第208章-《數理王冠》
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凱特其實是非常好奇洛葉看的內容的,她是借閱過《時間簡史》《淺談量子物理》這樣的書的,在她看來,比起來數學公式,量子物理更具有哲學性。
可是隔行如隔山,凱特決定換一個問法,“洛葉,你認為愛因斯坦的理論偉大在哪里?”
愛因斯坦無疑是到現在為止最偉大的科學家之一,雖然在量子物理上,他跌了一跤,可這不能否認他的偉大,他的廣義相對論影響力一直延續到了現在,愛因斯坦還是普林斯頓的著名校友,凱特研究過他的理論,生平,評價,可是這都不足以讓她真的明白這到底偉大在哪里。
就像是所有人都知道這個理論特別牛,雖然我們一點也看不懂,也無法理解。可凱特想知道更具體的一點。
洛葉想了想,“牛頓曾經試圖解釋過物體下落和行星運轉的原因。”
“萬有引力?我知道他曾經把這個力當做是上帝的推力。”
在晚年,牛頓是個虔誠的基督教徒,其實他最開始就是個非常虔誠的教徒,他研究物理學的目的就是為了破解上帝遺留在人間的密碼,以此來靠近上帝。
“他設想的物體是在空間中運動的,認為空間一個巨大的容器,一個能裝下宇宙的大盒子,也是一個碩大無比的框架,所有的物理在里面做直線運動,直到一個力使得它們的軌道發生了彎曲。”
而這個空間——也就是這個巨大的容器到底是什么,牛頓并沒有給出解釋。
“之后的法拉第,麥克斯韋發展了電磁場理論。”一種無處不在的真實存在,可以傳遞無線電波,可以布滿整個空間,可以振動,可以波動。
“愛因斯坦最開始只是對電磁場理論感興趣,后來他想明白引力場是如何運作的,以及怎么用方程對其描述,再后來他想到了廣義相對論的核心觀點,引力場不是彌漫在空間當中,而是它本身就是空間。”
也就是牛頓假想那種那個無窮大的可以裝下宇宙的容器。
“這個理論讓宇宙學變的非常簡單,這就是它的意義。”
在這個理論之前,宇宙學是非常神秘的,不,應該說空間,時間都是非常神秘的,仿佛獨屬于造物主的世界,而這個理論把造物主徹底的拉下了神壇。
空間也是物質,是構成世界的物質之一,可以彎曲,波動,變形的真是實體。我們周圍的空間不再是無堅不摧的堅硬框架,而是一個巨大容易變形的軟體動物當中。太陽因為其巨大的體積讓周圍的空間扭曲,地球繞著太陽旋轉也是在這個扭曲傾斜的空間中進行。
而如何描述這個扭曲傾斜的空間呢?
“高斯最先計算出了二維曲面公式,黎曼這個公式推廣到了三維乃至更高維度的曲面上。”后來也就成為黎曼曲面了。
“在黎曼的公式當中,任何一個彎曲的空間的特征都可以用數學量來表示,也就是黎曼曲率,后來愛因斯坦把黎曼曲率和物質的能量等價起來。”也就是空間在有物質的地方會發生彎曲。
洛葉的聲音似乎在這一刻變的意味深長了起來,“——除了這些,你應該也知道,愛因斯坦的相對論不但說明了空間可以扭曲,時間也可以彎曲。”
“或許有一天可以根據這個公式研究出時間機器呢。”
凱特若有所思,“時空悖論嗎?”
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