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熱心網友
?垡蛩固?ξ錮?W的?獻--------------------------------------------------------------------------------驚世?俗的理? 不可一世的天才【摘要】今年3月14日是?垡蛩固溝陌倌暾Q辰。不?H是一般民?，就是第一流的物理?W家也都公認他是自牛頓以?磣?ゴ蟮奈錮?W家。一般都聽到他的相?φ?，但是，除了??I物理?W家之外，?s不太知道他在?e的方面也有基本的?獻，也不太知道他開??了許多新的研究與知識領域。甚至不少物理?W家也不很清楚了解相?φ?的哲?W（不是它的本身），即物理概念的「操作型定義」這一??實囊耄焉釕畹賾絆?了量子力?W的發展。我希望在此?短地?w結?垡蛩固溝腦S多?獻。本?恚諞恍?r裡甚或?敵?r裡做這件事的想法就是很荒?的。我所要說的只能算是把自己所了解的?垡蛩固溝囊恍┏刪停約拔?λ某緹刺岢?恚┯信d趣的人分享。狹義相?φ??凼獻?櫬蟊?熟知的是他的相?φ?，雖然這?K非他的第一???獻；在此前，他?就統?力?W與布朗運?佑羞^開??性的重要研究。但?我???南?φ?開始講起。到十九世紀末，物理?W家遭遇到?深??o法用??r理?理解的???結果。一?是邁克生-毛利（Michelson-Morley）的光?W???，Trouton-Noble的?磁?W???，菲左（Fizeau）???以及艾瑞（Airy）關於光行差的???；另一??t是關於黑體?射的能譜的???。菲次格拉（Fitzgerald）曾假設長度縮短而表面地解?了邁克生-毛利???的結果。但?然，?槊枋瞿騁??現象而引入一??嘁誦緣募僭O，是不能令人?M意的。1904年羅??玆（Lorentz）提出了能維持馬克斯威?方程式不?的羅??玆??Q，它?繫了?山M作均?螄?λ俁冗\?擁南到y之間?r空坐?說年P?S。此??Q本是馬克斯威?方程式自身所蘊含的，我???J敬羅??玆，但羅??玆祇是發現了能維持馬克斯威?方程式不?的??W??Q的形式性解，?s?K未能賦予???Q物理意義——特?e是關於?r間的，因?樵諗ｎD的物理?W系統裡，?λ械撓^?y者只有一??絕?Φ模蠐鈧嫘緣?r間。?垡蛩固故鞘紫日J真地?^??r間的概念提出質疑的。他也許是第一????調所謂「操作觀點」的人——就是說，在物理裡，一??概念唯有根?攘克???操作法?磯x才有意義。這一哲?W觀點，不?H因推翻了絕??r間的概念而革了牛頓物理的命，也是日後海森堡（Heisenberg）??立量子力?W?r思想的出發點。?凼響妒歉?攘康牟僮鞣ǘx了?r間與空間。要一觀?y者去度量靜止物的長度或一定地點發生的?墑錄?r隔?K不難，但要度量發生在?傻氐?墑錄?r隔，?t必?界定操作的方式。?凼鮮紫紉M了同步?r?組的觀念，利用光信?使一系統各地點所附的?r?相??剩蚨x了在一系統裡?剎煌攸c發生事件同?r的概念。再就是相?π栽砹恕Ｔ谫だ?牛頓力?W裡本有相?π栽恚醋骶?螄?\?擁鬧T觀?y者，有同等的地位。?垡蛩固?t?⒋嗽磧閃?W推?V到所有的物理現象上。因此，以均?蛩俁認?都子^?y者運?擁囊矣^?y者，同?佑?喟湊障嗤??t?戇才潘約合到y?鵲耐?r?組，而以之?y量?剎煌攸c發生事件的?r隔。甲乙?捎^?y者都有?嚶猛?擁??t?碭髯???r?，但如此二者所?y得的同??墑錄?r隔就?煌Ｒ虼耍?僮饜投x與相?π栽恚?r間（或同?r）的概念不再有絕?Φ囊飭x。其次，要度量一運?游矬w沿運?臃較虻拈L度，也必?界定其操作法。最自然之法?然是根?^?y者自己系統的同步?r?