科学发展史上两种不同的时空观_哲学在爱因斯坦科学发现中的作用
爱因斯坦故事相对论的启示与科学革命
爱因斯坦故事相对论的启示与科学革命爱因斯坦是二十世纪最著名的科学家之一,他的相对论理论对整个科学界产生了巨大的影响。
相对论深刻地改变了我们对时间、空间和物质的理解,为后来的科学研究和技术发展奠定了基础。
本文将探讨爱因斯坦故事中相对论的启示,以及它给科学革命带来的影响与挑战。
一、相对论的基本原理相对论是爱因斯坦于1905年提出的一种狭义理论,主要包括了以下两个基本原理:一是光速不变原理,即光速在任何参考系中都是恒定的;二是相对性原理,即物理定律在各个惯性系中都是一样的。
这些原理的提出打破了牛顿力学的观念框架,使我们对时空的理解发生了全新的变革。
二、相对论的启示爱因斯坦的相对论带给我们许多重要的启示,其中最为显著的是以下几点:1. 时间与空间的相互影响相对论告诉我们,时间和空间是相互联系的,而不是独立存在的。
光速不变原理表明时间的流逝与空间的变化有密切关系,同时也揭示了时间和空间的弹性特性。
这种启示对于我们理解宇宙的演化、时间的流逝以及星际旅行等方面有重要意义。
2. 质能等效原理爱因斯坦提出了著名的质能等效原理,即质量和能量之间存在着等效关系。
这一理论揭示了物质与能量之间的本质联系,为核能释放和核反应提供了理论基础。
质能等效原理的启示引发了新能源的探索和开发,对能源领域的革命产生了重要的影响。
3. 引力的曲率效应相对论中的引力理论表明,质量和能量的存在会曲折时空,形成引力场。
这一启示解释了行星运动、星系结构及宇宙扩张等现象,并为黑洞和宇宙学等领域的研究提供了重要线索。
引力的曲率效应改变了我们对引力的理解,推动了现代天体物理学的发展。
三、相对论对科学革命的影响与挑战爱因斯坦相对论的提出对科学革命产生了深远的影响,同时也带来了一些挑战。
相对论的影响主要体现在以下几个方面:1. 整体观念的转变相对论要求我们从整体的角度来看待自然界的现象,不再将世界视为孤立的个体。
这种整体观念的转变促进了不同学科之间的交叉与融合,推动了科学研究的综合发展。
科学发展史上两种不同的时空观——哲学在爱因斯坦科学发现中的作用
时也较为成功地 回答了天体运行的问题。牛顿经典 力 学理论 对行 星 的正 确预测 更 将牛顿 推 向科学 世界 的最高峰 。10 90年元 旦 , 著名物理学 家, 曾任过英
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划时代成就进行深层次 的哲学分析, 对现在 的我们
来讲也是极为有意义的。
爱因斯坦相对论时间与空间的统一观念
爱因斯坦相对论时间与空间的统一观念爱因斯坦是二十世纪最伟大的科学家之一,他的相对论理论对于现代物理学和科学哲学影响深远。
其中最重要的成果之一便是关于时间和空间统一观念的提出。
相对论改变了人们对时间和空间的理解,揭示了它们之间的相互关系。
在经典物理学中,时间和空间被认为是相互独立的两个概念。
然而,爱因斯坦通过对光的性质研究发现,观察者的运动速度会影响到光的传播速度。
基于这一观察结果,爱因斯坦提出了狭义相对论。
狭义相对论中的一个重要原理是光速不变原理,即光速在任何参考系下都具有相同的值。
这意味着,无论一个人是静止的还是以光速运动,他们都会得到相同的光速测量结果。
根据光速不变原理,爱因斯坦推导出了时间的相对性。
传统上,我们认为时间是一个绝对的概念,不受任何因素的影响。
然而,在狭义相对论中,时间却是相对的。
观察者的运动速度会影响到时间的流逝速度。
当一个观察者以接近光速的速度运动时,他的时间会变得相对缓慢,即时间会相对于静止观察者来说变慢。
这一现象被称为时间膨胀。
爱因斯坦还通过狭义相对论揭示了空间的相对性。
在传统的物理学观念中,空间被认为是一个绝对的框架,所有事件都发生在其中。
然而,狭义相对论表明,观察者的运动速度会影响到空间的形状。
当一个观察者以接近光速的速度运动时,空间会出现收缩,即空间长度相对于静止观察者来说变短。
这一现象被称为长度收缩。
爱因斯坦将时间和空间的统一观念进一步发展为广义相对论。
广义相对论是对引力的理论,它将引力解释为物体在时空弯曲下的自由运动。
根据广义相对论,物体的质量和能量会曲折时空,并影响到其他物体的运动轨迹。
这种弯曲被描述为物体在引力场中运动的结果。
广义相对论的一个重要预测是引力波的存在。
引力波是时空弯曲产生的涟漪,就像水面上的波纹一样。
这种波纹以光速传播,是质量和能量的转移方式。
引力波的首次直接观测和证实发生在2015年,这一发现被认为是爱因斯坦理论的重要验证,也是现代物理学的一个里程碑。
爱因斯坦相对论对时空观念的改变
爱因斯坦相对论对时空观念的改变爱因斯坦是20世纪最伟大的科学家之一,他的相对论理论对于我们对时空观念的认知带来了革命性的改变。
在传统的牛顿物理学中,时空被看作是绝对和稳定的,而相对论则提出了一个全新的视角,认为时空是相对的、有弹性的,并且与物质和能量的分布有着密切的关系。
本文将介绍爱因斯坦相对论对我们的时空观念所带来的改变。
首先,爱因斯坦提出的相对论推翻了牛顿绝对时间的观念。
在牛顿的经典物理学中,时间被认为是普遍、不可改变的流逝。
然而,相对论认为时间是相对的,不同的观察者可能会有不同的时间流逝速度。
这是由于速度接近光速的物体经历了时间的“减慢”效应,这一现象被称为时间膨胀。
爱因斯坦通过实验证实了这一理论,例如,在航天员返回地球后,他们的时间流逝比地球上的观察者更慢,这是由于他们的速度更接近光速。
这种相对的时间概念改变了我们对时间的认知,它告诉我们时间不是一个普适的基准,而是相对于观察者的。
其次,爱因斯坦的相对论还推翻了牛顿绝对空间的观念。
在经典物理学中,空间被认为是不变的三维坐标系,不受任何因素的影响。
然而,相对论表明空间也是相对的,并且按照质量和能量的分布而产生变形。
这种变形被称为引力场,它是由质量和能量对时空弯曲的结果。
通过引力场的弯曲效应,相对论解释了引力这一看似神秘的力量,使我们对于星体运动和宇宙结构有了更深入的理解。
