广义相对论在德国的早期接受史1916-1920

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广义逆简介

广义逆简介
广义逆的思想可追溯到 1903 年弗雷德霍姆(E. I. Fredholm)的工作，他讨论了关于积分算子的一种广义逆(他称之为伪逆)。1904 年，希尔伯特(D. Hilbert)在广义格林函数的讨论中，含蓄地提出了微分算子的广义逆。而任意矩阵的广义逆定义最早是由摩尔(E. H. Moore)在 1920 年提出的，他以抽象的形式发表在美国数学会会刊上。当时人们对此似乎很少注意，这一概念在以后 30 年中没有多大发展，只有曾远荣在 1933 年，默里(F. J. Murray)和冯·诺伊曼(John von Neumann)在 1936 年对希尔伯特空间中线性算子的广义逆作过一些讨论。
美国的数学水平就在他们这一代与欧洲先进国家并驾齐驱，他们的学生也不必再到欧洲游学了。
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曾远荣介绍曾远荣(1903~1994)，国立中央大学教授，数学家，我国泛函分析第一代著名学者。
曾远荣字桂冬，1903 年 10 月生，四川南溪人。出生 8 个月父曾绍芬弃独子而逝，9 岁又丧母，自幼住外婆家。1919 年 7 月曾远荣在成都考取了清华学校留美预备部后，一直读到 1927 年 8 月去美国留学，先后在芝加哥大学、普林斯顿大学、耶鲁大学学习研究数学。1930 年在 1930 芝加哥大学获硕士学位，1933 年获博士学位。5 月回国，8 月受聘为中央大学教授。1934 年 8 月至 1942 年 7 月一直任教于清华大学。1942 年秋至 1945 年 7 月被成都燕京大学聘为客座教授。
国际数学会与 Klein 的演讲轰动整个美国数学界，芝加哥大学很快就变成美国的数学重镇。 Moore 本身的研究非常出色，但更重要的是他教出了许多更出色的学生，其中最有名的是 Dickson(1874 ～ 1954 年，研究数论与群论 ) 、 Veblen(1880 ～ 1960 年，研究几何学 ) 及 G. D. Birkhoff(1884～1944年，研究分析学)。日后他们分别在芝加哥大学、普林斯顿大学及哈佛大学带动研究，使这三个地方成为二十世纪上半叶美国的数学重镇，而他们本身的研究也是世界级的。

