“相对论”这个名词确实有些深奥，不太适合我这个年龄段的人去评说与研究。虽是 如此，但这并不影响我对于相对论的研究热情与好奇心。相对论分为两大部分，分“狭义”和“广义”之说。 “狭义相对论”主要研究的是生活 中的一些基本物理现象，而“广义相对论”则是对物理研究领域的进一步延伸，其重点更 侧重于对宇宙本质的研究，可以说“广义相对论”对天文学研究更有帮助。相对论的一个 热点就是对于光的研究，爱因斯坦在其中第一次证明了光既是微波又是粒子，这在当时反 响很大，爱因斯坦就是由此展开他对于时间与空间领域的研究。爱因斯坦小时候曾梦到过自己与光在赛跑，醒来后他便提出了一个疑问：若我的速度 和光速相同，那么以我的角度去看身边的光，那光会是什么样子呢？大家都知道，两物体 以同等速度运动时，那这两个物体就相对静止了,它可以看清它，它也可以看见它。带着这 个疑问，长大后的爱因斯坦就开始了他对光的研究了。然而众多的实验结果让他大惑不解， 无论他用加速器将物体加速有多么快，却总是赶不上光速。由此他认识到，光速应是宇宙 中最快的速度。我们知道，当一物体以 3m/s 的速度经过以 2m/s 速度运动的物体时，那么 在以 2m/s 运动着的物体来看，以 3m/s 运动的物体相对于它而言的速度应是 3m/s- 2m/s=1m/s，这是很简单的速度相减。而光速则不然，假如一个人已接进光的速度运动，此 时正好有一束光从他身边经过，旁观的人认为，既然他的速度与光速相差无几，那他应该 是看清楚了从他身边经过的光的样子，然而事后他却说，我什麽也没看到啊，我也只是和 你们一样看到一束光从身边“照”过而已。这的却很不可思议，此种现象已经不是简单的 速度相加减所能解释的了。其实，这早已是伟大的爱因斯坦所预料当中的事情了。为此他 提出了一个定理，这就是著名的“光速不变定理” ，也就是说在现有的宇宙空间内，光在任 何情况下的速度都是恒定不变的，无论你的速度有多么的接近它，你也只会看到光以光速 从你身边经过。爱因斯坦基于对光的研究而得出的理论有很多，比如说“尺缩效应”与“钟慢效应” ， 这些知识在初中物理教科书上也有解释，但我在当时一直没能看懂，现在我是完全明白了。 当物体在进行高速运动时，其体积与质量会发生变化，速度越快，其质量也会随之增大， 而体积便会缩小，当其速度达到与光速相同时，则物体便会缩小成一个很小的点，其质量 也达到了一个极点，这便是“尺缩效应” 。 “钟慢效应”则有些复杂了，这里需注意一点， 其中所说的“钟”并非现实的机械钟，而是在我们脑海中的一个纯粹表示时间的钟。用简 单的原理来解释“钟慢效应”则是，当物体以光速运动时，那相对于这个物体来说，周围 的一切物体，包括时间在内全都变静止不动的了；若物体以超光速运动时，则时间便会倒 流。当然这只是物理学中的一个假说而已，按理论来说确实如此，只是在现有条件下无法 证实。由此又引出了爱因斯坦对于空间的认识。他认为我们生活的世界并非只有三个维度的 空间，而且还有第四个空间的存在。举例解释一下，比如“你想请某人到某饭店吃饭” ，在 这句话中就已包含了三个信息，第一，人物确定了，就是“某人”和“我” ；第二，地点也 确定了，是“某饭店” ；其次事件确定了，就是去“吃饭” 。其中还差一样，就是约会的时 间，只有时间确定了，才能让人们完全了解此事的情况。在数学当中有“三维坐标系” ，通 过它人们可以确定某物体在空间内的具体位置，而四维空间就是在“三维坐标系”的基础 上再加一条时间轴，从而构成了物理学中的“四维坐标系” 。然而这些也只是爱因斯坦推测 出来的，至今人们并没有证据证明四维空间的存在，也没有证据证明它不存在。