文章吧手机版
《再论相对论》读后感锦集
日期:2021-08-18 00:36:27 来源:文章吧 阅读:

《再论相对论》读后感锦集

  《再论相对论》是一本由[德]爱因斯坦著作,江苏凤凰科学技术出版社出版的平装图书,本书定价:39.00元,页数:88,特精心从网络上整理的一些读者的读后感,希望对大家能有帮助。

  《再论相对论》读后感(一):不停思考,突破已有知识的边界

  封面

  1905年,爱因斯坦发表《论动体的电动力学》提出狭义相对论,十年后,爱因斯坦又完成了广义相对论的基础。这本《再论相对论》收录了爱因斯坦在1920年的演讲《以太和相对论》以及1921年的演讲《几何学与经验》。

  北京大学出版社有一套很好的科学素养丛书,其中的《狭义与广义相对论浅说》,收录了本书中的《以太和相对论》。

  很喜欢这两篇演讲,因为其展示了爱因斯坦的思维历程。

  《以太和相对论》首先介绍了“以太”,“以太”的假说产生于解释牛顿的万有引力,认为万有引力并不是真的超距作用,而是通过“以太”来传播。进一步地,对于光能在“以太”中传播,光被认为是在以太内部的振动波。随着电磁学的发展,麦克斯韦也提出了电磁以太的数学模型,其认为磁以太是被电粒子分隔的分子漩涡。但这样如果按照赫兹的理论,会带来若认为以太和普通可称量物质无差别,则光线不会因与地球相对运动产生光行差,与天文观测试试不符的矛盾。

  洛伦兹将以太与物质的相互作用归结未以太和电荷的相互作用,他认为电磁场的载体是以太,否定了赫兹所提出的电磁以太会随物体运动的性质,认为其绝对静止。但这样,在运动和静止的坐标系下,由于分别相对于两个坐标系,电磁力是等价的,若以太绝对静止,则会带来理论上的不对称性。

  因此,在不断思考后,爱因斯坦在狭义相对论中抛弃了以太的概念。

  在《几何学与经验》中,首先介绍了我们熟悉的欧几里得几何的诞生过程,而后介绍其如何发展为现代几何。欧几里得几何帮助我们锻炼了一部分思考能力,可以通过想象,考虑到非欧几何的一些情况,并更好地理解广义相对论。

  科学发展的过程就是不断提出假设,证明、完善或者反驳假设的过程。和宇宙相比,我们的认知是如此有限,但就算这样,不停思考,突破固有的知识体系,突破想象的边界,也是很有意义且浪漫的工作。

  《再论相对论》读后感(二):深入浅出的讲述物理学理论

  《再论相对论》一书收录了爱因斯坦的两篇文章,一篇是1920在莱顿大学的演讲《以太和相对论》,另一篇是1921年在普鲁士科这院的演讲《几何学与经验》。爱因斯坦1921年获得诺贝尔物理学奖,所以这两篇获奖前夕的演讲也可以说是爱因斯坦研究成果的一次集中反馈。

  两篇演讲稿组成的书并不厚,全部不过73页,除去前言序和附录里的译名对照,正文不过60页左右。虽然如此,但内容上厚重,因为呈现了爱因斯坦创建相对论的思维过程。通过理解思考过程,进而理解爱因斯坦的思维方法,如何在前人的基础上不断验证,取舍,抛弃与创新。通过这种分享,我们也可以看到爱因斯坦如何构建起新的理论大厦,如何从狭义相对论走上广义相互论,以及对未来方向的忠告和启发。

  虽然提起相对论,提起诺贝尔物理学奖,感觉似乎这些是科学们的殿堂之作,普通人可能不那么能够理解。但是在此书《再论相对论》里,爱因斯坦的讲解很平易近人,书中也附有许多科学插图,装置说明,帮助我们理解理论的由来,这些都让这本科普书非常的接地气。爱因斯坦的狭义相对论是由“以太”理论发展而来的。回顾物理学的种种发现,从牛顿力学打破接触作用力学的界限开始,诞生了超距作用力理论,为统一两种力,又出现了“以太”假说。在光的准刚性“静止光以太理论”发现后,传统的“光以太”被“电磁以太”代替。麦克斯韦将电、磁、光统一为电磁场所构成的电磁波。