組，在物體的首尾?啥送?r?下一根尺的刻度。?煽潭鵲牟罹褪沁\?游锏拈L度。由此看得出?恚@種度量?r間與空間的方法不?H?槊??觀?y者定義了他的?r間與空間，不同觀?y者的度量之間也有一定的關連。?垡蛩固??調，絕??r間的概念不?H不能說明像邁克生-毛利等的???，更有基本的概念上的困難。以上述定義?r間及空間的??t以及相?π栽恚ㄌ?e是光速?λ杏^?y者恒定的假設），?凼獻C明可以?奈錮淼撓^點?С雋_??玆??Q，因而賦予本是?形式性的羅?????Q以物理意義。在1905年的一篇?文裡，?凼轄⒘訟?φ?的整??結??，包括現在大家熟知的關於同?r性的相?π緣撓??，「長度縮短」、「?r間膨?」、速度之相加等等推?。在此附?б惶幔誆簧俚耐ㄋ孜鬧校珽=mc2這一有名的公式是和相?φ?直接連在一起的。?然在相?φ?性力?W裡可以證明?質量增加∆m?r，?幽茉黽?#8710;E=∆mc2；但其逆關?S，即能量E相?於質量m=E/c2，?t?K不只有相?φ?可以?С觶??墓諾湮錮砭涂梢緣玫降摹??V義相?φ?與重力理??凼閑粗鋁?⒅賄m用於均?螄?λ俁冗\?又T系統的狹義相?φ?，推?V運用到以任意速度作相?\?擁囊話閬到y。其最?趣味與重要性的就是根??V義相?φ?而建立的重力理?。牛頓引進重力?鮒幔曬Φ孛枋雋頌?系?戎T行星的運?右約暗厙蟣礱嫖矬w的運?櫻妒侵亓ψ耘ｎD以?硪馴灰??欏柑旖?地義」的。現在?凼獻⒁獾攪艘患再だ耘c牛頓以?砭?櫬蠹沂煜ぃ歡?s?]有人深思的??事??；那就是，一物的與重力?o關的?T性質量mi=F/a與其?鬧亓Χ?淼鬧亓|量mg=W/g（W是?物在地上的重量）的相等。就因?檫@?少|量的相等，在描述一物體的運??r，可以?⑵淥苤亓?齙男?砸患鈾僦?⒖枷怠ＭǔＫe的例子便是一??在封閉?N降?C?鵲撓^?y者。?凼暇?倪@???少|量相等的??事??出發，建立了?V義相?φ?，而要求自然定律的形式在所有的?⒖枷抵卸枷嗤＞途?螄?λ俁冗\?擁鬧T系統而言，物理定律在?r空的羅??玆??Q下保持不?；?σ勻我饉俁茸饗?\?擁鬧T系統而言，??Q方程式就很複雜了。?榱艘閻亓?齙男??α硪???⒖枷到y的轉?Q（亦即前述封閉?N降?C這一??吻樾沃?V），?垡蛩固乖俅翁岢??r空概念的重新探?。他???，物理裡所用的?r空??是抽象的?W氏的（或假?W氏的Pseudo-Euclidean）平的?r空，?是??用其?綴穩?Q於宇宙物質（或，能量-?恿浚┓植嫉奈錮淼?r空（physical space-time）？他以?椋??所以需要引入重力?觶且蛭??用?W氏?r空；但如果用一種物理的?r空，是否行星的運?涌梢砸??槭??不受力的自由運?櫻砸姥ｎD第一定律，沿著那???r空裡的「直?」，即?O端?（geodesic）行進？若此，?t運?傭珊芎??危簿褪恰缸钚∽饔昧吭懟功摹襠s=0。他於是用瑞曼（微分）?綴危≧iemannian geometry）作?樗畝?r空的?綴危溟L度元ds與度???量g的關?S?閐s2=gμ νdxμ dxν。g的十??分量gμ ν?S由一組?繫g以及宇宙能量-?恿糠植嫉奈⒎址匠淌剿?Q定，也就是所謂的新義的「重力定律」。?O端?的方程式於是便是含有gμ ν的（非?性）微分方程式。在此理?中，有關gμ ν等的「定律」取代了牛頓的重力定律，而?O端?的微分方程式?t取代了牛頓的運?傭傘?這一理?，即便是??榧?粹形式性的「重力?齙?綴位梗埠芪耍?椴?H其在??W上很??美，且根本可以不要作重力?齙募僭O。我???枕??得，重力?霰臼且??奇特的概念，我??之所以接受它只是因?槎炷茉?，?焉不察。?垡蛩固溝睦碚?裡能不引入重力?齠@得?ξ矬w運?