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如果要评选20世纪最伟大的科学家,爱因斯坦是毫无疑问的第一名,曾经在很多视频中,我们都看到过对牛顿、爱因斯坦以及杨振宁这些科学家,他们在物理科学领域的开拓,使得人类上升到了一个前所未有的高度。

1905年爱因斯坦提出了跨时代的相对论,一个迥完全此前物理研究领域范畴的新理论,相对论因为研究的对象不同,可以分为广义相对论和狭义相对论,是有关时空与引力的基本理论,虽然现如今在网络上我们可以查阅到诸多相关资料,但我们对于相对论,仍仅仅局限于字面意思。

偶然机会下,在西瓜视频上看到由西瓜视频创作人【科技袁人袁岚峰】发布的一条视频【相对论验证有多曲折?爱因斯坦去世20年,美国人才搞定】,该视频从相对容易理解的角度,阐释了相对论在普通人眼中应该是什么样子?感兴趣的大家可以在西瓜视频上搜索观看。

理论物理与实验物理概念

物理研究领域一直就分为两大块,一块是理论物理研究,而另外一块是实验物理研究,其实从字面意思也能理解一个大概,实验物理就是能够同时实验来验证推论的物理研究,而理论物理则是以探索自然界未知的对象为主。

因为是探索未知的对象,因此这些研究通常只是存在想象,或者说通过某种特质分析其特征,但是却无法用实验证明,理论物理学研究领域,最出名的数爱因斯坦,诸如霍金以及杨振宁教授等等,都是研究理论物理研究为主的科学家。

相比较而言,提出假设,验证结论,是我们科学探索必不可少的过程,但理论物理由于其特殊性,因此验证的难度相当大,比如杨振宁、李政道在1956年获得诺贝尔奖的宇称不守恒定律,事实上这个定律在被提出以后,两人并未通过实验证明,而是被另外一位著名的物理学家吴健雄通过实验验证了这个理论以后才得以实现。

那么爱因斯坦在提出相对论以后,有没有人能够证明呢?

世界只有三个人能懂相对论?

1919年5月29日,英国物理学家爱丁顿勋爵组织人在一次日全食的观察中,发现了摄日全食时太阳附近的星星位置,根据广义相对论理论,太阳的重力会使光线弯曲,太阳附近的星星视位置会变化。

而根据这个偏角,爱丁顿勋爵计算除了这个数值,被很多科普类的读物转载,后来爱丁顿勋爵还通过媒体,第一次用英文讲述相对论的理论,可以说在一段时间里面,爱丁顿勋爵就是第一个通过实验验证了爱因斯坦相对论的第一人。

然而并没有过多长时间,很多科研历史学家,包括一些物理学家后来又复制了爱丁顿勋爵这个实验,但是却并没有在实验中发现这个数据,因此爱丁顿勋爵的这个实验是不准确的。

其实之所以产生这个问题,和爱丁顿勋爵骄傲的性格不无关系,当时很多媒体都在大肆报道这个实验,爱丁顿也为此接受采访,当媒体问到,世界上只有3个人能懂相对论,爱丁顿反问了一句,第三个人是谁,简而言之,爱丁顿骄傲的认为,世界上只有他和爱因斯坦才能明白相对论。

验证相对论

我们之前也提到过,相对论本身是理论物理研究领域的范畴,想要在科学技术还不是很发达的20世纪初,基本上是没可能,其实在爱丁顿勋爵出发去验证这个猜想的时候,媒体采访爱因斯坦,问他怎么看,但爱因斯坦说了一句话,不需要验证,因为那就是对的。

爱因斯坦于1955年去世,事实上在他生前乃至去世以后20年的时间,基本上都是通过天文观测的方式来验证相对论,但收获的效果确实是微乎其微,天文观测具有很大的不确定性,首先是地面观测,要受到地面天气的影响,因此想要更准确的验证相对论,除非离开地球,在外太空,但在外太空,同样也有诸多不确定的因素。

1971年,铯原子钟环球飞行实验首次证实了狭相,两个经过较准的铯原子钟在经历不同加速历程后产生了误差,这也是在诸多实验结果之中,最令人信服的一个结果,当然随着科学技术的发展,对于宇宙观测的技术也得到了长足的发展,直到2016年以后,所有有关爱因斯坦相对论的结果,才得以全部被验证,而距离爱因斯坦提出相对论,已经过去了100年。

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