  科学的发现在于不断简化和不断发现本质。当电磁场理论与机械力理论两者成为二元论时,又需要一种理论来调和二者。于是有了狭义相对论。在爱因斯坦看来,“如果物理法则以最简单的形式对于坐标系K适用,那么同样的法则也应当适用于任何一个相对于坐标系K做匀速运动的坐标系K。”这意味着每个坐标系都是相对的、平等的,没有谁是绝对的、唯一确定的。

  爱因斯坦深受欧几里得几何学的影响,所以他在欧几里得几何的结构建立起相对论。在《几何学与经验》的演讲里,爱因斯坦探讨了数学与现实的关系、公理化几何与实用几何的异同、有限宇宙方面的观点。在《几何学与经验》里爱因斯坦举例平面圆片和球体上圆片上几何意义的不同,并以此说明:“人类的可视化能力,完全不是注定要向菲欧几何投降的”。

  圆盘投影试验里,球形几何在平面上的表征,继而将之转化到三维情境之中,也可以找到规律。在空间同质的前提下,有限的空间里随着球形的增大,空间中只能容纳有限数目的球体。想想膨胀的宇宙,宇宙中球形的不断增大,那么,宇宙是有限的空间吗?是不是只能容纳有限数目的球体?是不是膨胀到一定程度然后极速坍塌到极点呢?

  相对论虽是比较深奥的物理学理论,但是在爱因斯坦的讲解里深入浅出,极为生动和明了。《再论相对论》两篇演讲稿帮助我们理解相对论原理和空间几何有帮助,也帮助我们建立先进的空间思维,理解可以突破常规的大胆想象力。

  《再论相对论》读后感(三):于有限的时空中寻求无限的研究趣味

  《再论相对论》收录了爱因斯坦的两篇演讲讨论稿。严格地说,它们只是为了让受众了解相对论在孕育过程中的思考,面对可能发生的困难如何克服、误区如何跨越。在现代文明高度发达的社会生存的读者,已经缺乏了“打破沙锅问到底”的勇气与自觉,即使对于理工科背景的读者,这种现象已不足为奇。 两篇演讲稿,一篇是《以太和相对性》,另一篇是《几何学与经验》。对于前者的阅读与理解,需要有一定专业基础,对于后者,更适合大众品读。 我们从睁眼看世界的那一刻起,就已经毫无选择地生活在几何的世界中——母亲的脸是椭圆的,父亲的胡子是直立的——可是,直至我们在这个星球生活十年、二十年乃至走向生命的终点,也未能发现我们对于几何概念的认知过程,究竟是思维的自然结果,还是主观经验的总结传承。 爱因斯坦认为,有关直线、点等概念,构成几何学的基础,完全是公理在发挥作用,它与直觉或经验无关,是没有任何理由地被创造、被认知、被理解。正因为如此,读者可以怀疑任何已经存在或不存在的事物,但却无法为几何学的真伪找到一个辩别的入口。

  爱因斯坦还认为,几何学是最古老的物理学。其实,人类社会发展的必然结果,就是对事物认知由浅入深、由表及里,但是学科数量的丰富,并不意味着质量的提升。相反,学科越是强调自己的独特性,越是要割裂此学科与彼学科,让我们如同关进一个漆黑的屋子里,找寻不到研究的方向,却有着井底之蛙般神一样的自信——固步自封、僵化守旧。 实际刚体与几何体的等效性,尽管有些时候是显而易见的,但是如果加之温度、压力等外在因素,几何体就必然会出现不可预料的变化,如同我们不能完全以几何去断言实际刚体的性状,只能在物理规律和几何定律的取舍中,发现经验不是万能的,甚至在某些时候,现实是对经验的颠覆与重构。