爱因斯坦的相对论通过数学表达引力场和时空的关系,给我们带来了时空观念上的彻底颠覆。
此外,相对论还揭示了光速的极限性质。
根据相对论的说法,光速是宇宙中的最高速度,而且是不能被超越的。
这一观念与牛顿物理学中无限速度传播的观点完全不同。
相对论表明,光速是万物的极限,不论是静止的观察者还是高速运动的观察者,都无法超越光速。
这一发现对我们的时空观念产生了深远的影响,它告诉我们不论物体运动得多快,都无法超越光速,时间和空间的改变也会随之发生。
总的来说,爱因斯坦相对论对我们的时空观念产生了革命性的改变。
爱因斯坦相对论时空观
爱因斯坦相对论时空观
爱因斯坦相对论时空观是现代物理学史上一次伟大的革命。
相对论时空观发明了一种全新的空间和时间的概念,推翻了经典牛顿物理学的观点,成为后来相对论物理学和量子力学的基石。
下面我们一起来了解一下爱因斯坦相对论时空观的重要内容。
1. 空间和时间的统一
在爱因斯坦相对论时空观中,空间和时间是不可分割的,它们构成了一个四维空间时间。
这个四维空间时间的度量不再是绝对的,而是相对的,取决于物体的运动状态。
这样一来,牛顿经典物理学中的“绝对空间”和“绝对时间”就不再存在了。
2. 速度限制
在爱因斯坦相对论时空观中,光速是唯一不变的物理常数,它是所有运动物体所能达到的最大速度。
当物体的速度逼近光速时,它的质量会增加,时间会变慢,长度会缩短。
这些现象成为“时间膨胀”和“长度收缩”。
3. 相对论质能关系
爱因斯坦相对论时空观还提出了质能等价原理(E=mc²),这种质能等价关系表明,质量和能量是可以相互转化的,其中c代表光速。
这个
公式的发现推动了后来原子弹和核能的发展。
4. 引力场
相对论时空观也改变了我们对引力的理解。
牛顿引力定律认为,物体之间的引力效应是由于它们之间的万有引力作用引起的。
而相对论时空观则认为,引力是由物体所在空间的弯曲产生的。
引力场的强度和物体的质量有关,被描述为时空弯曲。
总结:
以上内容仅仅是爱因斯坦相对论时空观的一些要点,不仅涉及到科学哲学、自然哲学、数学等多学科,也具有经典性和普遍性,对于理解整个宇宙的演化和自然规律有很大的帮助。
从牛顿的绝对时空观到爱因斯坦的相对时空观
从牛顿的绝对时空观到爱因斯坦的相对时空观自古以来,人们对时间和空间的研究活动从未停止过。
人类对时空的认识,随着自然科学的发展,是不断变化的。
人类的时空观念的演变,大体上经历了三个时期:几何学时代、动力学时代及相对论时代。
1905年,爱因斯坦总结了前人的成就,分析了经典物理学的困难,以彻底创新的精神革新了旧有观念,他发表了题为《论动体的电动力学》一文,正式宣告了狭义相对论的诞生。
相对论的建立使人们对物质、运动、时间、空间的观念发生了革命性的变化,由于这些基本概念的简历和思想的变革,又进一步导致了人类自然观和哲学思想的变化,并且为人类文明开辟了新的前景。
在本文中,我们对牛顿的绝对时空观和爱因斯坦的相对时空观进行比较、评论。
一、时空观的比较1.牛顿的绝对时空观牛顿在《自然哲学的数学原理》一书中,对时间和空间给出了如下定义:“1.绝对的、真正的和数学的时间自身在流逝着,而且由于其本性而在均匀地、与任何其他外界事物无关地流逝着,它又可以名之为‘延续性’;相对的、表现的和通常的时间是延续性的一种可感觉的、外部的(无论是精确的或是不相等的)通过运动来进行的量度,我们通常就用诸如小时、日、月、年等这种量度以代替真正的时间。
2.绝对的空间,就其本性而言,是与外界任何事物无关而永远是相同的和不动的。
相对空间是绝对空间的可动部分或者量度。
”也就是说,时间在宇宙中均匀流逝着,而空间好像一个容器,两者之间没有联系,也不与物质运动发生关系。
牛顿的绝对时空观在18世纪和19世纪居于统治地位,它的权威被打破已经是20世纪的事情了。
2.爱因斯坦的相对时空观(1)狭义相对论的时空观爱因斯坦的狭义相对论是建立在两个基本假设基础之上的。
一是相对性原理,即物体运动状态的改变与选择任何一个参照系无关:二是光速不变原理,即对任何一个参照系而言,光速都是相同的。
在这两个基本假设中,爱因斯坦抛弃了经典物理学中的“以太”和绝对的时空观。
从这两个基本假设出发,爱因斯坦又推出以下主要结论:(1)长度收缩,即运动物体在运动方向上长度缩短;(2)时钟变慢,即运动着的时钟要变慢;(3)光速极限,即任何物体的运动速度都不可能超过光速;(4)同时性是相对的,即在一个惯性系中同时发生的事情,在另一个惯性系中测量便不是同时发生的;(5)如果物质运动速度比光速小得多,相对论力学就变为牛顿力学,因此相对论比牛顿力学具有更普遍的意义。
牛顿爱因斯坦时空观
牛顿爱因斯坦时空观
牛顿和爱因斯坦都是伟大的物理学家,他们对时空观做出了很多贡献。
下面将分别介绍他们的时空观:
牛顿时空观:
1. 绝对时空观:牛顿认为时间和空间是独立的,彼此无关,而时间在
全宇宙是绝对一致的。
2. 物体运动的描述:牛顿通过三大定律描述了物体运动的规律,同时
发现运动状态的改变需要施加力。
3. 重力现象的解释:牛顿提出了著名的万有引力定律,认为所有物体
之间都存在引力,而这种引力是由于物体质量之间的相互作用。
爱因斯坦时空观:
1. 相对时空观:爱因斯坦认为时间和空间是密切相互联系的,两者不
是独立存在的,而是组成了时空。
2. 相对性原理:爱因斯坦提出了相对性原理,任何所有者都不存在绝
对运动状态,而任何物理规律的表达式都应该适用于所有惯性系。
3. 光速不变原理:爱因斯坦认为光速是不变的,即光速在所有惯性系中都是相同的。
牛顿和爱因斯坦的时空观有很大的不同。
其实,爱因斯坦的相对论是对牛顿力学的颠覆,揭示了物理规律的底层本质,深刻影响了物理学的后续发展。
科学发展史上两种不同的时空观_哲学在爱因斯坦科学发现中的作用
2011年4月新乡学院学报(社会科学版)Apr.2011第25卷第2期Journal of Xinxiang University(Social Sciences Edition)Vol.25No.2●哲学研究科学发展史上两种不同的时空观———哲学在爱因斯坦科学发现中的作用张强(郑州大学历史学院,河南郑州450001)摘要:爱因斯坦相对论“钟慢尺缩”时空观的提出,从根本上颠覆了牛顿所建立的时空观,同时也大大深化了当时人们对世界的认识。
