一個平民的哲學(連載)

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由於第一次世界大戰正在進行，愛因斯坦的光偏折的預言不可能在1915年立即得到驗證。直到1919年，一個英國的探險隊從西非觀測日食，指出光線確實像理論所預言的那樣被太陽所偏折。光偏折被後來的許多次觀測準確地證實。

另一廣義相對論的預言是，在像地球這樣的大質量的物體附近，時間顯得流逝得更慢一些。這是因為光能量和它的頻率（每秒鐘裡光振動的次數）有一關係：能量越大，則頻率越高。當光從地球的引力場往上走，它失去能量，因而其頻率下降（這表明兩個波峰之間的時間間隔變大）。從在上面的某個人來看，下面發生的每一件事情都顯得需要更長的時間。利用一對安裝在一個水塔的頂上和底下的非常準確的鐘，這個預言在1962年被驗證到。發現底下的那隻更接近地球的鐘走得更慢些，這和廣義相對論完全一致。地球上的不同高度的鐘的速度不同，這在目前具有相當的實用上的重要性，這是因為人們要用衛星發出的訊號來作非常精確的導航。如果人們對廣義相對論的預言無知，所計算的位置將會錯幾英哩！

牛頓運動定律使空間中絕對位置的觀念告終。而相對論擺脫了絕對時間。考慮一對雙生子，假定其中一個孩子去山頂上生活，而另一個留在海平面，第一個將比第二個老得快。這樣，如果他們再次相會，一個會比另一個更老。在這種情形下，年紀的差別非常小。但是，如果有一個孩子在以近於光速運動的空間飛船中作長途旅行，這種差別就會大得多。當他回來時，他會比留在地球上另一個人年輕得多。這即是被稱為雙生子的佯謬。但是，只是對於頭腦中仍有絕對時間觀念的人而言，這才是佯謬。在相對論中並沒有一個唯一的絕對時間，相反地，每個人都有他自己的時間測度，這依賴於他在何處並如何運動。

愛因斯坦的理論再一次被證實，這一次是關於引力速度的，這是當時的新聞報道：兩位科學家在美國天文學會2003年年會上提出，他們透過對木星遮掩類星體進行的一項觀察研究顯示，引力的傳播速度和光速一樣快。儘管這個實驗還要得到進一步證實，但畢竟還是有了初步結論。

工業革命的擴散（十六）

1900年元旦，著名的英國物理學家開爾文勳爵在新年獻詞中十分滿意地宣佈：在已經基本建成的科學大廈中，後輩物理學家只需做一些零碎的修補工作就行了．可是就在物理學大廈將要落成之際，科學實驗卻發現了一系列經典物理學無法解釋的事實。

1897年英國劍橋的物理學家湯姆遜宣佈發現一種比最輕的元素氫還要小得多的帶電粒子，湯姆遜稱其為電子。湯姆遜關於電子的發現宣告了原子不是最小的粒子，還可以繼續分下去。同時，湯姆遜的發現導致陰極射線管的誕生，我們的電視機顯象管正是這種東西。1895年，德國的倫琴在研究陰極射線管的時候發現了X射線，X射線除了有比可見光有更強的穿透力外，這種原理被用來拍攝人體並且用在醫療上。X光被發現後，有很多人都在尋找這種神秘的光的來源，因為倫琴發現X光可以讓底片被感光，於是有很多人用底片做實驗，結果1896年，法國物理學家貝克勒爾發現鈾化物能使底片感光，跟隨貝克勒爾在實驗室工作的居里夫人把各種元素拿來一一實驗，結果，發現釷、鐳等放射性元素，由於鐳有極強的放射性，盧瑟福等科學家立即對其進行了研究，用了14年搞清楚了鐳射線。人們發現，元素伴隨著放射性過程可以轉變成另外的一種元素，這個事實使化學原子是不能創造和轉化的傳統觀念宣告完結，古老的鍊金術似乎變成了現實。當盧瑟福掌握了放射粒子的技術之後，開始用粒子轟擊各種元素和物質，原子的內部結構逐漸清晰，盧瑟福提出了原子的結構：中央是帶正電的重的核，周圍圍繞著電子。但是經典物理學看來，這種類似於太陽系的核外繞以電子的模型，其穩定性是極成問題的。因為電子繞核做圓周運動是一種加速運動。它將連續地向外輻射電磁波，並使自身螺旋式的下降，直到落到核上，經典電動力學計算，電子墜落遠遠小於1微秒。十九世紀末，有一個實驗家與理論家共同感興趣的問題，即黑體輻射問題。那時已經知道，任何物體都會對外發出熱輻射，也都能吸收熱輻射，但物體對外來的熱輻射具有不同的反射和吸收能力，如果一個物體能全部吸收一切射入的輻射而不發生反射，那麼這個物體被稱為絕對黑體。19世紀，由於冶金以及照明裝置製造等的需要，人們急需找到黑體輻射強度和輻射頻率的關係。在一定的溫度下，實驗家們得到了一批准確的資料，如果畫成圖，橫座標標以輻