  两只理想的钟表,能否在任何时空都保持一致?如果实际存在的钟表不遵循同步的规则,那么它就与我们的经验发生了背离。就问题而问题,是没有任何意义的。但是作为问题的提出,是需要勇气的。科学是基于假设的,但是假设不能代替现实。 相对论的提出,某种程度就是从宏观到微观,去播种科学的种子,并不是所有的种子都能发芽,但是我们需要做的是研究哪些种子“发芽”以及“发芽”的环境。在这个过程中,科学有着自己的话语体系,而且科学不相信权威,即使百分之九十九的追随者打着权威的旗号,模仿着权威的语气,也会被百分之一的挑战者找到破绽,正如量子理论对于传统物理学的对峙,在不可调和的矛盾中拓展了我们对于时空的深度认知。

  《再论相对论》读后感(四):我们为什么要再论相对论?

  前不久,关于爱因斯坦相对论的新闻居然冲上了网络热搜,原因是河北燕山大学教授、博士生导师李子丰的研究项目“坚持唯物主义时空质能观,发展牛顿物理学”宣称已推翻“误导物理学界和人类认识世界的基本方法”的爱因斯坦的相对论,“为科学的健康发展扫清了一个巨大障碍”。该项目一经公示便引起大众高度关注和广泛讨论,论文中提到的“用马列主义推翻爱因斯坦”甚至企图用哲学体系去驳斥物理体系。具体的情况和内容大家可以从很多渠道中去了解,做出自己的判断。

  科学理论是在一直进步与发展的,可能随时面对推翻与被推翻的过程,但是上百年过去了,相对论仍然是每个人都会在课本里学到的物理知识,哪怕我们所学所知的只是几个等式或几个小理论。如今最基本的科学理论范式仍然局限于相对论、量子力学和两者结合下产生的量子场论,哪怕那些天马行空的科幻电影、漫威宇宙里提及的穿越时空、平行宇宙、量子世界等等也都建立在这些理论的 延展和假设之上。最质朴的理论不应该被遗忘。

  通常我们以为的爱因斯坦相对论有关的论文,都是晦涩难懂的物理理论和大量复杂的数学公式,而《再论相对论》则是很少的几本科普读物之一,这本薄薄的小书收录了爱因斯坦的两篇演讲,一篇是1920年他在莱顿大学发表的《以太和相对论》,另一篇是1921年他在普鲁士科学院所作的演讲《几何学与经验》。为了降低阅读的门槛,书中配有大量的图片和注释,几乎解释了书中提及的所有专业名词以及科学家的理论,读者完全不用担心读不下去,读的云里雾里。

  当人们发现了微观世界的存在,各种射线、粒子、光速的运行已经不再适用于牛顿的三大定律,这时由300多年前由古希腊哲学家亚里士多德提出的以太理论得以复活,用来解释光波就是以太的弹性振动。《以太和相对论》就是讲述的爱因斯坦从以太的研究修正到最后抛弃绝对空间和以太,构建出狭义相对论的整个过程。而《几何学与经验》则是关于几何学从诞生到发展到成熟,再到现代几何学在相对论上的重要应用,爱因斯坦在演讲中提及了哲学和数学对他的重要影响。

  爱因斯坦之所以选择以这两个内容此作为演讲的内容,除了普及相对论的诞生历史,同时可能也是为了鼓励学生们追寻勇于探索、敢于创新、全面学习的精神。推翻、质疑并不是坏事,但是科学只能被科学打败,而不是靠哗众取宠和“精神胜利”。所以,相对论需要被论、再论、反复论。

