇頭條報導。

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內容
該書分為四章內容，標題分別為：《機械觀的興起》、《機械觀的衰落》、《場，相對論》和《量子》。每一章所包含的小節都有各自的小標題。

在第一章中作者從伽利略的理想實驗起始，通過引入向量的概念介紹了伽利略和牛頓的古典力學，並從焦耳的熱功當量角度解釋了古典物理中所認為的熱現象，它也可以用分子間作用力的機械觀來描述。
在第二章中作者首先展示了電磁現象無法用傳統的機械觀來描述，進而涉及到光的本性問題。這裡面描述了牛頓的微粒說和惠更斯的波動說關於光的本性的論戰，雖然結果贊同了波動說（認為光是一種機械波），但又要同時假定不能用機械觀來描述的作為光波的傳播介質的以太的存在。
在第三章中作者用力線首先來描述重力場，進而用它來描述電場和磁場。作者解釋說這是在嘗試「用流體的語言來將熟悉的事實翻譯成新的場論的語言」。愛因斯坦和英費爾德敘述了法拉第、馬克士威和赫茲的實驗引發了現代物理學，邁克生-莫立實驗和狹義相對論否定了以太的存在。最後，愛因斯坦在這裡介紹了廣義相對論。
在第四章中作者通過光電效應實驗引入了光量子概念並由此進一步引出了機率波的概念，「量子理論又創造了關於實在的新的主要特色。不連續性代替了連續性。放棄了掌握個體的定律，出現了機率的定律。」

評價
物理學家史蒂芬·霍金稱此書為一場「革命」，他說：「今天我們已經很習慣接受量子力學的概念，從而很容易忘記當初我們要從量子角度來思考時所需要的具有紀念意義的思想轉變。」

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