深入分析科学发展史上爱因斯坦的科学成就,可以发现爱因斯坦怀疑、批判、求实的科学精神以及兼容并蓄的哲学素养是其在科学上取得革命性突破的基础。
关键词:科学发展史;爱因斯坦;时空观;哲学中图分类号:B016.9文献标志码:A文章编号:1674-3334(2011)02-0020-04收稿日期:2011-01-26作者简介:张强,男,河南原阳人,郑州大学历史学院古代科技史博士生,新乡学院社会科学部教师。
时间、空间问题历来为哲学家和科学家所关注。
从某种意义上说,时间和空间是建立科学、哲学体系的基础。
牛顿、爱因斯坦作为各自时代的科学翘楚,对时间和空间问题当然是不能回避的。
牛顿提出的“绝对时间”、“绝对空间”的概念不但是构成其经典力学体系的基石,同时作为一种教条也深深影响了后来几个世纪科学家和哲学家的思想。
爱因斯坦于1905年、1916年创立的狭义相对论和广义相对论理论提出了时间、空间的可变性,从根本上动摇了牛顿的时空概念,将人们引入到一个崭新的“世界”,新的哲学体系和科学技术体系也同时有了各自的自然科学基础。
爱因斯坦取得的这一成就是科学发展史上的一次革命,对爱因斯坦取得的这一划时代成就进行深层次的哲学分析,对现在的我们来讲也是极为有意义的。
一、牛顿的时间、空间观及其影响作为经典力学的集大成者,为创立自身的力学体系,牛顿在其举世名著《自然哲学之数学原理》一书中首先对时间、空间和运动做出了定义。
爱因斯坦对时间和空间的解释
爱因斯坦对时间和空间的解释1. 爱因斯坦的奇妙旅程爱因斯坦,这个名字相信大家都不陌生。
他的脑袋里装着的不仅仅是物理公式,更是对时间和空间的深刻理解。
咱们今天就来聊聊这位天才如何打破常规,重新定义了我们对世界的认识。
2. 时间和空间的传统观念在爱因斯坦出现之前,大家对时间和空间的理解可是非常简单的。
就像咱们平时说的,“天有多高,地有多厚”,这些观念基本上可以用“时间就是时间,空间就是空间”来概括。
在牛顿的世界里,时间和空间被认为是绝对的,就像是两个背景板,牢牢地支撑着所有的事件和物体。
2.1. 绝对时间和绝对空间在牛顿眼中,时间是永远不变的,无论你在哪里,它的流逝速度总是一模一样。
而空间也是如此,仿佛是一张无限大的画布,所有的物体都在上面自由移动。
这种想法就像是把时间和空间当作舞台背景,不管你怎么跳舞,它们都不会动。
2.2. 生活中的影响这种传统观念在日常生活中似乎没什么问题。
但当你开始考虑更复杂的情况,比如高速运动的物体,问题就来了。
想象一下,火车飞驰而过,而你站在站台上,你感觉到的时间和空间可能会有些微妙的变化,这时候,传统观念就显得有些捉襟见肘了。
3. 爱因斯坦的相对论爱因斯坦的到来,就像是给这场科学盛宴带来了一个大翻盘。
他提出了两个重要的理论——狭义相对论和广义相对论,这两个理论彻底改变了我们对时间和空间的看法。
3.1. 狭义相对论的奇思妙想狭义相对论是爱因斯坦于1905年提出的,他在这理论中讲到了一点让人瞠目结舌的内容:时间和空间并不是绝对的,而是相对的。
你可以这么理解,时间和空间就像是橡皮泥,可以被拉伸或者压缩,具体取决于你的运动状态。
比如说,当你以接近光速的速度移动时,你的时间会变得“慢”起来。
这就像是在说,火箭上的钟表走得比地球上的慢。
如果你在火箭上待了很久,返回地球时,你可能会发现,地球上的时间已经过去了好多年,这种现象被称作“时间膨胀”。
3.2. 广义相对论的全新视角然后,爱因斯坦又提出了广义相对论,进一步深入探索了引力的本质。
爱因斯坦宇宙时空观
爱因斯坦宇宙时空观爱因斯坦宇宙时空观爱因斯坦是现代物理学最重要的人物之一,他所发展出的相对论和宇宙时空观,不仅在科学领域有着深远的影响,也深刻地改变了我们对宇宙和时间的看法。
在这篇文章中,我们将从不同角度介绍爱因斯坦宇宙时空观的基本概念,以及它对我们现代世界的意义。
相对论与特殊相对论相对论是爱因斯坦最重要的贡献之一。
其中,特殊相对论(special relativity)是相对论的基础,它主要讲述了时间和空间的相对性。
在传统的牛顿时空观中,时间和空间是绝对的,而在相对论中,时间和空间是相对的,即它们的值取决于观察者的参考系。
特殊相对论引入了一个新的概念——光速不变原理,即在任何的参考系下,光速永远是不变的。
光速不变原理是特殊相对论的基石,它直接导致了著名的时间膨胀和长度收缩效应。
根据特殊相对论,当一个物体在高速运动时,其时间相对于一个静止的观察者来说会变得较慢,同时其长度也会相对于静止的观察者来说变短。
这些效应是相对论中最出名的结果,它们也被广泛地应用在现代科学和技术中。
广义相对论和引力波广义相对论(general relativity)是相对论的进一步发展,它主要讲述的是引力和时空的关系。
根据广义相对论,物体的质量和能量会使得周围的时空发生弯曲,这种弯曲被称为引力。
爱因斯坦将时空看做一个四维弹性织物,物体会使其产生凹陷或凸起的效果,就像一只沉重的球把床单拉向自己一样。
广义相对论还预言了引力波(gravitational waves)的存在。
引力波是由重力场发出的一种波动,不同于光波和其他电磁波。
它们可以通过强烈的引力事件,例如两个黑洞的合并,来产生。
在2015年,LIGO(Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory,激光干涉引力波天文台)的科学家们首次成功地探测到了引力波,这标志着人类成功探测到了宇宙中最神秘的物理现象之一。
宇宙时空观爱因斯坦的宇宙时空观与相对论和广义相对论密切相关,它是对宇宙和时间本质的更深刻的思考。
爱因斯坦科学思想总结
爱因斯坦科学思想总结爱因斯坦(Albert Einstein)是二十世纪最重要的科学家之一,他对物理学的贡献影响深远。
他的科学思想扩展了牛顿力学的界限,提出了相对论和量子力学的概念。
爱因斯坦的科学思想在很大程度上改变了人们对时间、空间和物质的理解。
以下是对爱因斯坦科学思想的一篇总结,总计约1000字。
爱因斯坦的第一个重要发现是相对论。