  《再论相对论》读后感(五):科学假想的意义

  本书两篇文章,我以前都读过,《以太和相对论》见于《狭义与广义相对论浅说》附录;《几何学与经验》见于《我的世界观》。

  与爱尔莎在大峡谷,1931年2月

  现代早期的科学家在解释光的移动时,他们假设存在一种叫“以太”的物质存在,而光则是以太的波动,(笛卡尔是最早把“以太”引入物理学的人,他认为这种物质会形成漩涡,可以用以解释星球的公转和自转)。 “以太”是作为一种近乎根本性存在的假设。它的提出是为了完善一种我们已知的经验的定律的一种可能性。比如说,万有引力问题上,我们无法解释为什么引力有超距作用,只能假设宇宙中存在以太,万有引力是通过以太起作用。麦克斯韦是牛顿力学的另一条路,他在法拉第他们的研究基础上,创立了电磁学理论。麦克斯韦认为波的移动速度就是光速,“电磁波就是光”。随之而来的问题是波的移动速度是光速,但是什么令它波动的呢?以太则是一个答案。 但问题是,以太是如何做到重量低于空气呢?困惑本身并不值得注意,注意力的重点还是在具体的论证上。解决困惑的根本行为是解决问题。把历史往后推,著名的迈克尔逊-莫雷实验。它将两束光线相互之间呈直角射出,镜片将光线反射回光源。以太作为一个绝对静止的参考系,这两道光应该以不同的速度运动,但结果是它们的移动速度是相同的。洛伦兹则提出了一种假说,他认为物体在运动的方向上存在长度的收缩,因此以太的相对运动速度无法被测量到。但洛伦兹只是在用理论去给理论“圆谎”,并不能求解与求证。

  对于科学来说,未知现象的解释首先要建立在已知的东西上。我们已有的实验形式察觉到以太的存在,这个科学假说就无法变成科学事实。 爱因斯坦用自己拿手的相对论解释“以太”。爱因斯坦认为洛伦兹变换反映的是更普遍的自然规律(爱因斯坦说洛伦兹对他的个人的意义超过了所有其他人),而不是电磁力的作用。他根据两条物理原理推导出洛伦兹变换:相对性原理和光速不变原理。爱因斯坦认为,相对性原理和光速不变原理可以同时成立,他把相对性原理和光速不变原理结合,推出了运动物体的长度收缩、时间变慢效应。

  当我们阅读爱因斯坦的《以太和相对论》时,其实真正重要的并非是狭义相对论否定了以太,广以相对论证明了以太,这些并非是爱因斯坦最迫切要告诉我们的。在这几十页中,爱因斯坦真正令我们受益的是他的思维模式,如何在假想中得到自己需要的东西。 因为,即使是溃败的假想,也可以从中发掘到正确的经验。而这正是假想的科学意义。我想也是爱因斯坦为什么梳理以太的动机。

  番茄盖饭的《再论相对论》

  《再论相对论》读后感(六):当代年轻人急需的创新思维方式——读《再论相对论》

  《再论相对论》这本书收入了大多数人未曾见过的爱因斯坦的两篇文章。一篇是他于1920年在莱顿大学所作的演讲《以太和相对论》,另一篇是他于1921年在普鲁士科学院所作的演讲《几何学与经验》。

  我们通常见到的爱因斯坦写的有关相对论的文章,主要是包含大量数学公式的学术论文,以及很少几本科普读物。这些文章和书籍都是介绍和解释他已经建成的相对论学术大厦的,从中很难看出他构建这些大厦时的思路和历程,而这正是希望学习爱因斯坦创新思维方式的年轻人非常需要的东西。

  本书收集的这两篇文章,正好是爱因斯坦从不同的视角向人们展示他创建相对论时的思维过程。年轻人有可能通过对这本书的阅读和思考,学习爱因斯坦的思想方法,增强自己的创新能力。