广义相对论发展历程回顾

广义相对论发展历程回顾广义相对论是由爱因斯坦在20世纪初提出的一种描述引力的理论。

它对物质和能量如何影响时空的几何结构进行了描述，并提出了著名的爱因斯坦场方程。

广义相对论的提出是现代物理学的一大里程碑，对于我们理解宇宙的本质和大尺度结构起到了重要作用。

本文将回顾广义相对论的发展历程，并探讨其理论与实验的验证以及对科学研究的意义。

广义相对论的发展可以追溯到爱因斯坦在1915年提出的原始版本，该版本被称为一般相对论方程。

该方程是爱因斯坦根据引力的等效原理和时空的几何性质推导出来的。

这个方程让重力不再被看作是由牛顿力学中的引力作用，而是由时空的弯曲引起的。

广义相对论引入了一个新的物理量，曲率张量，用来描述时空的弯曲度。

此外，爱因斯坦的方程还包含一个能量-动量-应力张量，用来描述物质和能量如何影响时空的几何结构。

在广义相对论提出后不久，就出现了对其理论的验证实验。

1919年的日食观测实验证实了爱因斯坦的预测，即太阳的引力能够使光线发生弯曲。

这个实验结果使广义相对论更受到关注和认可。

此外，关于星体引力塌缩和黑洞的研究也为广义相对论的验证提供了新的实验依据。

通过观测星系中的天体运动和引力透镜效应，科学家们不断地验证和精确地检验着广义相对论的预测。

随着时间的推移，广义相对论的发展逐渐与宇宙学协同起来。

宇宙学研究了整个宇宙的起源、演化和结构。

广义相对论为宇宙学提供了一个解释宇宙演化的框架。

宇宙学的研究揭示了宇宙膨胀的事实，并提出了膨胀宇宙模型。

这个模型认为宇宙在早期曾经经历一个热大爆炸，从而解释了宇宙背景辐射的存在和分布。

广义相对论对宇宙学的重要意义被进一步加深。

广义相对论的发展也激发了科学家对于量子物理和引力相统一的研究。

量子力学的出现使得科学家们开始思考如何将引力纳入量子理论框架之内。

研究引力量子化的尝试包括弦理论和引力量子化的其他尝试。

这些研究意味着广义相对论并不是最终的理论，还需要更深入的探索和发展。

总结一下，广义相对论是爱因斯坦提出的一种描述引力的理论，它从几何角度描述了物质和能量如何影响时空结构。

现代自然科学大事年表

1894—1895年——意大利马可尼首次进行无线电传播。

1895年——德国伦琴发现Ｘ射线，英国拉姆赛发现化学元素氦。

1896年——法国柏克勒尔发现铀的放射性。

1897年——德国狄塞尔制成压燃式柴油内燃机。

英国汤姆生发现电子。

1895年——英国拉姆赛等发现化学元素氪、氖、氙。

法国居里夫妇发现放射性元素镭和钋。

1899年——德国希尔伯特提出欧几里德几何公理体系。

英国卢瑟福发现α射线和β射线。

俄国列别捷夫作光压实验。

荷兰贝哲林克发现病毒。

1900年——德国希尔伯特提出数学上23个难题。

德国普朗克提出原子论。

法国维尔纳制成人造宝石，并投产。

荷兰德佛里斯等重新发现孟德尔遗传原理。

美国兰德斯坦纳发现人类的A、B、O、AB血型。

俄国巴甫洛夫提出条件反射学说。

德国齐柏林发明硬式飞艇。

1901年——首届诺贝尔奖金颁发。

1902年——德国科塞尔确立核酸的组分。

1903年——美国莱特兄弟首次螺旋桨飞机试飞成功。

英国卢瑟福证实α射线是带正电的氦核，β射线是高速电子流，提出了放射线元素的蜕变理论。

丹麦约翰逊提出遗传学中的纯系学说。

俄国齐奥尔科夫斯基提出火箭原理。

1904年——英国哥尔登创立优生学。

1905年——瑞士爱因斯坦发表光量子假说，发表布朗运动的理论解释，发表狭义相对论。

1906年——德国能斯脱提出绝对零度不能达到的原理。

俄国儒可夫斯基提出了飞机机翼升力公式。

1907年——德国费歇尔首次人工合成由18个氨基酸组成的多肽。

美国贝克兰制成酚醛塑料。

1908年——荷兰昂尼斯人工液化氦成功。

美国福特制成T型汽车。

1909年——丹麦索伦森等引进PH值。

德国奥斯托瓦尔德发明工业制硝酸的氨氧化法。

丹麦约翰逊首次提出基因是遗传单位的概念。

南斯拉夫莫霍洛维奇发现地壳与地幔之间的莫霍面。

1909—1917年——美国米立根精确测定电子电荷的量值。

1910年——英国索迪提出同位素假说。

美国摩尔根研究果蝇的伴性遗传。

1911年——英国卢瑟福提出原子的行星模型。

爱因斯坦个人简介

爱因斯坦个人简介爱因斯坦，创立了代表现代科学的相对论，并为核能开发奠定了理论基础，在现代科学技术和他的深刻影响，下面是店铺为你整理的爱因斯坦个人简介，希望对你有用!爱因斯坦人物生平爱因斯坦生于德国乌尔姆一个经营电器作坊的小业主家庭，父母都是犹太人，父亲赫尔曼·爱因斯坦是一名不太成功的商人，母亲波林·科克是一位钢琴家。

五岁时对袖珍罗盘着迷，六岁开始练习拉小提琴。

爱因斯坦出生后的第二年，1880年全家迁居慕尼黑。

1894年，又全家迁至意大利米兰。

尽管爱因斯坦的语言能力不是很好，但爱因斯坦在就读小学和中学时，是一个顶级水平的学生。

随着爱因斯坦的长大，他在数学方面表现出特别的天赋。

1895年，爱因斯坦来到瑞士苏黎市投考苏黎世联邦理工学院，他的数学和物理考得很不错，但其他科目没有考好，该校校长赫尔岑推荐他去瑞士的阿劳州立中学学习一年。

在阿劳州立中学学习的这段时光中使爱因斯坦感到快乐，这所学校的信念“概念思考是建立在‘直观’之上的。

”完全符合他的需求。

1896年，爱因斯坦进入苏黎世联邦理工学院师范系学习物理学，学校里的物理教授海因里希·弗里德里希·韦伯(Heinrich Friedrich Weber)很讨厌爱因斯坦，曾对爱因斯坦说：“你很聪明，但有个缺点，你听不进别人的话”，爱因斯坦的女友米列娃·马利奇时常与韦伯教授冲突，她指责他对爱因斯坦不公平，1899年6月，爱因斯坦在实验室引起一场爆炸，手部严重烧伤。

1900年毕业，没能如愿留校担任助教，只能靠当“家教”维持生活。

1901年取得瑞士国籍。

1902年在大学同学格罗斯曼(M. Grossman)的父亲协助下，被伯尔尼瑞士专利局录用为技术员，从事发明专利申请的技术鉴定工作。

他利用业余时间开展科学研究，于1905年在物理学三个不同领域中取得了历史性成就，特别是狭义相对论的建立和光量子论的提出，推动了物理学理论的革命。

爱因斯坦（人物评论）

爱因斯坦（⼈物评论）整个世纪的⼤脑——爱因斯坦科学研究好像钻⽊板，有⼈喜欢钻薄的，⽽我喜欢钻厚的。

——阿尔伯特·爱因斯坦爱因斯坦这个词，在德语⾥意思是“⼀块⽯头”。

听起来具有把⼀切都记住，如同刻⽯⼀般让其永不湮灭的能⼒。

这个的德⽂名字，虽然简单却蕴含深意······正如这个名字⼀样，爱因斯坦堪称“20世纪的⼤脑”，他的名字之所以能如同可刻⽯⼀般永驻⼈们⼼中，是因为他的⼀⽣有很多⾮凡成就，⽽这些⾮凡成就不仅来源于他对宇宙奥秘的探索，也来源于他对和平的向往和强烈的民族意识。

1905年3⽉，爱因斯坦发表量⼦论，提出光量⼦假说，解决了光电效应问题。

同年四⽉，4⽉向苏黎世⼤学提出论⽂《分⼦⼤⼩的新测定法》，取得博⼠学位。

5⽉完成论⽂《论动体的电动⼒学》，独⽴⽽完整地提出狭义相对性原理，开创物理学的新纪元。

1914年爆发了第⼀次世界⼤战。

爱因斯坦虽⾝居战争的发源地——德国，但他却毅然参与起反战团体“新祖国同盟”，在这个组织被宣布为⾮法、成员⼤批遭受逮捕和迫害⽽转⼊地下的情况下，爱因斯坦仍坚决参加这个组织的秘密活动。