相对论是一种描述物理学中时间、空间和引力的理论,它与牛顿力学有着本质的区别。
相对论的核心概念是光速不变原理,即光速在任何参考系中都是恒定的。
这个概念打破了牛顿力学中绝对时空的观念,引入了相对性的概念。
根据相对论的理论,时间和空间是相互影响的,而且并不是绝对的。
爱因斯坦提出了著名的相对论方程E=mc²,其中E代表能量,m代表质量,c代表光速。
这个方程表明能量和质量之间存在等效关系。
爱因斯坦的相对论为之后的原子能和核能提供了理论基础。
除了相对论,爱因斯坦还对量子力学做出了重要贡献。
量子力学是一种描述微观世界的物理学,它揭示了微观粒子的行为和性质。
爱因斯坦在研究光的粒子特性时,提出了光子概念。
他认为光既可以被视为电磁波,又可以被视为一种由光子组成的粒子。
这一观点对后来量子力学的发展起到了重要作用。
爱因斯坦对量子力学的研究也引发了他与其他物理学家的辩论。
他提出了著名的“波恩争论”(Bohr–Einstein debates),认为量子力学并没有提供一个完整的描述物理系统的理论。
他对量子力学的统计概率方法提出了质疑,并强调了隐变量理论的可能性,即存在一些未知的变量来解释量子现象。
尽管爱因斯坦的观点并没有得到普遍接受,但他对物理学基本原理的质疑促进了对量子力学的深入研究。
爱因斯坦的科学思想还体现在他对相互作用和统一理论的追求上。
他希望找到一种解释 gravitation(引力)和electromagnetics(电磁)之间关系的统一理论,即所谓的“物理学的统一理论”(Theory of Everything)。
爱因斯坦的奇思妙想
爱因斯坦的奇思妙想爱因斯坦(Albert Einstein)是20世纪最伟大的物理学家之一,他的理论革新了我们对于时间、空间和能量的理解。
在他的科学思想中,有许多奇思妙想将我们的认知推向了新的高度。
本文将介绍爱因斯坦独特的奇思妙想,带领我们一起了解他思考问题的方式以及对于物理学和哲学的重要贡献。
一、相对论:时间与空间的奇特关系爱因斯坦最著名的成就之一就是他发表的相对论。
相对论提出了时间和空间的奇特关系,揭示了时间和空间并非绝对的,而是取决于观察者的参考系。
这一思想颠覆了牛顿力学的经典观念,也奠定了现代物理学的基础。
爱因斯坦在相对论中提出了狭义相对论和广义相对论两个重要理论。
狭义相对论规定了光速是宇宙中最快的速度,并提出了著名的质能方程E=mc²,揭示了质量与能量之间的等价关系。
广义相对论则从引力的角度重新定义了时间和空间,把引力视作物体所造成的空间弯曲。
相对论的提出不仅为我们理解宇宙的本质提供了新的角度,也对技术的发展产生了深远的影响。
例如,全球定位系统(GPS)的准确性就依赖于对时间和空间的精确测量,而相对论的修正使得GPS的测量结果更加精确和可靠。
二、量子理论:微观世界的奇妙行为除了相对论,爱因斯坦在量子物理学领域也有重要的贡献。
他与其他科学家一起提出了光子假说,即将光看作是由离散的粒子组成。
这一假说对于量子理论的发展起到了重要的推动作用。
爱因斯坦在与玻尔(Niels Bohr)的辩论中,提出了著名的“上帝不掷骰子”的说法,表达了他对于量子理论中的概率性的质疑。
他认为量子理论只是暂时的近似描述,而未能揭示微观世界的全部真相。
然而,随着时间的推移,实验证实了量子理论的可靠性,并成为现代科学的重要分支。
三、思想实验:引领科学的想象力爱因斯坦在科学研究中运用了许多著名的思想实验,这些实验被视为理论探究和假设验证的重要工具。
其中最有名的莫过于“相对论电梯”和“蜜蜂和火车”的思想实验。
“相对论电梯”实验提出了一个有趣的问题:当一个人在自由下落的电梯中,他是否能够感受到在重力场中的影响?通过这个实验,爱因斯坦揭示了重力与加速度的等价性,并指出物体的自由下落其实是惯性运动。
自然科学发展对哲学发展的意义--爱因斯坦相对论的哲学意义
自然科学发展对哲学发展的意义--爱因斯
坦相对论的哲学意义
爱因斯坦相对论是科学发展史上一项重大成就,它发挥了重要的作用,不仅对科学的发展产生了巨大的影响,也对哲学的发展产生了深远的影响。
爱因斯坦相对论提出了一种新的物理观点,比以往的物理观点更为宽广和全面。
它指出,在自然界中,没有任何一个绝对的参照系,任何事物都是相对的,都是相互影响的。
这一观点,不仅推翻了以往绝对物理观,而且也推翻了古典哲学中的一些基本思想。
爱因斯坦相对论的发展,标志着哲学思想的一次重大转变,同时也改变了人们对客观事物的认识。
它把客观事物的发展从原来的绝对性发展为相对性,把世界从原来的一元性发展为多元性,这对于哲学思想的发展具有十分重要的意义。
爱因斯坦相对论对哲学思想的影响也是深远的。
人们对客观事物的认识,让人们重新审视客观事物的本质,重新审视世界的本质,从而改变了人们的哲学思维。
它把客观事物的发展从原来的绝对性发展为相对性,把世界从原来的一元性发展为多元性,这给哲学思想的发展带来了新的可能性。
爱因斯坦相对论的出现,也提出了一种新的哲学思想——认识论。
它提出了“客观性”和“主观性”的概念,认为客观事物
受到主观思想的影响,主观思想也受到客观事物的影响,客观性和主观性是相互联系的,而不是绝对独立的。
这一思想对哲学思想的发展具有深远的影响。
综上所述,爱因斯坦相对论的发展对哲学思想的发展具有重要的意义。
它提出了一种新的物理观点,改变了人们对客观事物的认识,把客观事物的发展从原来的绝对性发展为相对性,把世界从原来的一元性发展为多元性,提出了一种新的哲学思想——认识论,这些都对哲学思想的发展具有重要的意义。
爱因斯坦相对论时间和空间的统一
爱因斯坦相对论时间和空间的统一爱因斯坦相对论是现代物理学中的里程碑,它不仅颠覆了牛顿的经典物理观念,更为我们揭示了时间和空间的本质。
本文将探讨爱因斯坦相对论的时间和空间统一的原理,并讨论其对我们的影响和意义。
爱因斯坦相对论的时间统一观念是基于观察者的相对性。
在牛顿物理学中,时间被视为普遍而独立的,它是均匀流逝的。
然而,爱因斯坦认为,时间的流逝并不是绝对的,而是与观察者的运动状态有关。
这意味着时间的流逝速度相对于观察者的速度而变化。
