爱因斯坦广义相对论与狭义相对论

狭义相对论的另一个结论是：高速运动状态的物体，其质量会增加。由此爱因斯坦得出了一个最简单不过、也是最惊人的公式：E=mc2。

E是能量，m是质量，c2是光速的平方。它告诉我们，能量和质量是同一事物的两个方面，在适当的条件下，物质的质量会全部转化为能量，这个过程中将放出巨大的热量。

1932年，英国科学家考克饶夫和爱尔兰物理学家瓦耳顿研制出世界上第一个粒子加速器。他们为此获得了1951年诺贝尔物理学奖。粒子加速器能将原子核分裂开来。E=mc2可解释其中的质量亏损和质量、能量间的关系。

E=mc2解释了“质量亏损”，而且它将自然界中的能量守恒定律和质量守恒定律统一起来了。它精辟地指出：对于一个闭合物质系统来说，质量和能量的总和在所有过程中不变。

E=mc2的惊人之处在于，它是研制原子弹的基础理论。它揭示出，在人工核反应中，原子中所蕴藏的巨大能量将被激发出来，这能量具有无比的破坏力（如果它被用于战争）。同时，E=mc2也预示着一种新能源——核能的产生，它同样也是建设核电站的理论基础。

现在，人们对狭义相对论给予了极高的评价，说它动摇了经典物理学的基础。然而在当初创立相对论的时候，相对论最初迎来的只是冷遇，它并未影响当时学术界的平静。由于它的理论太过抽象和新奇，也太不符合人们已有的生活常识，所以，真正理解、赞赏相对论的人寥寥无几。

1905年，爱因斯坦在取得了辉煌成就之后终于使他在物理学界崭露头角。1907年6月，爱因斯坦成为伯尔尼大学的一名编外讲师，从此，爱因斯坦进入了学术界。其后，在奥匈帝国布拉格大学短暂讲学之后，爱因斯坦成为母校苏黎世联邦工业大学的教授。在苏黎世工大，爱因斯坦与学生们以平等、自由的方式探讨着物理学的问题，他以一种新观念来解释古典物理学。

1911年，爱因斯坦在布鲁塞尔参加了第一届索尔维会议，它标志着爱因斯坦已成为一名著名的科学家。应该承认，从伯尔尼专利局的小职员到苏黎世工大的教授，这个过程是颇费周折的。瑞士的学术界只是在意识到爱因斯坦的威望之后才欣然接纳了爱因斯坦，使他成为一名大学教授。

1919年11月，爱因斯坦的名字在各大报刊上频频出现，广义相对论也随之家喻户晓。虽然深奥的相对论颇难理解，但作为一种最新的理论，人们记住了它的名字。

爱因斯坦所到之处，都受到总统般的礼遇，人们给了他许多赞誉，他的头像出现于杂志封面、报刊上，人们还用广告、漫画等方式表达对爱因斯坦的崇敬。世界各地的大学和研究机构慕名竞相聘请前往讲学，爱因斯坦因此还受到诸多国家元首的接见，并终生与比利时国王伊丽莎白女皇保持着友谊。

对于爱因斯坦的认识，德国人要有远见得多。1913年夏季，当爱因斯坦还为谋求大学讲师的资格而奔波之时，德国当局为爱因斯坦安排了优越的治学条件、最高工资和代表着最高荣誉的学术职位——威廉皇家物理研究所所长、普鲁士科学院院士、柏林大学教授。

当学术界还陶醉于相对论带来的欣喜时，爱因斯坦的目光却投向了深邃的宇宙空间。在那里，恒星、行星、星系以无比宏大的方式运动，牛顿的万有引力定律早已揭示了它们的运动规律，可是狭义相对论却无法容纳万有引力定律，而且在考察非惯性系的运动（加速运动）时，狭义相对论也是无能为力的。爱因斯坦又开始了广义相对论的研究。

在柏林，爱因斯坦完成了广义相对论的总结性工作和其他科学研究，他的学术成就达到了一生中事业的顶峰。

爱因斯坦努力钻研了格罗斯曼介绍给他的数学工具——黎曼几何和张量分析。当他熟练地掌握了一系列数学工具之后，他的新思想就被表达出来了。这个新理论克服了狭义相对论的缺陷，并将万有引力包容其中，这就是《广义相对论基础》，它发表于1916年3月。

广义相对论比牛顿力学更精确地解释了宇宙，它是研究宇宙整体结构的指导理论，并在宇宙中得到了证实。广义相对论是爱因斯坦10年艰苦研究的结晶，爱因斯坦将它比喻为相对论大厦中的第二层楼，而物理学界对它的评价是：广义相对论是20世纪物理学研究的巅峰。

广义相对论是一个关于时间、空间和引力的理论，它指出，物质的存在会使四维时空发生弯曲，万有引力并不是真正的力，而是时空弯曲的表现。

广义相对论指出，由于太阳造成时空弯曲，从遥远恒星发来的光在通过太阳附近时会向着太阳弯曲，发生偏折，这种情形可以在发生日全食时观测到。

1919年5月29日，英国天文学家爱丁顿率领一支远征观测队在非洲西部的普林西比岛上拍下了日全食的照片。从照片上可以清晰地看出，星光确实偏折了，偏转角度为1.98秒，与广义相对论预言的1.75秒非常接近。在以后几次日全食观测中，观测的精度进一步提高，所测得的偏转角度与广义相对论的预言值更加接近。

广义相对论认为，行星的绕日运动是由于太阳这个大质量物体的存在，使时空发生了弯曲，行星在弯曲的时空中做着自由运动——惯性运动，行星在时空中描出的虽然是曲线，但却是弯曲时空中最短的线。