1915年11⽉18⽇，爱因斯坦的⼴义相对论的引⼒⽅程形式诞⽣，⽽在此之前⽜顿的⽅程所提供的预测⽆法解释⽔星轨道的异常，⽔星近⽇点进动的难题才得以彻底解决。

直到这⼀年，爱因斯坦对⾃⼰的理论进⾏了⼀次重要的检验，成功地运⽤他的新⽅程计算了⽔星的近⽇点。

1919年3⽉29⽇，英国皇家学会派观测委员会前往⾮洲普林西佩岛观测⽇⾷。

也就是在这⼀年，通过观测与精确计算，星光有1.64弧秒的偏移。

这正如爱因斯坦的预⾔是：⼤质量物体能够引起或造成空间的弯曲并通过他的精确计算这⼀偏⾓为1.7弧秒。

1916年他完成总结性论⽂《⼴义相对论的基础》，后⼜提出宇宙空间有限⽆界的假说，完成《关于辐射的量⼦理论》，总结量⼦论的发展，提出受激辐射理论。

1921年，爱因斯坦因光电效应研究⽽获得诺贝尔物理学奖，他的研究推动了量⼦⼒学的发展。

广义相对论的起源

爱因斯坦发表了狭义相对论后，又着手考虑广义相对论问题。

如果说狭义相对论必须解决的矛盾是物理学家们所熟悉的，在1905年之年，彭加勒和洛仑兹几乎已经走到狭义相对论的门槛上，即使没有爱因斯坦，不久也会有人提出它的。

那么，对于广义相对论来说，情况就完全不同了，除了爱因斯坦，当时几乎没有一个人思考过这个问题，更没有人正确地提出和解决这个问题，在这个领域中，他没有前驱者。

1911年，爱因斯坦发表了关于引力问题的第一篇论文《关于引力对光的传播的影响》，这时他已离开专利局，受聘于布拉格德国大学的理论物理学教授。

1912年10月，爱因斯坦回到母校苏黎世工业大学任理率物理学教授，并开始了和他的大学同学格罗斯曼合作探索表达广义相对论物理思想的教学形式。

1913年，他们合作发表了论文《广义相对论和引力理论纲要》。

1914年，爱因斯坦受聘于柏林大学，继续研究广义相对论。

1916年3月，他发表了总结性论文《广义相对论基础》。

这篇论文被认为是20世纪理论物理研究的高峰，它提出了物理学几何化的宏伟目标。

广义相对论诞生了。

爱因斯坦广义相对论简介

狭义相对论的建立改变了人们对质量唯一性的观念：质量不过是系统能量和动量的一种表现形式，这使得爱因斯坦着手将弱等效原理纳入一个更广泛的框架中：处于封闭空间中的观察者无论采用什么测量方法（而不仅限于投掷小球）都无法区分自己是处于引力场还是加速参考系中。这种概括成为了著名的爱因斯坦等效原理：在足够小的时空区域中物理定律退化成狭义相对论中的形式；而不可能通过局部的实验来探测到周围引力场的存在。狭义相对论是在不考虑引力的情况下建立的，因此对于实际引力可以忽略的应用这是一个合适的模型。如果考虑引力的存在并假设爱因斯坦等效原理成立，则可知宇宙间不存在全局的惯性系，而只存在跟随着自由落体的粒子一起运动的局部近似惯性系。用时空弯曲的语言来说，是表征了无引力作用的惯性系的直的类时世界线在实际时空中彼此会产生弯曲，这意味着引力的引入会改变时空的几何结构[21]。爱因斯坦等效原理由此暗示引力作用应归属于时空弯曲的范畴，无加速度的惯性运动和引力作用下的自由落体具有完全相同的定义。
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到的度规张量定义的所在的时空几何——具体说来是时空中的长度和角度是如何被测量的——并不是狭义相对论的闵可夫斯基度规，这种度规被概括地称作半黎曼度规或伪黎曼度规。并且每一种黎曼度规都自然地与一种特别的联络相关联，这种联络被称作列维-奇维塔联络；事实上这种联络能够满足爱因斯坦等效原理的要求并使得时空具有局部的闵可夫斯基性（这是指在一个适合的局部惯性坐标系下度规是闵可夫斯基性的，其度规的导数和连接系数即克里斯托费尔符号都为零。）[22]。总体上可以归纳为，在爱因斯坦的理论中引力引起的时空弯曲是一种可微分流形，这种流形在局部是平直的，但整体上可能具有非常不同的全局几何。
在洛伦兹对称性下可以引入光锥的概念（见左图），光锥构成了狭义相对论中的因果结构：对于每一个发生在时空中的事件A，原则上有能够通过传播速度小于光速的信号或相互作用影响到事件A或被事件A影响的一组事件（具有因果联系），例如图中的事件 B；也有一组不可能互相影响的事件（不具有因果联系），例如图中的事件C；而这些事件间有无因果联系都与观测者无关[19]。将光锥和自由落体的世界线联系起来可以导出时空的半黎曼度规，或至少可以得到一个正的标量因子，在数学上这是共形结构的定义[20]。