  书中《以太和相对论》这篇文章详细介绍了相对论诞生前夜出现的“以太”迷雾,介绍了“以太”理论的产生、“改进”以及如何最终被爱因斯坦抛弃的过程。以太这个东西最早是公元前300多年由古希腊哲学家亚里士多德提出的。他在自己的地心模型中,把宇宙划分为月下世界和月上世界两部分,认为月下世界中存在的万物都是会腐朽的东西,月上世界则充满轻而透明,并且永恒存在的以太。在相对论诞生的前夜,学术界已经认识到光是波动,而且是横波。光既然是波动,就需要有载体,那么遥远恒星的光是通过什么载体穿越辽阔的宇宙到达我们这里的呢?于是人们自然想到了亚里士多德所说的以太,大多数人认为光波就是以太的弹性振动。在这篇文章中,爱因斯坦还提到了以太理论复活的另一个原因,那就是超距作用的发现。当时已经发现的万有引力和电磁力似乎都不是靠物体直接接触传递的,而是“超距”传播的。有些哲学家据此认为,物质实际上有两类,一类是“可称量物质”,即能受到万有引力作用的物质。另一类是不能称量的物质,即不受万有引力作用的物质,称为“以太”,超距作用就是通过以太传递的。为了能解释当时已知的各种实验,学者们对以太的性质不断进行“修正”。然而,这些“修正”最终还是不能解释光行差现象、迈克耳逊实验和斐索实验之间的矛盾:以太相对于地球,到底动还是不动?最终,爱因斯坦走出了决定性的一步:他选择抛弃以太理论,从而构建起狭义相对论的大厦。

  1900年前后,洛伦兹和庞加莱都已经非常接近相对论的发现。但是洛伦兹抱着绝对空间和以太不放,认为存在相对于绝对空间和以太静止的优越参考系,从而放弃了相对性原理;庞加莱希望坚持相对性原理,所以他放弃了绝对空间,但他又认为存在以太,默认相对于以太静止的参考系是优越参考系,所以他实际上还是放弃了相对性原理。爱因斯坦则认为,绝对空间和以太都不存在,从而彻底坚持了相对性原理。

  爱因斯坦放弃绝对空间和以太,是深受马赫影响的结果。奥地利物理学家马赫对物理学的直接贡献很小,但他敢于批判“祖师爷”,认为牛顿所说的绝对空间根本就不存在。马赫强调看不见摸不着的东西都不应该承认其存在,谁都没有见过绝对空间和以太,所以这两样东西都不存在。马赫的这一思想深刻影响着青年爱因斯坦。爱因斯坦认为马赫说得太对了,所以他同时抛弃了绝对空间和以太这两个东西,从而彻底坚持了相对性原理,走上了创建相对论的正确道路。

  作为相对论基础的公理,除去相对性原理之外,还有一条,那就是“光速不变原理”。这条原理说“光速与观测者相对于光源的运动无关”。这条原理是爱因斯坦独自提出的,洛伦兹、庞加莱和其他物理学家都没有谈到过这条原理。

  爱因斯坦曾经强调,他的相对论与牛顿经典物理学的分水岭,最重要的不是相对性原理,而是光速不变原理。

  这篇文章的最后,爱因斯坦简单介绍了他一生最引以为自豪的成就——广义相对论,介绍了黎曼几何和弯曲的时空。他还风趣地谈到,虽然自己的狭义相对论抛弃了以太,但自己的广义相对论似乎又拯救了以太。他认为,不属于“可称量物质”的时空居然会发生弯曲,这不是说明时空本身是一种以太吗?他的这一思想非常值得人们深思。今天我们谈论的暗能量是不是也有点像以太呢?它不参与电磁相互作用,对光透明,在宇宙间均匀分布,但有负压强。

  《几何学与经验》一文,介绍了几何学如何从经验中延生,形成具有严密逻辑体系的欧几里得几何,最后发展为更为严格、完美的现代几何学,并在物理学特别是广义相对论中得到重要应用。

  欧几里得几何形成于公元前300多年,那段时间在西方的地中海区域和东方的中华大地上都出现了百花齐放、百家争鸣的思想大解放、大发展的繁荣局面。对于我们中国人来说,有一点比较遗憾,那就是中国的“诸子百家,唯独缺少欧几里得这一家”。这就使得中国古代的哲学和科学发展中,数理逻辑显得薄弱,数学工具也较为欠缺。