擁耐?用枋觶?然是一?ゴ蟮某刪汀?然而，?凼俠碚??不只是?⒅亓?觥?綴位茍眩凰詰諞渾A近似?С讎c牛頓理?同?擁慕Y果，在第二階近似更?С鏨僭S偏離牛頓理?的結果。在三??著名的??題——也就是水星近日點的推進，光?過太?附近?r的偏折，重星光譜?的紅移——裡，?垡蛩固估碚?與觀察相符，新的???迄今也都證明理??o誤。?V義相?φ?發表於在1916年的一篇?文中，其中包含了所有的??W推演，即??量分析的?靡約叭綰臥謁畝仁瀾繆e引進瑞曼?綴蔚鵲取５死碚?的物理基礎，即重力質量與?T性質量之相等，以及一些結?，如「重力紅移」等，早在1905年稍後?凼暇鴕芽闖觥?狹義相?φ?迄今已成?槲錮硌e最基本的原理之一，所有的物理理??s需要?M足在羅??玆??Q下不?的基本要求。而另一方面，?V義相?φ??t似尚未達到此一地位，然以其概念之??聞c??W之??美，??不愧?檎??物理?W裡最美的結??之一。?V義相?φ?開??了一??新的研究領域，即相?φ?性宇宙?。在此我???]有?r間多說。有一點要補充的，通常一??突破性理?的出現是基於?r?C的成熟；某甲不提出，某乙?是要提出的。唯有?V義相?φ?是很特殊的，它似乎是?垡蛩固掛蝗說某刪汀。 P。 Wigner氏曾說，如果?]有?垡蛩固梗蕓贍??]有人提出這「重力理?」。統?力?W與布朗運?永碚?現在???垡蛩固乖誚y?力?W及布朗運?臃矯嫻墓ぷ鰲Ｔ?902到1905年間，?凼顯誆恢ぜ際浚℅ibbs）研究的情?r下自己發展了微觀正?t系集的理?。現在大家知道系集理?根於一?基本假設，就是一系統的一物理性質的?r間平均值與?性質的系集平均值相同。這?善驕ū臼遣煌?苫厥攏蝗繾鞔思僭O，必?先能證明，相空間（F-space）裡的代表點在體積元ΔS?榷毫艫?r間與其體積ΔS成正比。在所謂「各?B?v?系統」（ergodic system）裡，代表點終究?氐腳c原?砦恢孟嘟?^域的。但如果所需的?r間（所謂潘卡瑞Poincare'?蔬L期性的週期）很「長」，前述在ΔS?榷毫?r間與ΔS成正比的關?S就得不到。?凼險J?椋伸斗腫硬荒芊直媯信cＮ??分子排列相??腘!??相空間?鵲獰c可??橄嗤妒?蔬L期性的週期就短了許多。這?泳湍苤С窒導碚?裡的基本假設。除了上述辨正統?力?W的努力外，?凼弦?⒅?玫狡鴟F象及布朗運?擁睦碚?。不?H此?研究是開??性的，且根??凼俠碚?而作的培林（Perrin）???，首次直接確立了物質的原子性。此前，有些人，包括大物理化?W家?W斯華（Oswald）等人都?把?怏w的分子?恿φ??成只是一種?O方便的假設而已（?K不真認?橛性印⒎腫櫻壞?培林???定出??佛加厥常?滇幔挪輝儆腥?巖稍擁拇嬖諏恕?量子??垡蛩固?α孔誘?亦有基本的?獻。蒲朗克（Planck）量子?的起源大家都很熟悉。他的量子假設是革命性的，正因?樘吒錈粵耍栽S多物理?W家都努力想重新?z?古典物理，看是否能有所挽救。蒲朗克本人?t在發表了大?的假設後，?A向於把?射（radiation）本身仍看?檫B續性的，而認?椴賄B續性乃出自於原子結??上。?垡蛩固乖?905年?慕y?力?W的觀點?算振子（亦即與?射相平衡的原子系統）能量的均方起伏量，又?奈畝鞫桑╓ien's law）及瑞立-斤士定律（Rayleigh-Jeans' law）這????O限情形的探?，?С銎牙士歲P於?射平均能量密度的公式u=hν／[exp(hν/kT)-1]更進一步，他以?檁?射本身可以??橥?r有連續（波），和不連續（光量子）性，各與瑞立-斤士定律及文恩定律有關。他把?鳧讀Ｗ有再|的能量E與?恿縋賦給了具有頻率ν與波長λ的?射的量子（後?矸Q?楣庾櫻?E=hν ,p=h/λ (λν=c)他以光?