普及物理——广义相对论简介

广义相对论简介20世纪早期，自然科学中物理学开始崛起，物理学由古典物理中的经典力学发现其存在一定的局限性，19世纪末到20世纪初物理中的现代理论逐渐形成并走向成熟，其中现代力学中贡献最大的科学家无疑是德国著名物理学家——爱因斯坦，其建立了最有名的力学理论——《广义相对论》。

在广义相对论发表之后爱因斯坦曾经说过：“如果我不发现《狭义相对论》5年之内必定有人会发现，但如果我不发现《广义相对论》50年之后也不一定有人能发现！”由此可见广义相对论的难度在当时是相当高的，据说即使是现在《广义相对论》也是很难被人们普遍理解和接受的一个理论。

但这种理论实际上并不难，只是一般的人普遍缺乏一种空间想象力，由于在《广义相对论》中的内容在现实中很难观察到才导致这样一个理论很难被人们普遍接受。

如果具有一定的空间构思能力，那么对于理解《广义相对论》也就不会太困难。

等效原理：在经典力学中参考系的定义为静止、匀速直线运动、匀速圆周运动的空间可作为参考系。

由于经典力学中时间是一个不会变化的量而在相对论中时间与空间合为一体，因此不能只考虑空间而不考虑时间。

正是有了这样的一条限制导致研究相对论的人在这里停止研究。

而爱因斯坦并不这样想，之后并对其作出了两个假设假设：第一个是，如果有两个密闭的空间内分别存在两个人，其中一个空间静止、而另一个空间保持移动的速度运动，此时如果空间内的两个人与外界完全隔离，则会出现两个空间内的人都认为知己所在的空间是静止的，这时可以认为做匀速直线运动的空间参考系等效于静止的空间参考系。

第二个假设是，如果存在两个空间，一个空间静止在星球表面，重力加速度为a，另一个空间在宇宙中保持加速度为a的匀加速直线运动，如果两个空间完全封闭，则可以认为两个空间是等效的。

上述的内容称为《广义相对论》内容中的等效原理。

光线的弯曲：总所周知，如果在地球上抛出一个物体，若其运动速度达到7.9km/s，此时物体将绕着地球做圆周运动。

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广义相对论原理

广义相对论原理
广义相对论（General Theory of Relativity）是由德国物理学家爱因斯坦在1915年首次提出的一种描述引力的理论。

该理论基于一个基本假设：质量和能量会影响时空的几何结构。

广义相对论中最重要的概念之一是引力的几何描述。

根据爱因斯坦的理论，质量和能量会使时空弯曲，就像在一个弹性的橡胶膜上放置一个重物会形成一个凹陷一样。

其他质量或能量体会受到此曲率的影响而移动，就像一个小球沿着凹陷滚动。

这种凹陷和滚动的效应就是我们所感受到的引力。

广义相对论的另一个重要概念是时空的曲率与物质和能量分布之间的关系。

根据这个理论，物质和能量的分布会影响时空的曲率，而时空的曲率决定了物体在其中的运动轨迹。

这种关系可以用一组方程来描述，被称为“爱因斯坦场方程”。

广义相对论对于理解宇宙的大尺度结构和引力的微观行为都起着重要的作用。

它可以解释许多经典物理学无法解释的现象，例如黑洞的形成和膨胀的宇宙的起源。

实验观测也证实了广义相对论的预言，包括引力透镜效应和脉冲星的加速。

总的来说，广义相对论为我们理解引力的本质提供了一个全新的框架。

它是现代物理学中最重要的理论之一，对我们理解宇宙的运作机制有着深远的影响。

影响世界的十本书

影响世界的十本书一、1900年至1909年，闯入神秘的世界——《梦的解析》“我若不能让天上的神低头，也要使地下的魔鬼让路。

”——《梦的解析》中引用维吉尔的名言20世纪是人类生活变幻最为剧烈的时代，然而，在最初的时刻，刚刚进入新世纪的世界依旧沉浸在一种舒缓、宁静的生活中。

天空中没有飞机的轰鸣，都市里也没有汽车的喧嚣，没有任何迹象表明，20世纪人类的生活会有多大改变。

在辚辚的马车声中，人类享受着最后的宁静。

然而，这种宁静很快就被打破。

1900年，一本书遭到了人们最为猛烈的批评，人们带着鄙夷的神情、用近乎刻薄的语言谈论着它和它的作者，尽管该书在出版后的最初几年里只售出了几百本。

这就是西格蒙特·弗洛伊德和他的《梦的解析》面临的最初命运。

弗洛伊德公开承认，他的思想“肯定使人们厌恶”，但他仍然自信地坚持：该书有“精神分析和每个研究者必须接受的观点并从中寻求其训练手段的最可靠的基础”。

这本书原本计划于1899年出版，但是，一位颇富眼光的出版商看出了此书的价值，将它的出版定在具有纪念意义的1900年。

《梦的解析》之所以广受非议，是因为当时的人们更多地将目光集中于书中关于“性”的论述上。

《梦的解析》着重探讨了“性”对人的行为和思想的影响，无疑触及到了社会最敏感的神经，“俄狄浦斯情结”这样的结论，显然为当时的社会道德所无法容忍。

然而，从今天的角度来看，《梦的解析》作为一本具有划时代意义之作，其伟大之处并不在于对“性”的惊世骇俗的探讨，而恰恰是那些关于梦的独特、新颖的见解，引导人们推开“梦”这扇大门，第一次真正走进人类深藏的内心世界，发现无法被意识所控制的潜意识，竟然蕴含了如此丰富的心理内容和巨大的创造力。