在相对论中,我们遇到一个被称为“时间膨胀”的现象,即高速运动的物体会经历较慢的时间流逝,与之相对的是静止的物体经历正常的时间流逝。
这种对时间的重新解释引发了人们对时间本质的思考。
爱因斯坦的观点揭示了时间的主观性,它不再是一个普遍适用的绝对量,而是与观察者的视角和运动状态有关。
这种相对性的时间观念改变了我们对时间的认知,使我们更加关注时间的弹性和相对性。
相对论中对空间的统一观念同样令人瞩目。
在牛顿物理学中,空间三维坐标被视为独立的,物体在其中运动。
然而,爱因斯坦认为空间和时间是密切相关的,它们构成了一个统一的时空维度。
这种统一空间观念被称为四维时空。
四维时空的概念改变了我们对空间的认知。
它将空间视为一个与时间紧密相连的整体,使时间成为我们理解物体运动的一个重要因素。
在相对论中,物体的运动不能简单地通过三维空间的运动来描述,而是需要考虑到时间维度的影响。
这意味着时间和空间是相互依存、相互影响的,它们共同构成了我们所处的时空。
爱因斯坦相对论的时间和空间的统一观念在科学界引起了深远影响。
这种新的对时间和空间的理解不仅对物理学领域产生了重要的影响,而且也对其他学科产生了启示和应用价值。
首先,在广义相对论中,爱因斯坦的观点引领了人们对引力的理解。
相对论认为,重力并不是物体间的相互作用力,而是由物体所造成的时空弯曲。
这种弯曲导致了物体的运动轨迹弯曲或改变了时间流逝速度。
因此,相对论为我们提供了一种全新的解释引力的视角。
哲学中的时空观
物理与哲学时空观摘要:关于时空观念,在很早以前就被前辈所注意,很多的哲学家、思想家都在思考、讨论这个问题。
康德、普里戈金、佛家、《周易》等,中外各家都有自己的看法,观点有同也有异。
但是,都可以称之为“哲学”的时空观,与现物理学所阐述的“经典时空观”或“相对论时空观”大不同。
哲学的博大精深,注定了“哲学中的时空观”会更神秘神奇,更能吸引眼球,从而引发人们对于时间与空间的无限遐想,随着对时空的认识不断深入,人们对物理学的时空也有新的理解和猜测。
关键词:哲学、物理、时空观当今社会,随着科技的发展,人们对于科学普遍重视,但对哲学,重视程度明显不比对于科学技术。
在科学理论上,时间与空间观念大致可分为两种:牛顿的经典时空观、爱因斯坦的相对论时空观。
但是在哲学体系中,时空观念就有很多很复杂的学说。
1.物理时空观1.1 经典时空观与相对论时空观一个明显的概念是一个数轴,然而一维空间不是数轴。
可以是一条在二维平面上的曲线,只要我们在这条线上找个原点,确定一下量度,这也是一个不折不扣的一维空间,身在这个空间上的东西不会察觉到这条曲线其实是处于一个二维空间中。
同理,这条曲线可以处于更多维空间,而身在其中的人却一无所知。
而我们所处的三维空间可能和那条线遭遇相同,我们对自己所于三维空间深信不疑,但有可能这个三维空间可能扭曲在更多维的空间中,我们能否能理解那个更多维的空间呢?经典力学时空观指引下的牛顿力学理论有局限性,它只能适用于宏观物体的低速运动,对于微观世界和高速运动的物体则无能为力。
微观粒子遵从量子力学规律,高速运动遵从相对论力学规律,它是以相对论的时空观为指导的。
爱因斯坦相对论的思想本质上是同科学已经显现出来的规律和总趋势相一致的(1)。
相对论力学具有更广泛的实际意义,它把经典力学作为物体运动速度远小于光速的一种特例包括在内,所以相对论力学与经典力学是相辅相成的,而不是相互矛盾的。
相对论时空观较普遍,而经典力学的绝对时空观只是一种特殊情况下的近似观念。
爱因斯坦的相对论与科学革命
爱因斯坦的相对论与科学革命爱因斯坦是20世纪最伟大的科学家之一,而他的相对论则被誉为科学史上的一场革命。
相对论的提出不仅颠覆了牛顿力学的经典观念,还在物理学领域引发了一系列的新发现和理论。
本文将探讨爱因斯坦的相对论对科学革命的影响,以及它如何改变我们对时间、空间和能量的理解。
1. 相对论的提出爱因斯坦的相对论由狭义相对论和广义相对论两部分组成。
狭义相对论于1905年提出,是对运动相对性原理和光的不变速度原理的推理结果。
它颠覆了牛顿力学中绝对时间和空间的观念,提出了时间和空间的相对性。
广义相对论于1915年提出,是对引力的新理论,它将物体在时空中的运动和引力统一起来。
2. 相对论的影响相对论的提出对科学界产生了深远的影响,首先是对牛顿力学的颠覆。
在牛顿时代,时间和空间被认为是绝对且独立的存在,而相对论却揭示了它们与运动的相对关系。
这一观点在物理学中引发了广泛的争议和探讨,同时也催生了一系列的新理论和实验。
其次,相对论对时间的理解进行了革命性的改变。
狭义相对论中的时间相对性表明,时间的流逝并不是绝对的,而是与观察者的运动状态相关。
这意味着不同的观察者可能会有不同的时间体验。
广义相对论则进一步将引力与时间联系在一起,揭示了时间在引力场中的扭曲效应。
这种观点在天体物理学和宇宙学研究中有着重要的应用。
此外,相对论对空间的理解也带来了革命性的影响。
狭义相对论中的空间相对性表明,空间的结构并不是固定的,而是与观察者的运动状态相关。
广义相对论进一步揭示了引力场对空间的影响,即引力的存在会导致空间的弯曲。
这一概念在黑洞研究和引力波探测中起到了重要的作用。
最后,相对论对能量的理解也产生了重要的影响。
狭义相对论中引入了质能等效原理,即质量和能量可以相互转化。
这个观念在核能研究和核武器的开发中起到了关键作用。
相对论还揭示了能量与引力的相互关系,即引力场可以影响能量的传递和转换。
3. 相对论的影响与意义相对论的提出不仅对物理学产生了深远的影响,也对人类的思维方式和世界观产生了重要的影响。
爱因斯坦相对论的时空观
爱因斯坦相对论的时空观爱因斯坦的相对论是20世纪物理学的里程碑之一,它彻底颠覆了人们关于时空观的传统观念。
在相对论中,时空不再是绝对存在的,而是与运动的物体和观察者的参考系紧密相关的。
本文将就爱因斯坦相对论的时空观展开论述,说明它对物理学和人类观念的影响。
爱因斯坦相对论的时空观首先提出了时空的相对性原理。
在传统的牛顿力学中,时空被视为一个绝对的背景,时间是所有物体都以相同速率流逝的普遍量。
然而,爱因斯坦相对论揭示了时间的相对性。