爱因斯坦的研究在今人看来已是很超前的了，更别说是一百多年以前了。他在当时对世界的影响比 于牛顿有过之而无不及。牛顿是我们家喻户晓的人物了，他生前最大的贡献便是“牛顿三大定律”的提出，这 些成为宏观物理学中的奠基之作，其中的“万有引力定律” ，更是被人们当作真理无疑。然 而，最是让爱因斯坦质疑的便正是这“万有引力定律” 。以爱因斯坦的说法，他认为世上根 本没有什么所谓的“万有引力” ，这只是牛顿在不明白具体情况下所想出的一个毫无根据的 名词而已。在物理学家眼中， “微观物理学”总是与原先的“宏观物理学”格格不入，甚至 互相背离，我想其中的一个很重要原因就是在这一点上。爱因斯坦认为，物体之间之所以 相互吸引全是因为空间扭曲在“作怪” 。再作个比喻来解释一下，将一个颇有质量的的铅球 放在柔软的床垫上，则床垫会因球的压力而产生形变，形成一个以球为中心的凹面，这时 再将一个质量较小的球放在床垫上，则小球会顺着凹面向质量较大的铅球方向运动，细心 点的人还会发现小球在向铅球移动的路线并非是一条直线，而是曲折的，甚至还会以圆周 运动渐渐向铅球靠拢。而爱因斯坦的“空间扭曲论”则恰好证明了这种现象，用这个简单 的试验便说明了一点：物体间相吸引并不一定是引力的作用，而是空间扭曲造成的，是空 间曲率的推力，而非引力。我们还可以将“空间扭曲论”再扩展一下，扩展到我们的太阳系之中。假如将太阳系 中质量最大的物体太阳，看作那个铅球，再将整个空间看作床垫，并将太阳系内各类 天体看作小球。则由于太阳质量巨大，将空间压出了一个看不见的“凹面” ，并且太阳系内 各天体都被这个“凹面”所吸引而绕太阳做圆周运动，这便形成了我们所认识的“太阳系” 。不只如此，再将此理论扩展到整个宇宙当中也同样适用，科学家及天文学家与物理学 家公认的，在现有认识范围下，宇宙中质量最大的物体当数是“黑洞”了，为什么称其为 黑洞？科学家对此的解释为，首先黑洞并非什么神秘物质，而是宇宙中一个特殊的天体， 由于其质量超级巨大，因此它所具有的引力也是人们无法想象得到的。我们所能观测到的 天体都是因为它能反射太阳光线或会自行发光，这样才会被我们所发现。然而，当光线照 射到黑洞上时，因它的引力巨大而使得光线也难以逃出它的引力范围而一直停留在黑洞之 上。所以我们便无法观测到黑洞的真实面貌，因为它的周围在我们看来全是漆黑一片，因 此得名“黑洞” 。然而，是否所有的星系都是绕黑洞做圆周运动，这一点无从考证，因为我 们不排除宇宙中还存在有比黑洞质量更为巨大的天体。除此之外，你不能说黑洞的存在毫无意义。现在在空间研究领域内，人们普遍接受的 的是“平行空间论” ，意思是，宇宙中存在多个空间，空间与空间之间是相互平行的，互不 干扰，而“黑洞”的出现使空间之间产生了联系。由于黑洞质量巨大，致使空间承受不住 其压力而发生扭曲，也就是“下凹”现象，待空间扭曲到一定程度时，就极有可能接触到 另一个相邻的平行空间。如果真如此的话，那么，黑洞就成为了连接两空间的“纽带”！现阶段内，我所熟知的相对论的几个重要研究也就这些了。如今， “广义相对论”仍在 研究当中，至今也未有大的突破，其中的“统一场论”更被称作是现代物理学家的“坟墓” 。 当年的爱因斯坦就是在此方面研究当中停步不前，一直到终年而逝，享年七十六岁。而他 在首次提出“狭义相对论”时才二十六岁，可以说爱因斯坦的一生都奉献于物理学当中。最后，让我们向伟大的爱因斯坦，致以崇高的敬意！后记：爱因斯坦（1879-1955） ，二十世纪德裔美国科学家，现代物理学（即微观物理） 的开创者与奠基人。 王凯 2010.6