弗洛伊德用一种最理性的声音诉说了人类的无理性，从更深的层次上阐述了人类的生存状况。

有人评价说，尽管在弗洛伊德之前，潜意识问题就已若隐若现地在一些作品中流露，但就像利夫和布伦丹曾触及到美洲海岸一样，只有弗洛伊德证明了潜意识确实存在，并对其丰富多彩和惊恐可怖加以揭示，是这个领域的哥伦布。

广义相对论的七大预言

广义相对论的七大预言导读都说引力波就是相对论预言中的最后一块拼图。

那么爱因斯坦还有哪些预言呢？本期我们就来梳理一下这方面的内容。

需要说明的就是,广义相对论的核心就是解释了时空弯曲,因此所有的预言都与此有关,但为了更说明问题,我们把有些类似的现象拆分成几个。

其中有些就是爱因斯坦亲口说的,有些就是相对论的推论。

1905年,爱因斯坦横空出世！还就是瑞士伯尔尼专利局小职员的她在这一年里连续发表了六篇论文,开启了现代物理学的新篇章,创造了神乎其神的“奇迹年”。

然而这只就是个开头。

爱因斯坦并不满足于解决了惯性系的问题,她志存高远,要把相对性原理拓展到更普适的非惯性系中,彻底颠覆人们的“宇宙观”。

1907年,爱因斯坦的长篇文章《关于相对性原理与由此得出的结论》,第一次抛出了“等效原理”,广义相对论的画卷徐徐展开。

然而,这项工作十分艰巨,直到1915年11月。

爱因斯坦先后向普鲁士科学院提交了四篇论文,提出了天书一般的引力场方程,至此,困扰多年的问题基本都解决了,广义相对论诞生了。

1916年,爱因斯坦完成了长篇论文《广义相对论的基础》,文中,爱因斯坦正式将此前适用于惯性系的相对论称为狭义相对论,将“在一切惯性系中(静止状态与匀速直线运动状态)物理规律同样成立”的原理称为狭义相对性原理,继而阐述了“通吃”的广义相对性原理:物理规律在无论哪种运动方式的参照系都成立(包括静止、匀速直线运动、加速运动、圆周运动等惯性系与非惯性系)。

爱因斯坦的广义相对论认为,只要有非零质量的物质存在,空间与时间就会发生弯曲,形成一个向外无限延伸的“场”,物体包括光就在这弯曲的时空中沿短程线运动,其效果表现为引力。

所以人们把相对论描述的弯曲的时空称为引力场,其实在广义相对论瞧来,“引力”这个东西就是不存在的,它只就是一种效果力,与所谓离心力类似。

如果说狭义相对论颠覆了牛顿的绝对时空观,那么广义相对论几乎把万有引力给一脚踹下去了。

倒不就是说爱因斯坦否定了牛顿,而就是完成了经典物理的一次华丽丽的升级,只就是如此彻底以至于经典物理变得面目全非了。

广义相对论发展极简史

广义相对论发展极简史一百多年前，科学家阿尔伯特·爱因斯坦提出了广义相对论（General Theory of Relativity，GTR），这项理论改变了人类对宇宙的看法。