根据相对论,时间的流逝速率取决于观察者的参考系和物体的速度。
这就意味着,当物体以接近光速运动时,时间会变得更慢,这就是著名的时间膨胀效应。
在相对论中,时空被统一为时空四维坐标系,即闵可夫斯基时空。
与传统的三维空间不同,闵可夫斯基时空将时间作为第四个维度加入其中。
通过这样的表示方式,我们可以用一个四维的时空坐标来描述事件的位置和发生时间。
而且,时空并不是静态的,而是会随着物体的运动而发生变换。
根据相对论,时间和空间之间不存在绝对的先后关系,而是取决于观察者的参考系。
爱因斯坦相对论的时空观还对引力的理解带来了重大的变革。
根据相对论,引力并非是一个真实的力,而是由于物体所处的时空曲率造成的惯性效应。
物体在弯曲的时空中会沿着最短路径运动,这就是所谓的地球绕太阳公转或者月亮围绕地球运动的原因。
这种时空弯曲的观点与牛顿引力定律的观点有着本质的区别,而且在解释和预测宇宙中大规模结构的形成和演化时也起到了至关重要的作用。
爱因斯坦相对论的时空观对人类观念的影响也不可忽视。
在相对论中,时空不再是绝对的,而是与观察者和物体的参考系有关。
这就意味着,不同的观察者可能会有不同的时空观。
这种相对性的思想颠覆了人们对于客观真理的传统认识。
此外,相对论也有助于拓展人们对时间和空间的认知,同时也对人们对事物之间相对运动的理解提供了新的视角。
爱因斯坦相对论的时空观不仅对物理学产生了深远的影响,而且对哲学、科学方法论和人类观念也有着重要的启示。
爱因斯坦超越时空的思想
爱因斯坦超越时空的思想爱因斯坦是20世纪最伟大的科学家之一,他对于时间、空间和相对论的突破性贡献使得他的思想超越了一般人的认知范围。
本文将就爱因斯坦超越时空的思想展开讨论。
一、相对论的开创相对论是爱因斯坦最为重要的理论之一,它极大地改变了人们对于时间和空间的理解。
在早期的牛顿物理学中,时间和空间都被认为是绝对的,而相对论的提出颠覆了这一观念。
根据爱因斯坦的相对论,时间和空间是相互关联和相互影响的。
时空弯曲的概念使得我们可以理解质量和速度对于时间和空间产生的影响。
二、光的性质和光速不变原理爱因斯坦的思想超越了当时的科学认知,他对光的性质和光速不变原理的探索具有划时代的意义。
爱因斯坦认为光是相对论中最重要的元素,它具有粒子性和波动性的特征。
而光速不变原理则指出,在任何参考系中,光速都是不变的。
这个原理的提出颠覆了以太学说,引发了对于时空结构的重新思考。
三、时间的相对性爱因斯坦相对论的另一个重要概念是时间的相对性。
他指出,时间的流逝并不是绝对的,而是与观察者的运动状态有关。
在高速运动的物体中,时间会相对地变慢。
这个现象在实际应用中也得到了证实,如卫星的使用和地球上的粒子加速器的实验结果等。
这个思想超越了以往对于时间的单一绝对观念,使得人们更加深入地理解了时间的本质。
四、质能等价和相对论力学爱因斯坦的质能等价公式“E=mc²”是他的另一项伟大发现。
这个公式表明质量和能量是可互相转换的,质量的损失会导致能量的释放。
这一思想的应用在核能的开发和核武器的制造中具有重要意义。
而相对论力学则是应用相对论原理研究物体在高速运动和强引力场中的行为规律的学科。
五、黑洞和宇宙学爱因斯坦的相对论为我们解释了一些神秘的宇宙现象,如黑洞和宇宙学。
他的弯曲时空概念为黑洞的存在和行为提供了理论依据,并为后续的研究奠定了基础。
同时,他的宇宙学模型也为我们理解宇宙的起源和发展提供了新的视角。
六、爱因斯坦的遗产和影响爱因斯坦的超越时空的思想不仅在科学界具有重要地位,也对人类社会产生了深远的影响。
爱因斯坦相对论的启示
爱因斯坦相对论的启示爱因斯坦相对论是20世纪物理学的一大里程碑,它颠覆了牛顿力学的观念,提出了时间和空间的相对性,揭示了宇宙的奥秘。
相对论不仅在物理学领域有着深远的影响,更给人类社会和思维方式带来了启示。
本文将从不同角度探讨爱因斯坦相对论的启示。
首先,爱因斯坦相对论告诉我们,时间和空间并非绝对的。
在牛顿力学中,时间是绝对的,所有观察者看到的时间都是一样的。
然而,相对论却揭示了时间的相对性,不同的观察者在不同的参考系中会感知到不同的时间流逝。
这启示我们要超越传统的观念,接受多元的时间观念,尊重不同个体的时间感受和生活方式。
其次,相对论还揭示了空间的相对性。
在牛顿力学中,空间是绝对的,所有观察者看到的空间结构都是一致的。
而相对论却告诉我们,空间的形态会随着观察者的运动状态而发生变化,出现了著名的“尺缩效应”和“钟慢效应”。
这启示我们要超越狭隘的空间观念,拓展视野,接纳多样的空间结构和布局,尊重不同地域的文化和生活方式。
此外,爱因斯坦相对论还揭示了能量和质量之间的等价关系,即著名的质能方程E=mc²。
这一公式揭示了物质和能量之间的转化关系,启示我们要关注能源的可持续利用,推动清洁能源技术的发展,实现资源的合理利用和循环利用。
再者,相对论还提出了光速不变原理,即光在真空中的速度是恒定不变的。
这一原理颠覆了传统的运动观念,揭示了光的特殊性。
这启示我们要尊重自然规律,不断探索科学真理,推动科技创新,实现人类文明的进步和发展。
总的来说,爱因斯坦相对论的启示是多方面的,不仅在物理学领域有着重大影响,更在人类社会和思维方式上带来了深刻的启示。
我们要超越传统观念,拓展视野,尊重多样性,关注可持续发展,推动科技创新,实现人类文明的进步和发展。
相对论告诉我们,世界是多元的,生活是多彩的,只有不断学习和探索,我们才能更好地适应变化,迎接未来的挑战。
愿我们能够以爱因斯坦相对论的启示为指引,共同创造美好的未来。
爱因斯坦的宇宙规律
爱因斯坦的宇宙规律引言爱因斯坦(Albert Einstein)是20世纪最伟大的科学家之一,他的研究成果为现代物理学做出了巨大贡献。
其中,他的宇宙规律深深影响了我们对宇宙的认知和理解。
本文将全面、详细、完整地探讨爱因斯坦的宇宙规律。
理论相对性:时间与空间的统一相对论的背景为了解释光的传播,爱因斯坦在1905年提出了狭义相对论的理论。
这一理论认为,时间和空间是相对的,而不是绝对的。
这违背了牛顿力学的观念,揭示了物理学中的新奇现象。
