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• 狭义相对论集锦。
• 爱因斯坦的奇迹年。
• 独家爱因斯坦:广义相对论。

爱因斯坦的贡献(爱因斯坦有多厉害？)

每个人可能对爱因斯坦对科学界的贡献有很多意见，但对他在科学界的排名应该没什么意见。第一个不是牛顿就是爱因斯坦，几乎成为公认的最伟大的两位科学家。也许有些朋友会把麦克斯韦排在第三位，但是爱因斯坦做了什么，他最大的成就是什么，也许你说不清！

狭义相对论集锦。

这不就是爱因斯坦最初的理论吗？如何成为一个人的集合？其实我们在这里必须要纠正一下，但是狭义相对论中的一些条件或者假设已经被科学家铺好了！

“麦克斯韦方程“光速不变。

麦克斯韦方程组统一了电磁学。也许大家对电磁学和相对论的关系都不是很清楚，但是麦克斯韦的统一电磁学直接导致了相对论的诞生！1860年麦克斯韦方程组的第四个波动方程可以直接推导出光速是一个常数！

当时麦克斯韦推导出电磁波速度，但麦克斯韦推测也是电磁波的一种。后来证明麦克斯韦的判断是准确的，但是谁的速度是相对的呢？当时，没有人能回答这个问题！

“光速在以太中”的迈克尔逊-莫雷实验

这是1887年的一个光速实验，旨在证明以太的存在，却意外地证明了光速不变的理论。

洛伦兹变化和潘加拉解释。

在迈克尔逊-莫雷实验的零结果中，虽然证明了光速是恒定的，但以太理论在当时并没有被抛弃。洛伦兹用运动方向长度较短、运动时间较慢的“洛伦兹变换”成功解释了迈克尔逊-莫雷实验的零结果！庞加莱通过以光速同步，在当地时间的不同坐标系中解释了这一点。其实这就是狭义相对论中的同时相对性概念。

爱因斯坦的狭义相对论诞生了。

1905年，爱因斯坦抛弃了以太假说，提出了基于光速不变和下一个相对论原理两个基本假设的相对论，同时保留了洛伦兹变换。

纵观狭义相对论的诞生过程，麦克斯韦和迈克尔逊-莫雷实验为狭义相对论铺平了道路，而洛伦兹和庞加莱则几乎触及了门槛。然而，他们仍然没有打破刻板印象，坚持以太假说，结果他们通过了狭义相对论。然而，不可否认的是，洛伦兹和庞加莱是狭义相对论最大的帮手。就连爱因斯坦都认为，即使不引入狭义相对论，也有人最长五年就能做到！

爱因斯坦的奇迹年。

我们解释了爱因斯坦的狭义相对论，这是他的奇迹之一，因为这个成就真的值得单独解释！我们来说说另外四个奇迹。

质量能量方程

1905年9月26日，爱因斯坦发表了《论运动物体的电动力学》，之后又在9月27日发表了《物体的惯性与它所包含的能量有关吗？是的，你猜对了。这是E=mc。这样的成就一辈子就够了。爱因斯坦两天内发表了两篇。

质能方程的指导意义真的可以称得上伟大。它解决的不仅仅是后来恒星的能量来源，还有原子弹氢弹的爆炸原理，而是宇宙诞生的物质来源！

光电理论

同年，爱因斯坦在《试论光的产生和转化》中提出了光量子假说。他认为光子的能量是频率乘以普朗克常数。如果这个光子有足够的能量，就会使一个电子逃逸，这就是光电效应原理的起源和发展。也许爱因斯坦是量子力学的鼻祖，尽管他是后来量子力学发展的最大对手。

此外，还有测量分子尺寸和布朗运动的“分子尺寸新测量”，以及“热分子运动理论所需的悬浮在静止液体中的深圳生命网漂浮小颗粒的运动”。当然，我们不知道爱因斯坦的妻子米列娃在中间扮演了什么角色，因为米列娃是爱因斯坦的物理专业，所以我们可以和爱因斯坦讨论和建议。但无论如何，一年五个诺贝尔奖级别的成就绝对能让人目瞪口呆！

独家爱因斯坦:广义相对论。

如果说狭义相对论是由爱因斯坦的成就创立的，那么广义相对论才是艾的真正专属！1905年爱因斯坦发表狭义相对论后，他甚至一刻也没有沉迷于自我成就，几乎立刻开始思考这个问题。爱因斯坦把狭义相对论原理推广到广义相对论原理，即:

物理定律在所有坐标系中都是一样的。

而广义相对论的前提只有一个，只要我们接受这个前提，不管从它推导出什么结果，我们都要认可它！然而，由此得出的结果是颠覆性的，令人难以置信的。即使过了100多年，仍然有很多朋友怀疑广义相对论的本质，广义相对论是物理学家惠勒总结出来的形象，但极其深刻:

告诉材料如何弯曲空，并告诉材料如何移动。

你不必相信广义相对论所阐述的简单而深刻的事实，但你必须明白，从20世纪到21世纪，天文学上的伟大发现和理论验证都离不开广义相对论。如果你感兴趣，我们不妨做一个简单的统计！

1915年，爱因斯坦证明了广义相对论可以解释水星的进动(相位在1915年完成，1916年发表)。

在爱因斯坦发表宽相的同一年，史瓦西从一战战场上的宽相引力场方程推导出了史瓦西半径，即当天体质量不变时，当它等于或小于其史瓦西半径时，就会坍缩成黑洞。

1919年，爱丁顿带领一个团队观察了苏比星团中的明亮恒星，这些恒星在日食期间不应该被看到，这表明光线受到了引力场曲率的影响。

1922年，苏联物理学家弗里德曼简化了推导，假设宇宙中的物质分布是均匀的，并从广义相对论给出了宇宙模型的场方程。

1927年，勒迈特在求解弗里德曼场方程时提出了膨胀宇宙的思想。

1929年，哈勃观察到遥远星系的加速原理，从而发现宇宙正在膨胀。

1934年，当弗里茨·兹维基研究发展较晚的星系团的运动时，他用Veri定理计算了星系中暗物质的存在。

1934年，托尔曼发现宇宙中的辐射温度会随着时间而变化。

1948年，美国物理学家伽莫夫、阿尔菲和赫曼估计宇宙中残余黑体辐射约为5 10K。

1960年，庞德、雷布卡和斯奈德利用穆斯堡尔效应测量引力红移。

天鹅座X-1于1964年被发现。这个强X射线源被认为是第一个黑洞候选者。

1965年，阿诺德·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊发现了宇宙微波背景辐射。随后的观察是弗里德曼假设的各向同性正确性。

1974年罗素·霍尔斯和约瑟夫·泰勒发现霍尔斯-泰勒脉冲双星的公转时，间接证明了爱因斯坦预言的引力波。

1980年，天文学家观测到类星体Q0957+561产生的引力透镜现象，这是光弯曲的另一种版本。

1998年，两个团队研究了Ia型超新星的红移，发现宇宙正在加速膨胀。

2016年，LIGO和VIRGO宣布发现双黑洞合并的引力波。

以上记述大致记录了20世纪至21世纪发现的与广义相对论有关的重大天文事件。无论哪一个是举世瞩目的成就，这些现象的源头都是广义相对论！当然，还有一个事实必须提醒。质能方程告诉我们物质是怎么来的，而广义相对论可以推导出宇宙是怎么来的。这两种理论的结合似乎涵盖了我们宇宙中发生的一切！爱因斯坦打开了一个魔盒，但幸运的是它不是魔鬼而是广义相对论！

更有意思的是，历经波折，1921年的诺贝尔奖颁给了爱因斯坦最不起眼的光电理论，但广受期待的狭义和广义相对论却从未像诺贝尔奖那样入选成员。这可能是委员会最难解释的情况之一。如果他们再试一次，他们宁愿奖励三次来弥补这个错误！然而，爱因斯坦的成就远未结束。按照惯例，我们不得不顺便提及爱因斯坦发现的其他科学成就。

1916年爱因斯坦的光与物质相互作用理论预言了激光的存在，1960年科学家制造出了激光。

1924年，爱因斯坦基于深圳生命网的统计力学，在手稿中预言了玻色-爱因斯坦凝聚。1995年，沃尔夫冈·凯特利、埃里克·康奈尔和卡尔·魏曼首次获得了玻色-爱因斯坦凝聚体。

然而，在爱因斯坦理论的研究或由他的理论衍生出来的理论的研究中，获得诺贝尔奖的科学家很难统计，爱因斯坦的伟大将在21世纪继续发酵。因此，请不要用“多么强大”这个形容词来形容爱因斯坦。他的传奇将在接下来的几百年里继续流传。