它引发了一系列的科学发现，以及宇宙的本质的新认识。

本文将通过介绍GTR的发展史，来总结一下这个理论的发展过程，以及它对现代科学产生的巨大影响。

首先，要讨论GTR的发展史，就要从阿尔伯特·爱因斯坦开始说起。

爱因斯坦是德国物理学家，也是20世纪最伟大的科学家之一。

1905年，他提出了广义相对论，这是他毕生研究的重要成果。

他的理论颠覆了传统的牛顿力学，认为重力不是一种力，而是因为物体对宇宙的引力而引起的变形。

爱因斯坦的理论被认为是物理学研究的一个里程碑，它改变了人类对宇宙的认识，也为后来的科学研究提供了重要的基础。

1915年，爱因斯坦将自己的理论扩展到宇宙的范围，提出了宇宙学，这是宇宙学研究的开端。

他的理论首先被用来解释宇宙的演化历史，以及宇宙中星系、黑洞等现象。

此外，爱因斯坦还提出了“最初的晕动”理论，认为宇宙最初由一股强烈的热量而来，这个理论也被后人证实，被称为“宇宙的大爆炸”。

此后，随着宇宙学的发展，爱因斯坦的理论也取得了巨大的进步。

1930年代，爱因斯坦开始探索宇宙学中的更复杂的问题，包括宇宙的形状和结构、宇宙的年龄、以及宇宙中星系的起源。

他还探索了宇宙的形成机制，发现了黑洞和银弹等现象，为宇宙学研究提供了新的研究方向。

20世纪50年代，随着宇宙学的发展，人们开始深入研究GTR的更为深入的问题，如宇宙的演化、宇宙的属性等。

同时，随着宇宙学研究的深入，人们也开始发现GTR的新应用，如宇宙学的数值模拟，以及宇宙学中的新现象。

20世纪90年代，随着科学技术的发展，人们开始深入研究GTR的更深层次的问题，如宇宙的速度、宇宙的演化历史等。

同时，科学家们也开始探索GTR的更新的应用，如宇宙学的数值模拟，以及宇宙学中的新现象。

高中历史中外史实对比时间表

外国：公元前594（前6世纪初），梭伦改革。

公元前506（前6世纪末），克里斯提尼改革。

公元前5世纪（大致春秋战国），智者运动。

公元前5世纪中期（希波战争后），伯里克利改革。

公元前449（前5世纪中期），《十二铜表法》。

前3世纪中叶，万民法。

15世纪晚期~16世纪，新航路的开辟，世界市场的雏形开始出现。

早期殖民扩张使世界市场初步形成。

1487，迪亚士，好望角。

1492，哥伦布，美洲。

1497，达·伽马，印度。

14~17世纪，文艺复兴。

1517~马丁·路德宗教改革，《九十五条论纲》。

1519~1522，麦哲伦船队。

1588，英国打败西班牙无敌舰队。

1640~1688，英国资产阶级革命。

1651，《航海条例》。

1652~1674，三次英荷战争。

1687，牛顿《自然哲学的数学原理》。

1688，光荣革命。

1689，《权利法案》。

17~18世纪，启蒙运动。

1721，沃波尔出任第一任首相，责任内阁制正式确立。

18世纪中期，责任内阁制形成并得以完善。

1756~1763，英法七年战争。

1765，英国哈格里夫斯，珍妮纺纱机。

1785，英国瓦特改良蒸汽机。

1787，美国宪法（世界上第一部比较完整的资产阶级成文宪法）。

1765~1840，英国工业革命。

18世纪末~19世纪30年代，浪漫主义文学。

1807，美国富尔顿，汽船。

中国：公元前2070~公元前1600，夏。

公元前1600~1046，商。

公元前1046~公元前771，西周，都镐京。

公元前770，周平王东迁洛邑，史称东周。

公元前770~公元前446，春秋（奴隶最后）。

公元前594，鲁国承认土地私有的合法性。

公元前475~公元前221，战国（封建开端）。

公元前230~公元前221，秦的统一，“远交近攻”。

公元前221，秦朝建立，定都咸阳。

十六世纪，资本主义萌芽产生。

1814，英国史蒂芬孙，蒸汽机车。

19世纪30年代~20世纪初，现实主义文学。

1831，英国法拉第，电磁感应。

爱因斯坦广义相对论

爱因斯坦广义相对论摘要：爱因斯坦创立了相对论，对物理学发展和人类思想的发展产生了深远影响。

其中广义相对论把相对论原理推广到非惯性参考系和弯曲空间，建立了新的引力理论，为科学地研究宇宙结构开辟了道路。

本文在介绍爱因斯坦对现代宇宙论重要贡献的同时，详细介绍了广义相对论的理论和该理论为人类带来的深远影响。

关键词：爱因斯坦广义相对论时空弯曲广义相对论是1916年由爱因斯坦独立提出的科学史上的一大杰出理论。

它引用了高深数学的张量及黎曼几何，重新诠释了引力的概念，描述了一个完全不同的宇宙。

几乎宇宙所有的奥秘都隐藏在相对论简单的公式中，从相对论里人们发现了时间旅行、宇宙的起源和终结和黑洞等奇妙现象。

爱因斯坦是20世纪最伟大的科学家。

他的基础理论深刻地影响着社会进步，甚至当代各类重要的消费产品在技术上也是依据爱因斯坦的理论。

如光效应理论为太阳能电池、光电探测器奠定了基础,射线受激辐射是激光器的理论基础,相对论则为GPS全球卫星导航系统提供所需的修正。

一、爱因斯坦完成了人类科学史上的一座丰碑爱因斯坦在瑞士苏黎世联邦理工学院读了四年师范的物理及数学。

在大学里，他精读了基尔霍夫、玻尔兹曼、洛伦兹、麦克斯韦等世界著名物理学家的主要著作，这些书籍对他影响颇深。

爱因斯坦对光线及以太非常好奇，在大学时，他设计了一个实验，用抽气机抽空一玻璃瓶。

他认为，当瓶内的空气及以太都被抽光后，因为没有以太传播光，玻璃瓶就会变成不透明的。

他用的瓶子很薄，以免光线从瓶子的玻璃中绕道而走，连续抽了几天，玻璃瓶还是透明的。

直到有一天，薄瓶子突然因高真空而炸掉了，爱因斯坦几乎因此受伤，但这次经历并没有打消掉他对物理和数学的热情。

毕业后不久，爱因斯坦从事瑞士伯尔尼专利局公务员工作，这期间，他和一些对物理、数学感兴趣的朋友，成立了一个科学讨论会。

他们定期在会员家中开读书会，讨论物理、数学及哲学问题。

他的很多论文都是在这段时期完成的。

1905年对爱因斯坦而言是奇迹的一年。

广义相对论的定义

广义相对论的定义广义相对论（General Relativity）是爱因斯坦于1915年以几何语言建立而成的引力理论，统合了狭义相对论和牛顿的万有引力定律，将引力改描述成因时空中的物质与能量而弯曲的时空，以取代传统对于引力是一种力的看法。

因此，狭义相对论和万有引力定律，都只是广义相对论在特殊情况之下的特例。

狭义相对论是在没有重力时的情况；而万有引力定律则是在距离近、引力小和速度慢时的情况。

广义相对论是爱斯坦的第二种相对性理论（1916年）。

该理论认为引力是由空间——时间几何（也就是，不仅考虑空间中的点之间，而是考虑在空间和时间中的点之间距离的几何）的畸变引起的，因而引力场影响时间和距离的测量.广义相对论：爱因斯坦的基于科学定律对所有的观察者（而不管他们如何运动的）必须是相同的观念的理论。