时间的相对性相对论揭示了时间的相对性。
根据相对论的质能等效性公式E=mc2,爱因斯坦指出,时间会随速度的增加而减慢。
这一现象被称为时间膨胀效应。
例如,当人们以接近光速的速度运动时,他们的时间流逝会比外界的时间慢下来。
空间的相对性相对论还揭示了空间的相对性。
根据相对论的观点,物体在高速运动的过程中,其长度会收缩。
这一现象被称为长度收缩效应。
爱因斯坦认为,在光速下进行的物体运动,无论是长度还是时间,都会相对地缩短,这也就是我们经常听到的“光年”概念。
弯曲的时空:引力场的本质引力与相对性相对论的另一个重要发现是引力是时空弯曲所产生的结果。
爱因斯坦认为,质量和能量会曲折时空,使得物体在该空间中运动时会受到引力的作用。
这一理论与牛顿力学的万有引力定律有着本质上的区别。
弯曲时空的实验证据爱因斯坦的相对论预言了几个实验现象,并通过一系列实验证据得到了证实。
例如,他预言了光线会在引力场中发生弯曲,这在1919年的日食观测中得到了证实。
这一实验证明了相对论对于宇宙规律的准确描述。
宇宙膨胀:大爆炸理论宇宙学原理宇宙学原理是研究宇宙大尺度结构的基本框架。
根据宇宙学原理,宇宙是均匀且各向同性的。
这意味着,在大尺度上,宇宙的性质在各个方向上是相同的。
奇点与大爆炸理论基于相对论和宇宙学原理,爱因斯坦推导出了宇宙的动力学方程,并从中得出令人震惊的结论:宇宙的起源可以追溯到一个时间点,也就是我们熟知的大爆炸。
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2011年4月新乡学院学报(社会科学版)Apr.2011第25卷第2期Journal of Xinxiang University(Social Sciences Edition)Vol.25No.2●哲学研究科学发展史上两种不同的时空观———哲学在爱因斯坦科学发现中的作用张强(郑州大学历史学院,河南郑州450001)摘要:爱因斯坦相对论“钟慢尺缩”时空观的提出,从根本上颠覆了牛顿所建立的时空观,同时也大大深化了当时人们对世界的认识。
深入分析科学发展史上爱因斯坦的科学成就,可以发现爱因斯坦怀疑、批判、求实的科学精神以及兼容并蓄的哲学素养是其在科学上取得革命性突破的基础。
关键词:科学发展史;爱因斯坦;时空观;哲学中图分类号:B016.9文献标志码:A文章编号:1674-3334(2011)02-0020-04收稿日期:2011-01-26作者简介:张强,男,河南原阳人,郑州大学历史学院古代科技史博士生,新乡学院社会科学部教师。
时间、空间问题历来为哲学家和科学家所关注。
从某种意义上说,时间和空间是建立科学、哲学体系的基础。
牛顿、爱因斯坦作为各自时代的科学翘楚,对时间和空间问题当然是不能回避的。
牛顿提出的“绝对时间”、“绝对空间”的概念不但是构成其经典力学体系的基石,同时作为一种教条也深深影响了后来几个世纪科学家和哲学家的思想。
爱因斯坦于1905年、1916年创立的狭义相对论和广义相对论理论提出了时间、空间的可变性,从根本上动摇了牛顿的时空概念,将人们引入到一个崭新的“世界”,新的哲学体系和科学技术体系也同时有了各自的自然科学基础。
爱因斯坦取得的这一成就是科学发展史上的一次革命,对爱因斯坦取得的这一划时代成就进行深层次的哲学分析,对现在的我们来讲也是极为有意义的。
一、牛顿的时间、空间观及其影响作为经典力学的集大成者,为创立自身的力学体系,牛顿在其举世名著《自然哲学之数学原理》一书中首先对时间、空间和运动做出了定义。
牛顿对时间做出两种划分:绝对的时间和表象的时间。
绝对的、真实的和数学的时间,由其自身特性所决定,自身均匀地流逝,与一切外在事物无关(Absolute,true,and mathematical time,of itself,and from its own nature,flows equably without relation to anything external.),又名延续;相对的、表象的和普通的时间是可感知和外在的(不论是精确的或是不均匀的)对运动之延续的量度,它常被用于代替真实的时间,如一小时、一天、一月、一年等。
绝对空间,由其自身特性所决定,与一切外在事物无关,处处均匀、永不移动(Absolute space,in its own nature,without relation to anything external,re-mains always similar and immovable.)。
相对空间是一些可以在绝对空间中运动的结构,或是绝对空间的量度,我们通过它与物体的相对位置而感知它,它一般被当做不可移动空间。
绝对空间和相对空间在形状与大小上相同,但数值上并不总相同。
运动:运动则有绝对运动(absolute motion)与相对运动(relative motion)之别。
绝对运动是物体由一个处所迁移到另外一个处所,相对运动是由一个相对处所迁移到另外一个相对处所。
……所谓相对静02止,就是物体滞留在所处物体的同一部分①。
牛顿的时间、空间和运动概念在很大程度上是由经验得来的,所用方法即所谓的归纳法。
“绝对时间”和“绝对空间”构成了牛顿建立其经典力学的基础,但牛顿自己也承认,绝对的时间和空间实际上是无法测定或被认识的,我们能确知的是相对时间和相对空间,它们才是在运算上有意义的。
从上述表述明显可以看出,牛顿所定义的相对时空是人们在日常经验中形成的,是对时空的感性认识,并未反映时空的真实本质,只有在此基础上抽象出的绝对时空才反映了时空的真实属性和本质。
时间、空间在牛顿看来是和物质相分离的,是物质运动的久暂和场所。
除此以外,牛顿在描述物体运动时,把运动归为外力作用的结果。
这样一来,牛顿便宿命般地必然陷入神学。
对这一问题的理解,我们可以通过这样一个问题得到答案,这个问题即是整个宇宙开始时应处在什么状态。
如果我们像牛顿那样认定运动必须有外力才能发生,那么,整个宇宙开始时必然是静止的。
这显然是和我们的常识相违背的。
到此,问题便转化为:一个静止的宇宙怎么开始运动起来?有人会马上给出“万有引力”的答案。
