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愛因斯坦為什么能在當時沒有計算機、科技又不怎么發(fā)達的情況下,提出那么超前的理論?

原創(chuàng)思想,恕本人直言,愛因斯坦的理論層次是很低的,而且從相對論的假設(shè)前提一開始就出了與宇宙的實在完全不相符合的,很初級的錯誤 。他的相對論既不能解釋宇宙從何而來,也不能解釋物質(zhì)如何誕生 。實際上,人類唯一正確的假設(shè)前提非常簡單,那就是:宇宙天然合理!在此前提下,原始宇宙,物質(zhì)宇宙,萬物和人類的誕生皆可以合乎邏輯地推演出來,并能夠解釋一切的一切 。所以,愛因斯坦及其相對論應(yīng)該送進歷史的博物館了!

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一個非常有趣的故事,顯示愛因斯坦的偉大和聰明!在牛頓力學中,天體都是圍繞著太陽轉(zhuǎn)這是引力起作用 。但有一點,根據(jù)相對論,任何蘊含著質(zhì)量的物體都無法達到光速,愛因斯坦很聰明,他在想,如果太陽突然消失,太陽系會發(fā)生什么變化!在牛頓力學中,太陽系會立馬四分五裂,但是卻忘記了距離 。

光從太陽到地球需要八分鐘,如果太陽系立馬變化,這就代表引力的速度超越光速,問題來了!如果引力超越光速,那么自己的理論就會被嘲笑,他不愿意看到這種情況的發(fā)生 。

隨后愛因斯坦的想到了重力,當物體質(zhì)量越大重量越重,就會對時空產(chǎn)生擠壓,從而改變行星的軌道!因此,這將解釋太陽系為何會四分五裂的原因!遺憾的是,愛因斯坦在去世前也沒有證實,不過在后來的50年,這種理論被確切的證實了!不得不提這位科學巨人是是如此的聰明!

我是宇宙V空間,一個科普天文愛好者!

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超前理論應(yīng)該說的是廣義相對論,因為狹義相對論并不算太超前 。

其實廣義相對論主要不是靠計算建立的,愛因斯坦是通過非凡的洞察力和想象力發(fā)現(xiàn)的 。他在提出狹義相對論以后不久,愛因斯坦就發(fā)現(xiàn)了狹義相對論的兩個大問題:1、慣性系無法定義 。這是狹義相對論兩大基礎(chǔ)之一 。2、萬有引力無法納入狹義相對論 。在所有人都在驚嘆狹義相對論這個偉大發(fā)現(xiàn)時,愛因斯坦已經(jīng)默默在思考狹義相對論這兩個致命問題了 。

他首先從封閉箱子下落的思想實驗中(即電梯自由落體實驗)悟出了引力與加速度在無限小空間區(qū)域內(nèi)等價的等效原理,這一年是發(fā)表狹義相對論后才兩年的1907年 。這時廣義相對論的雛形,通過對等效原理的深入思考,廣義相對論的時空彎曲理論形式已經(jīng)基本成型了,接下來只是尋找它的數(shù)學形式,也就是對其進行定量化 。


愛因斯坦為什么能在當時沒有計算機、科技又不怎么發(fā)達的情況下,提出那么超前的理論?

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但彎曲的時空如何進行數(shù)學描述?這時愛因斯坦的數(shù)學完全不夠用了,他無從入手 。他找到自己的好基友在母校任教的數(shù)學系同學格羅斯曼,就是那個介紹他去瑞士專利局的好基友 。格羅斯曼通過查閱資料終于幫愛因斯坦找到了合適的數(shù)學工具——黎曼幾何和張量分析 。接下來的幾年愛因斯坦在格羅斯曼的幫助下陸續(xù)發(fā)表了一些關(guān)于彎曲時空數(shù)學形式的論文,并且兩人還合作發(fā)布了廣義相對論的第一條引力場方程,當然這條是有問題的 。

雖然第一條引力場方程已經(jīng)足夠成功,愛因斯坦已經(jīng)能夠通過它計算出水星近日點進動,但是它依然有一個致命傷——需要依賴于參考系的選取 。這不符合愛因斯坦的期望,他要構(gòu)建的是一個適用于所有參考系的時空幾何理論 。但這時好基友已經(jīng)愛莫能助了 。最終愛因斯坦是在哥廷根大學被大數(shù)學家希爾伯特打通任督二脈后才終于找到了正確的引力場方程 。


愛因斯坦為什么能在當時沒有計算機、科技又不怎么發(fā)達的情況下,提出那么超前的理論?

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這個方程實際上只是定義了物質(zhì)能量與時空曲率之間的數(shù)學關(guān)系,這是一個以張量形式寫的方程,看起來好像很簡單,但實際上它包含了十個二階非線性偏微分方程組,解起來是極其復雜的 。所以早期一般都是通過弱場近似的方式求解的 。

因此實際上真正考驗計算能力的是解引力場方程,而不是列方程 。即使在計算機性能強大的今天,求解引力場方程往往還是使用近似算法,比如這幾年人盡皆知的引力波,用于比對的引力波波紋數(shù)據(jù)建模就是通過一種叫后牛頓近似的算法進行計算的 。


愛因斯坦為什么能在當時沒有計算機、科技又不怎么發(fā)達的情況下,提出那么超前的理論?

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【愛因斯坦為什么能在當時沒有計算機、科技又不怎么發(fā)達的情況下,提出那么超前的理論?】上圖中間紅色和灰色重疊的波紋線就分別是LIGO第一次探測到的引力波信號波紋和通過后牛頓近似計算建模的波紋比對 。

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