它将引力按照四维空间—时间的曲率来解释。

一、背景爱因斯坦在1907年发表了一篇探讨光线在狭义相对论中，重力和加速度对其影响的论文，广义相对论的雏型就此开始形成。

1912年，爱因斯坦发表了另外一篇论文，探讨如何将重力场用几何的语言来描述。

至此，广义相对论的运动学出现了。

到了1915年，爱因斯坦场方程式被发表了出来，整个广义相对论的动力学才终于完成。

1915年后，广义相对论的发展多集中在解开场方程式上，解答的物理解释以及寻求可能的实验与观测也占了很大的一部份。

但因为场方程式是一个非线性偏微分方程，很难得出解来，所以在电脑开始应用在科学上之前，也只有少数的解被解出来而已。

其中最著名的有三个解：史瓦西解(the Schwarzschild solution (1916)), the Reissner-Nordstro m solution and the Kerr solution。

在广义相对论的观测上，也有着许多的进展。

水星的岁差是第一个证明广义相对论是正确的证据，这是在相对论出现之前就已经量测到的现象，直到广义相对论被爱因斯坦发现之后，才得到了理论的说明。

广义相对论的实验验证

广义相对论的实验验证（1）厄缶实验19世纪末，匈牙利物理学家厄缶用扭秤证实了惯性质量与引力质量在极高的精确度下，彼此相等。

厄缶实验的设计思想极为简单。

扭秤的悬丝下吊起一横杆，横杆两端悬吊着材料不同、重量相同的重物。

达到平衡后，使整个装置沿水平旋转180°，若惯性质量与引力质量相等，由于无额外转矩出现，整个装置将始终保持平衡。

最后厄缶以10－9的精度，证实了两种质量的等同。

由于利用简单而巧妙的实验得到精度极高的测量结果，厄缶获得德国格廷根大学1909年度的本纳克（Benecke ）奖。

1933年6月20日，爱因斯坦在英国格拉斯哥大学作题为《广义相对论的来源》的讲话，表示他提出等效性原理的当时。

并不知道厄缶实验。

尽管如此，这并不能贬低厄缶实验的意义，它应该作为全部广义相对论的重要奠基石。

鉴于这一实验的精确度直接影响广义相对论理论的可靠性，以后几十年来，人们对这一实验的兴趣有增无减。

1960～1966年，狄克（Robert Henry ，Dicke ，1916～）等人为提高厄缶实验的精度，把厄缶的扭秤横杆改成三角形水平框架，又把石英悬丝表面蒸镀铝膜以避免静电干扰，并将整个装置置于真空容器中，使实验的精度推进了两个数量级，达到（1.3±1.0）×10－11。

1972年，前苏联的布拉金斯基（Braginsky ）和班诺夫（Panov ）对厄缶实验又做了重大的改进。

他们采用电场中的振荡法，旋转由激光反光光斑记录在胶片上，使实验结果又在狄克的基础上提高了两个数量级，即9×10－13。

（2）水星近日点进动的观测在经典力学这座坚固的大厦中，牛顿力学犹如擎天大柱，已经经受住了两个世纪的考验。

把引力作为力的思想似乎根深蒂固。

随着时间的推移，牛顿力学的成功事例在不断地增多。

1705年哈雷（Edmund Halley ，1656～1742）用牛顿力学计算出24颗彗星的结果，并指出在1531年、1607年和1688年看到的大彗星，实际上是同一颗，这就是后人所称的哈雷彗星。

爱因斯坦广义相对论的建立及相对论的意义

爱因斯坦广义相对论的建立及相对论的意义广义相对论的建立1905年，爱因斯坦发表了关于狭义相对论的第一篇文章后，并没有立即引起很大的反响。

但是德国物理学的权威人士普朗克注意到了他的文章，认为爱因斯坦的工作可以与哥白尼相媲美，正是由于普朗克的推动，相对论很快成为人们研究和讨论的课题，爱因斯坦也受到了学术界的注意。

1907年，爱因斯坦听从友人的建议，提交了那篇著名的论文申请联邦工业大学的编外讲师职位，但得到的答复是论文无法理解。

虽然在德国物理学界爱因斯坦已经很有名气，但在瑞士，他却得不到一个大学的教职，许多有名望的人开始为他鸣不平，1908年，爱因斯坦终于得到了编外讲师的职位，并在第二年当上了副教授。

1912年，爱因斯坦当上了教授，1913年，应普朗克之邀担任新成立的威廉皇帝物理研究所所长和柏林大学教授。

在此期间，爱因斯坦在考虑将已经建立的相对论推广，对于他来说，有两个问题使他不安。

第一个是引力问题，狭义相对论对于力学、热力学和电动力学的物理规律是正确的，但是它不能解释引力问题。

牛顿的引力理论是超距的，两个物体之间的引力作用在瞬间传递，即以无穷大的速度传递，这与相对论依据的场的观点和极限的光速冲突。

第二个是非惯性系问题，狭义相对论与以前的物理学规律一样，都只适用于惯性系。

但事实上却很难找到真正的惯性系。

从逻辑上说，一切自然规律不应该局限于惯性系，必须考虑非惯性系。

狭义相对论很难解释所谓的双生子佯谬，该佯谬说的是，有一对孪生兄弟，哥在宇宙飞船上以接近光速的速度做宇宙航行，根据相对论效应，高速运动的时钟变慢，等哥哥回来，弟弟已经变得很老了，因为地球上已经经历了几十年。

