爱因斯坦经常被和相对论联系在一起,但他获得诺贝尔物理学奖并不是因为相对论(光电效应方面的研究)。本书的标题背后的问题是我们如何质疑爱因斯坦,就像亚里士多德、哥白尼在一定时空也会被质疑一样。
如果你在网站搜索关于爱因斯坦的消息,证明正确的条目要多得多。可以说某一天你证明了爱因斯坦是错的,那一定能上头条。但是他的理论往往不是马上就能被证明,有的甚至是几年几十年或者更久才可以证明。
理论物理学家的一个设想,往往会让实验物理学家穷尽一生去验证它。爱因斯坦的广义相对论发表以后就好像“理论学家的天堂,实验学家的炼狱”。验证爱因斯坦的创造就一直在继续。本书主要是“轻松”读懂的相对论“简史”、全书用了十章的篇幅讲述了从相对论诞生之初到现在众多实证中相对论所经过的考验。
爱因斯坦初次登场的引力理论是经过了8年的研究和四年的等待,直到天文学家宣布爱因斯坦关于光线近日引力偏折的预言正确之后才为学界熟知,靠的是天文学的观测来验证。
在宇宙大爆炸微波辐射背景、脉冲星、x射线源、引力红移等研究在现代条件越来越精确了,比如1991年的测量证实了爱因斯坦的预测,精度达到大约2%。白矮星实验在1971年得到的结果和爱因斯坦的一致。证实理论最好是看是否与实验一致,这是需要时间的。
黑洞大概是路人中知名度最高的物理概念了,这种天体完全由弯曲的时空构成。在接下来书里的实验中还能看到人们是如何使用黑洞对广义相对论进行了了不起的新检验的。最新的例子是2019年4月10日m87拍到的黑洞暗影图像,它的大小和爱因斯坦理论的预测吻合。
最后有三章的篇幅是在讲引力波,然而爱因斯坦曾经认为他证明了引力波不存在!他的1916年6月的论文充满了计算错误和概念错误。由挪威物理学家诺德斯特姆帮爱因斯坦找出了错误,并纠正了错误。在后来爱因斯坦精确形式的广义相对论的确预言了(至少在柱坐标系下)引力波存在。2016年2月11日探测到了引力波,这是来自12亿年前黑洞碰撞的声音,是当时科学的重大事件!在精确广义相对论的路上又走了一步。
有趣的历史例子还有好多,比如1919年爱丁顿回应世界上仅有三个人理解相对论。爱丁顿回答是,我想不出第三个人是谁。引力探测b这个相对论陀螺仪实验的开启源自物理学家席夫、费尔班克、坎农在斯坦斯大学的游泳池中的会面!
牛顿说是他只是站在巨人的肩膀上,我想这个巨人是包括了阿基米德、伽利略等等科学先驱的,此后爱因斯坦也是在过往的基础至上有的重大发现。这是一本关于探索验证爱因斯坦相对论的有趣历史,也是一段科学史上群星灿烂的时刻。人们一直在探索,至少现在是大于不是,未来如果爱因斯坦被证明可以替代,想来物理学一定是一个新的世界了,我期待着!
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