我们姑且不论万有引力的根本来源②,即便有“万有引力”,那引起的结果绝不是椭圆的运动,而是星体间、物体间的碰撞。
这也正是牛顿难以回答的关键问题。
所以,牛顿不得不求助于上帝,在其《自然哲学之数学原理》一书中,牛顿这样一劳永逸地给出了这一问题的答案,一个精通几何学的上帝,沿着切线方向给了一个力———这便是著名的“上帝第一推动力”。
有了上帝的“第一推动力”,整个星体的运动才走向了我们现在所看到的椭圆运动。
这也是牛顿试图证明上帝存在的根本原因———他必须给自己的物理学体系一个实证的圆满答案。
上述讨论很容易使人将牛顿与神学和唯心主义联系起来,进而产生对牛顿的批判和否定。
实际上,牛顿对神学的打击是巨大的,随着牛顿经典力学体系尤其是万有引力定律的创立,上帝便一下子被推到了宇宙产生之前,且上帝对宇宙的贡献也仅仅是轻轻地推一下。
只要有了上帝的第一次推动,那么整个宇宙便自律地运动起来,上帝在此以后的再干预对宇宙的运行来说便成了多余。
这种从自然科学理论上衍生出的革命性认识,在当时无疑是具有先进性的。
牛顿经典力学体系的创立是当时物理学发展的顶峰,因为它不但较为圆满地解决了地上的问题,同时也较为成功地回答了天体运行的问题。
牛顿经典力学理论对行星的正确预测更将牛顿推向科学世界的最高峰。
1900年元旦,著名物理学家,曾任过英国皇家学会主席的开尔文在新年献词中激情洋溢地指出,科学的大厦已基本建成,后代物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了,而且只能在小数点后面的第6位上修整。
更具讽刺意味的是,普朗克(量子力学的主要奠基者之一)开始物理学研究时,他的老师、慕尼黑大学的物理学教授约里(P.J.G.Jolly)也曾劝他不要学物理,因为他认为物理学将很快具有自己的终极形式,想有所突破已基本不可能。
自然科学的重大突破在思想领域也马上得到体现,机械唯物论者一下子为自己找到了可资借鉴的自然科学基础,机械唯物论也开始大行其道。
诸如拉美特利《人是机器》这样一类机械唯物主义宣传图书也大为流行。
哈维把心脏比为中心水泵,把心脏瓣膜比作是阀门,从而用机械的观点解释了血液循环系统。
在哈维的影响下,生理研究也大量地采用机械类比的方法,如把嘴比作钳子,把血管比作水管,把肺比作风箱,不一而足。
在自然科学和人文科学的领域机械自然观开始大行其道,并在哲学思想领域取得主导地位。
这种机械自然观把牛顿开创的机械思维方式凝固成形而上学的思维模式,对后世产生了极大的影响。
二、爱因斯坦的时间、空间观及其影响就在整个科学界、哲学界为牛顿的成就欢欣鼓舞、大唱赞歌的同时,清醒的物理学家和哲学家也看到了经典力学背后所潜伏的危机。
具有批判精神的爱因斯坦勇敢地站了出来,大声对牛顿的经典力学说道:“No!”经典力学在取得巨大成就的同时也面临着巨大的问题。
概括来讲,当时的经典力学主要面临着“以太”和光速两个基础性问题。
迈克尔逊—莫雷的“以太”零漂移实验③从根本上动摇了光作为粒子传播的基础,经典的物理学也不能圆满地回答光速不变这一基本问题。
这使得19世纪末20世纪初期,自然科学面临着严重的“物理学危机”。
面对这一危机,爱因斯坦于1905年6月首先提出了狭义相对论,同年3月提出光的量子说,1909年提出光具有波粒二象性。
在狭义相对论中,爱因斯坦提出了其著名的“钟慢、尺缩”原理。
“钟慢、尺缩”通俗地讲就是:在光速恒定的情况下,物体以接近光速运行时,在物体的运动方向上时间的流逝变慢,空间的尺度变小。
1916年爱因斯坦又提出了另一同样影响12巨大的广义相对论原理。
广义相对论认为,重力场的时间空间特性是依赖物质的质量分布的,物质的质量愈大、分布愈密、重力场愈强,则空间的“曲率”就愈大、时间的流逝就愈慢,也就是说,广义相对论进一步向我们解析了空间和时间是与物质的分布是有关的,物质的质量与其所处的空间弯曲(扭曲)程度成正比。
从上面讨论不难发现,爱因斯坦的时间、空间观是对牛顿的时空观的革命性的突破。
在爱因斯坦看来,时间和空间不是绝对的而是相对的。
时间和空间是与物质的分布程度及运动方式直接相关联的。
就对运动的理解来看,爱因斯坦和牛顿并没有质的区别,二人都认为运动既是绝对的又是相对的,但运动在爱因斯坦那里是与时间和空间紧密联系在一起加以讨论的,也就是说,时间、空间和运动在相对论中实现了统一。
相对论基本原理也成为我们现在哲学通用教材关于时间和空间概念的自然科学基础。
(如果说哲学家对自己的哲学概念不能做到精确的数学表达而痛心疾首的话,那么在爱因斯坦这里他们找到了些许安慰。
)我们所熟知的哲学时间和空间的表述是:时间———运动着的物体的持续性,空间———运动着的物体的广延性;时间和空间是运动着的物体的存在方式。
在此提出大学教材中哲学的时间和空间概念是提醒大家特别注意“运动着”这一定语中所包含的深刻的自然科学内涵。
从这一方面讲,爱因斯坦的贡献不仅仅体现在自然科学领域,他对哲学的贡献也是巨大的,是爱因斯坦彻底颠覆了我们世界观。
毫不夸张地说,如果说牛顿使我们较为正确地了解了宏观、低速运动的空间,那么爱因斯坦则把我们带入大尺度、高速运动的空间④;如果牛顿使我们了解了地上,那么爱因斯坦则试图引领我们进入浩瀚的宇宙。
“如果说牛顿决定了十七世纪以来物理学的思想、研究和实践的方向,那么,也可以说爱因斯坦则决定了二十世纪以来物理学的思想、研究和实践的方向。
牛顿以他的牛顿力学奠定了古典物理学的基础,爱因斯坦则以他的相对论和光量子论筑下了现代物理学的基础”[1]。
三、对爱因斯坦获得颠覆性突破的思考客观上讲,在科学发展史上,每一位伟大的科学家取得巨大成就都是有多种因素的。
但在爱因斯坦这里,哲学对其取得成就所起的作用则是多种因素中尤为重要的因素。
爱因斯坦1949年在《对批评的回答》中写道:“寻求一个明确体系的认识论者,一旦他要力求贯彻这样的体系,他就会倾向于按照他的体系的意义来解释科学的思想内容,同时排斥那些不适合于他的体系的东西。
然而,科学家对认识论体系的追求却没有可能走得那么远,他感激地接受认识论的概念分析;但是,经验事实给他规定的外部条件,不容许他在构造他的概念世界时过分拘泥于一种认识论体系。