而按照相对性原理，飞船相对于地球高速运动，地球相对于飞船也高速运动，弟弟看哥哥变年轻了，哥哥看弟弟也应该年轻了。

这个问题简直没法回答。

实际上，狭义相对论只处理匀速直线运动，而哥哥要回来必须经过一个变速运动过程，这是相对论无法处理的。

正在人们忙于理解相对狭义相对论时，爱因斯坦正在接受完成广义相对论。

爱因斯坦-下册-第五章

第五章爱因斯坦年表１８７９年３月１４日上午１１时３０分，爱因斯坦出生在德国乌尔姆市班霍夫街１３５号。

父母都是犹太人。

父名赫尔曼·爱因斯坦，母亲波林·科克。

１８８０年爱因斯坦一家迁居慕尼黑。

父同其弟雅各布合办一电器设备小工厂。

１８８１年１１月１８日，爱因斯坦的妹妹玛雅出世。

１８８４年爱因斯坦对袖珍罗盘着迷。

进天主教小学读书。

１８８５年爱因斯坦开始学小提琴。

１８８６年爱因斯坦在慕尼黑公立学校读书。

为了遵守宗教指示的法定要求，在家里学习犹太教的教规。

１８８８年爱因斯坦入路易波尔德高级中学学习。

在学校继续受宗教教育，直到准备接受受戒仪式。

弗里德曼是指导老师。

１８８９年在医科大学生塔尔梅引导下，读通俗科学读物和哲学著作。

１８９０年爱因斯坦的宗教时间，持续约１年。

１８９１年自学欧几里德几何，感到狂热的喜爱。

开始自学高等数学。

１８９２年开始读康德著作。

１８９４年全家迁往意大利米兰。

１８９５年自学完微积分。

中学没毕业就到意大利与家人团聚。

放弃德国国籍。

投考苏黎世瑞士联邦工业大学，未录取。

１０月转学到瑞士阿劳州立中学。

写了第一篇科学论文。

１８９６年获阿劳中学毕业证书。

１０月进苏黎世联邦工业大学师范系学习物理。

１８９７年在苏黎世结识贝索，与其终身友谊从此开始。

１８９９年１０月１９日正式申请瑞士公民权。

１９００年８月毕业于苏黎世联邦工业大学。

１２月完成论文《由毛细管现象得到的推论》，次年发表在莱比锡《物理学杂志》上。

１９０１年３月２１日取得瑞士国籍。

３月去米兰找工作，无结果。

５月回瑞士，任温特图尔中学技术学校代课教师。

１０月到夏夫豪森任家庭教师。

３个月后又失业。

１２月申请去伯尔尼瑞士专利局工作。

５—７月完成电势差的热力学理论的论文。

１９０２年２月到伯尔尼等待工作。

和索洛文、哈比希特创建“奥林匹亚科学院”。

６月受聘为伯尔尼瑞士专利局的试用三级技术员。

６月完成第三篇论文《关于热平衡和热力学第二定律的运动论》，提出热力学的统计理论。

广义相对论的建立

在狭义相对论建立之后，爱因斯坦并没有停止他科学创造的步伐。

在1907年，当绝大部分物理学还没有理解狭义相对论所带来的物理学思想的重大革命意义时，爱因斯坦却远远超过了他同时代的物理学家，发现了狭义相对论的根本缺陷，开始了新的理论构想。

一、狭义相对论的局限性爱因斯坦发现：“在古典力学里，同样也在狭义相对论里，有一个固有认识论的缺点。

这个缺点恐怕是由E.马赫最先清楚地指出来的。

”马赫的问题时：“为什么惯性系在物理上比其他坐标系都特殊，这是怎么一回事？”的确，按照狭义相对论，很多物理量定律在洛伦兹变换下具有协变性，因而物理定律在各个惯性系里都成立。

或者说对物理学定律而言，各个惯性系都是等效的。

但是，无论是古典力学还是狭义相对论，都不能说明为什么只有惯性系才有特殊优越的地位？惯性系又是什么？按牛顿力学，凡是与做惯性运动物体相固联的参考系就是惯性系。

但是如何确定物体在做惯性运动，最终有需仰仗一个“不动的绝对空间”，许多人，包括爱因斯坦本人都对这个问题产生了怀疑。

1922年，他在京都大学访问期间所作的《我是如何创立相对论》的讲演中，谈到1907年他对狭义相对论的想法时，他说：“当时，我对狭义相对论并不满意，因为它被严格的限制在一个相互具有恒定速度的参考系中，它不适用于一个任意运动的参考系，于是我努力把这一限制取消，以使这一理论能在更多一般的情况下讨论。

对于坚信因果关系的普遍性的爱因斯坦来说，当然不能容许惯性系与非惯性系之间这种内在不对称情况的存在。

如何来解决这个难题呢？其最根本、最自然的作法。

就是扩大狭义相对性原理的物理范围和内容。

除了惯性系这一限制外，狭义相对论的另一严重困难来自于引力，即狭义相对论与牛顿的引力公式和引力势方程不相容。

自狭义相对论提出后，许多人曾致力于检验各种物理定律在洛伦兹变换下的协变性，他们都获得了成功，但是包括爱因斯坦本人在内，都发现当把牛顿的引力理论纳入到相对论理论之中时，却遇到了明显的矛盾。