  欧氏几何是第一个成熟的数学分支,它对自然科学特别是物理学的发展产生了重大影响。在牛顿和爱因斯坦的主要著作中,都可以看到欧氏几何的影响。

  牛顿的《自然哲学之数学原理》一书就是按照定义、公理、定理这样的欧几里得式的公理体系写成的,书中所用的数学工具也主要是欧氏几何,所以书中有很多图。牛顿虽然是微积分的创始人之一,但当时微积分处于初创阶段,还不成熟,不能代替几何在物理学中的地位。后来随着微积分的发展,数学分析逐渐取代几何成为物理学中主要的数学工具。其典型是拉格朗日《分析力学》一书的出版,这本长达数百页的力学书中居然没有一幅几何图,他把几何彻底赶出了物理学。此后,一直到爱因斯坦相对论的诞生,几何学才重新回到物理学的领域。

  爱因斯坦从小就深受欧几里得几何的影响,少年时期他就对几何书籍非常感兴趣,成年以后又深受黎曼、庞加莱和希尔伯特等数学家的影响。他的狭义和广义相对论都是模仿欧氏几何的结构建立起来的:先是定义和公理,然后在公理的基础上导出核心公式。正如前面所说,狭义相对论就是在“相对性原理”和“光速不变原理”这两条公理的基础上,导出“洛伦兹变换”这一核心公式,然后得到“同时的相对性”“动尺收缩”“动钟变慢”“质能关系”等一系列推论。他的广义相对论则是先提出“广义相对论原理”和“等效原理”,并考虑马赫关于惯性起源的思想〈即所谓“马赫原理”),然后导出核心公式“爱因斯坦场方程”,再算出广义相对论的几个可观测效应,并得到静态宇宙模型和引力波等重要推论。

  爱因斯坦从少年时代就喜欢哲学,在这本书中读者不难看出以康德为代表的德国古典哲学对爱因斯坦创建相对论的影响。在这里我想对德国和中国哲学界对科学的影响做一个比较。德国的哲学继承了古希腊的许多哲学思想。古希腊文明与中华文明的一个重要差异是,中华文化主要关注人与人之间的关系,而古希腊文化比较重视人与自然的关系,所以他们从公元前500多年开始就相继提出了“中心火说”“地心说”“曰心说”等比较科学的宇宙模型,并创建了严密的欧几里得几何。德国的古典哲学继承了古希腊文化,其繁荣时期出现在哥白尼提出日心说之后,也就是近代自然科学诞生之后,因此以康德为代表的德国古典哲学界深受自然科学发展的影响,他们的哲学理论与科学和数学的联系比较紧密,所以又反过来促进了科学和数学的发展。中国的哲学繁荣期在历史上只有一个,那就是春秋战国时期,此后虽有佛教的传入,中国的哲学也没有出现重大革新,并且始终没有受到自然科学和数学发展的影响。所以直到近代,中国的哲学界也没有能对科学和数学的发展起过大的促进作用。

  从这本书中,读者不难看出爱因斯坦具有高深的哲学和数学修养,他不仅是一位伟大的物理学家,在哲学和数学方面也有极深的见解。爱因斯坦这位划时代的伟人出现在20世纪初的德国,和这一时期的德国存在世界上最为肥沃的哲学、数学和科学土壤是分不开的。

  最后,我还想称赞本书的编辑团队在书中加入的精美插图和详细注释,这些插图和注释非常有助于读者理解书中的内容,增加了本书的可读性。

  文:赵峥(北京师范大学物理系教授,引力与相对论天体物理学会前理事长)

  来源:《再论相对论》序言

评价:中立好评差评
【已有2位读者发表了评论】

┃ 《再论相对论》读后感锦集的相关文章

┃ 每日推荐