效??樗墓庾蛹僭O的例證。他所提出的光?效?姆匠淌結??槊芰⒏∕illikan）及其他人的???所證??；此效?c1923年康普吞（Compton）效?慕忉?同?櫓兩褫?射粒子性的最明顯證??垡蛩固掛?殯?磁?齙倪B續的「波」的部分，是一種「引?А溝?觶??度?Q定光子出現的或然率分布。上述關?S式在古典物理裡是?o法理解的，因?樗??把?鳧讀Ｗ優c波這?煞N即使不是相矛盾的也是不相關的性質連繫起?懟?923年，德布羅意（deBroglie）根?M義相?φ?把上述關?S作進一步推?，他認?椋??具能量E?恿縫的（物質）粒子亦?в脅ǖ男再|：ν=E/h,λ=h/p這些關?S式後?碓?927～1928年間?殯?子繞射???所證??。上述?垡蛩固?德布羅意關?S式表現了所謂粒子-波的二象性，後?沓?榱孔恿?W的物理與??W基礎，也?е虜?（Bohr）與海森堡等人?パa原理哲?W觀點的發展。固體比?岬牧孔誘?1907年，?垡蛩固拱蚜孔誘?（即蒲朗克公式）用到固體諸原子的振?由希蚨靡越忉??楹?墓諾浣y?力?W的能量均分原理而?淼畝怕。靨娑桑―ulong-Petit's law）?υS多固體及在低??r不適用。雖然他的理?裡只假設晶格有?我徽?宇l率，而隨即?櫚擄藎―ebye）及波恩（Born）、馮卡曼（VonKarman）等人所改進，?凼系牡諞還κ遣豢贍?緄摹Ｊ??上，這是固體量子?的基礎，且開拓了物理?W的一??新領域。躍遷或然率理?1917年，?垡蛩固固岢鲇噓P?射?鲅e原子系統自發與誘發躍遷或然率的概念，?K?慕y?方面的考?]再度推?С銎牙士斯健＃ㄅe????蔚鈉┯鰨赫T發吸收好比一??口渴的人看到桌上一杯茶，引起他喝茶的欲望而喝了下去；自發放射?t好比，杯子裡原?]有茶，這??人自己吐出一杯?恚徽T發放射?t好比說，一??已?喝過茶的人看到一杯茶後，又吐出一杯?懟＃┰諤接?第i與第j?贍茈A間的躍遷?r，?凼嫌玫餃???S?擔瑽ij、Bji與Aij。誘發躍遷的?S?礏ij與Bji是?ΨQ的，這是發現矩?力?W（量子力?W的一種形式）的?索之一；它與量子力?W裡算符的厄米性（Hermitian）有關。Bij不難?奈?_理??算出?恚親園l躍遷?S?礎ij?t在狄拉克（Dirac）建立?磁?齙牧孔永碚?（1927年）?r才得?算出。狄拉克這理?是所有量子?穌?的先河。誘發放射的概念也可以?墓諾瀠?磁理?及??淼目?]去了解，但其?V泛的??用性?t到了約四十年後射與雷射被「發明」?r才顯露出?懟?玻色－?垡蛩固菇y?玻色－?垡蛩固菇y?（Bose-Einstein statistics）是另一?冠有?凼現呢?獻。1924年，年輕的印度物理?W家玻色??給?凼弦環廡牛f如果用?於波玆曼的另一統?法?t?硤?理光子，可以得到蒲朗克公式。?凼霞湊J定這一新想法的重要性，?K親自?⒉Ｉ牟莞遄g?櫚攣目竊詰?錮?W誌上。他隨即?⒋誦碌慕y?法?t推?V於物質粒子，這就是所謂玻色－?垡蛩固菇y?。他且首先指出在低??r有所謂「?垡蛩固鼓Y」現象。毋庸多說，這一工作又開??了新而肥沃的研究領域。統一?穌?；?V義相?φ?1920年代後期，?垡蛩固?A力於建立一??統一?穌?，想推?V?V義相?φ?而一?閎菁{重力?讎c?磁?觥?凼稀⒀Χ「瘢⊿chrödinger）與其他的一些人曾有不少努力，例如以仿射?綴穩〈鷴?綴蔚取??W家卡?查（Kaluza）曾?L?用五度空間的?綴?戇驀?磁?觥Ｋ羞@些努力都未能成功。但?凼嚇cInfeld及Hoffman等人?s獲致另一?關於?V義相?φ?的突破。在早先相?φ?的形式裡，一物體在「重力?觥?鵲倪\??Q定於四度?r空裡的?O端?，而?O端?