311 相对理论 量子诞生 二十世纪 物理先锋

注释

相对：指一种物质或一个整体和另一种物质或另一个整体相互比较。

1900年秋，普朗克试着将光的波和粒两派导出的黑体辐射公式以插值形式组合在一起，之后他将能量分成份，并命名每一份为一个量子，量子论由此诞生。在此基础上，一批科学家推动并建立了量子力学，解决了微观亚原子条件下的问题。1905年，爱因斯坦受普朗克能量量子论启发，提出光也不是连续的，而是由一份份的光量子（光子）构成，光就是以光速c运动着的光量子流。这完整地解释了1887年赫兹发现的“光电效应”，进一步奠定了量子论观点，获得了1921年诺贝尔物理学奖。另外，爱因斯坦以光速不变的设想，推导出坐标和速度变换式、质能转换方程式（E=mc2）等，提出运动物体具有“钟慢和尺缩”效应，这一理论即是狭义相对论。1915年爱因斯坦又提出广义相对论，认为物质的存在会使空间和时间发生弯曲，引力场就是一个弯曲的时空。这就如同时空本是一块平滑的布，当一个铅球体放在布上时，布会出现一个凹陷的坑，这就是时空弯曲，而光线从凹陷附近经过时就要在弯曲的布面（时空）上寻找一个最短的路线，这样光线也有所弯曲了。相对论阐述了宏观高速运动问题，改变了从牛顿以来形成的时空概念，提出时间与空间具有统一性和相对性，建立了新的时空观。

相对论和量子论带给人类前所未有的冲击和震动，彻底改变了整个物理世界的基本架构，使物理学涅槃重生。今天我们的现代文明，从电脑到核能利用，从医学到生物技术，几乎所有领域都依赖于以量子论为基础的新技术发明。