狭义相对论的建立及其意义

狭义相对论的建立及其意义

王德云  首都师范大学教授

    1、引言
    2005年是“狭义相对论”这一著名理论建立100周年；同时，恰逢爱因斯坦逝世50周年，因此，今年被定为“爱因斯坦年”、“国际物理年”。
    1879年3月14日，Einstein出生在德国南部城市乌尔姆的一个犹太人家庭，德国政府2005年1月19日在柏林宣布启动“爱因斯坦年”。不仅在德国隆重纪念爱因斯坦这位伟大的物理学家；瑞士、美国、和以色列也正在争夺这位科学巨匠的归属。其原因是：“狭义相对论”完成并发表是在瑞士首都伯尔尼；1933年，出于对纳粹追捕犹太人的恐惧，Einstein移居美国，获得美国国籍；以色列则以爱因斯坦为一名犹太人而自豪。可见，人们对于Einstein怀有崇敬之情。
    100年前的1905年被称为“奇迹年”，因为在这一年Einstein完成了6篇具有划时代意义的物理学论文，其中的5篇发表于1905年，它们是：
    （1）、《关于光的产生和转化的一个启发性观点》（3月）：这篇论文是辐射量子论的开端，明确指出了光电效应的基本规律，提出了场的量子化，历史上第一次揭示出微观客体的波—粒二象性，因而荣获了1921年度的诺贝尔物理学奖；  
    （2）、《分子大小的新测定法》（4月） ：推导出计算扩散速度的数学公式；    
v（3）、《关于热的分子运动论所要求的静止液体中悬浮小粒子的运动》（5月）：提供了原子确实存在的证明；
    （4）、《论动体的电动力学》（6月）：提出了时空关系的新理论，被称为“狭义相对论” ；
    （5）、《物体的惯性是否决定其内能》（9月）：建立在狭义相对论的基础上，明确指出质量与能量之间的内在联系，并推导出著名的方程 E＝mc².
    这几篇论文在近代物理学的三个不同领域做出了四项杰出的贡献，创造了科学史，也是人类史上的奇迹，影响了百年来物理学的发展，因此，这一年被称之为“奇迹年” 。
    相对论、量子理论和基因双螺旋结构堪称为20世纪最重要的三大科学发现，相对论在其中占有特殊的位置，它深刻地改变着人类社会的生产、生活和观念。
    Einstein闻名于世是由于他创建了相对论。他的理论概念的发展有四个阶段 —— 狭义相对论、广义相对论、宇宙学说、统一场论。Einstein除了发现相对论外，他的另一个重要成就 —— 提出了光量子思想，成功地解释了光电效应的实验规律，第一次揭示了微观客体的波—粒二象性。Einstein创立相对论和发展量子论这两个划时代的伟大功绩，被人们公认为二十世纪前半叶在人类科学史上建立起来的两座历史性丰碑。第一座丰碑完全是由于Einstein创造性的智慧建立起来的；第二座丰碑，它的第一块奠基石是普朗克放下的，Einstein为其建立和发展贡献了聪明才智。
    世界著名的物理学家 —— 狄拉克（诺贝尔物理学奖获得者）高度评价了爱因斯坦的工作。他说：“爱因斯坦的工作从根本上带有开创性的特征。他从意想不到的方向打开新的思路，创造了奇迹。其他物理学家然后发展了他的思想。爱因斯坦做出了三大革新：（1）狭义相对论；（2）波和粒子的关系；（3）广义相对论。每一个革新都意味着一个新纪元的肇始，都在科学史上享有不朽的地位。我们把这三个成就全部归功于爱因斯坦。”
    正值狭义相对论建立100周年之际，回顾相对论发展的历史，纪念为相对论的建立与发展做出杰出贡献的科学家，对于推动我国物理学在21世纪的发展，具有重要而深远的意义。