又?Q定於物質的分布；現在，他??證明，?齜匠淌降謀舊硪尋訴\?臃匠淌劍?o需另作前此的「?O端?」的假設。?垡蛩固溝目?W哲?W在此我?⒉輝俁嗾??垡蛩固乖諂淥矯嫻呢?獻，但在結束前要說明一下?垡蛩固古c?綴跛釁淥笪錮?W家間?讀孔恿?W的基本?B度的歧?（在此，?凼?綴跏嗆芄陋?的）。自玻恩提出統???及海森堡提出?y不?試磲幔?等人以?橐淹耆吻辶肆孔恿?W的物理??。現在一般的人皆認量子力?W具有?仍詰慕y?性〔這與古典物理裡的統?力?W不同，在統?力?W裡微觀過程?是具?Q定性（deterministic）的〕，而且，由於?y不?贖P?S，由目前的量子力?W得到的結果，便是我???娜魏撾錮砝碚?所能得到的。而?垡蛩固?s相信，一??完整的理?必?包含所有他稱曰物理的??質性（physical reality），即所有可?y量的事物觀念，故必?包括一?曹???檔?燒擼侵黃渲兄唬詞慣@?燒卟荒芡?r?y?省！簿唧w一點說，量子力?W??我渙Ｗ擁拿枋鲇貌ê?鄲?q,t)或φ(p,t)，但?凼險J?檫@?擁睦碚?的描述不完全，而?是x(q,p,t)之?。〕?凼顯縵仍O想過許多的「思想的???」，以期超越過?y不?試淼南薅齲會?硭姓J了量子力?W本身的一致性（self-consistency），但仍然?猿腫約?兌??理?的「完全性」（completeness）的看法。他的說法可用一放射性原子的衰??碚f明：按量子力?W，如果確知發射粒子的能量E，便不能確知衰?的?r刻t，所以理?中必不能同?r包含E與t?????怠６?垡蛩固?t說，即使?y不?試碭嬖D我??要?y量衰?的確切?r刻是有限制的，理?中??是?有t這????擔?椋涌?要在某?r刻衰?的啊！自1920年代末期始，關於量子力?W的解?，曾有許多的??，許多人和?垡蛩固範?辯，但很多??是由於把?凼弦呀?放??了的早先所想超越?y不?試淼鈉?D與他一?持有的?段錮淼睦碚?的要求相混淆起?懟?凼喜荒芙郵芤??受支配於?仍諢蛉歡桑?S骰子的上帝）的理?。?凼蝦透綾竟?W派的??是?ξ錮淼睦碚?的哲?W?B度，不是?辯可解?Q的，也不能光?牧孔恿?W的諸多成功例證或其本身的一致性去定?Z是非的。與此??有關的有一點?s是很有趣的。前面說過，?垡蛩固??r間與空間下了操作型定義因而澄清了有關絕??r間的困難。其精神在於，除非界定有度量的方法，一??概念在物理?W裡?]有意義。但這精神，再加上基於?凼系腅=hν，p=h/λ關?S而?淼?y不?試?s正與?凼?δ殼傲孔恿?W的?B度相矛盾！?之，我???囊隕蝦?略的介紹看出，?垡蛩固怪T多?獻的特質是：有深刻的思考，有大?而直覺的新?L?，有高度的??造力，?錮淼???基石——相?φ?和量子力?W——的建立有莫大的?獻；?φ課錮?W的發展有深遠的影?。?者案：本文原文??譴箝嘞壬?955年4月25日（?垡蛩固故攀酪賄L後）在加拿大?已芯吭海∟ational Research Council）的講詞。今年2月9日?竅壬?腥A民?錮?W??，??c祝?垡蛩固掛話龠L年誕辰，就此題作?ｎ}演講，?嵊殺究g出，?K作少許補充。。
熱心網友
才給一百分，太少了，何況沒多少人能解釋清楚，還是自己去理解吧！
熱心網友
遇到此類問題，方法：1、查書2、問GOOGLE老師3、問周圍的老師同學
熱心網友
首先，高中物理告訴我們說場是一種物質，這是錯誤的。場僅僅是物質的一種存在形式而已。其次，愛因斯坦的方程根本就是錯誤的。按照大道至簡原理，對于根本問題搞得這么復雜的東西肯定是陷入了數學公式的濫用田地造成的。所以是錯誤的。
熱心網友
請參照相對論理論
熱心網友
只有引力場方程，它也被稱為愛因斯坦方程
熱心網友
自己去看書去。