廣義相對論簡史

100年前的這個月，愛因斯坦在柏林普魯士科學院發表了四個關於廣義相對論的演講。愛因斯坦致力於發展出一個描述引力的數學方程，他最終的引力方程至今仍然是最有影響力的發現。如果你想舉辦一個愛因斯坦百年相對論的派隊，那麼不要錯過下個星期三，也就是11月25日！為了響應廣義相對論一百周年紀念，原理在這個星期也會推出「百年相對論」專題。

下面列出了廣義相對論的發現歷程：

艾薩克·牛頓出版了《自然哲學的數學原理》，奠定了物理運動的數學基礎。1855西蒙·紐康觀測到水星近日點的進動值為每個世紀43秒，這與牛頓萬有引力計算的水星進動值存在分歧。1873詹姆斯·麥克斯韋出版了《電磁通論》，麥克斯韋的方程統一了電學和磁學。從麥克斯韋方程中可以推論出在空間穿行的電磁波就是光。1879

3月14日，愛因斯坦在德國的烏爾姆小鎮出生。六個星期後全家遷居去慕尼黑，之後他進入了路易博德文理中文就讀。

18841884愛因斯坦的父親送了一個指南針給他，當他發現指南針總是指向固定的方向時，他被現象背後的原理深深地吸引住了。1894

15歲的愛因斯坦已經掌握了微積分。1895愛因斯坦開始思考光的本性。同年，科學家懷疑物理學是否已經走到了盡頭。1896愛因斯坦進入了瑞士蘇黎世聯邦理工就讀。1898愛因斯坦的老師們不願意教他關於麥克斯韋的理論，於是他開始翹課自學，閱讀當時最偉大科學家的論文。1901愛因斯坦的好朋友格羅斯曼為他在專利局找了一份工作。閑暇時間，他開始思考時間、空間和光。1905

愛因斯坦的奇蹟年。他發表了四篇開創性的論文，其中包括了狹義相對論。狹義相對論重新塑造了我們對時空的理解。1907愛因斯坦意識到，如果一個人從房子的屋頂自由下落，他將感受不到自身的重量。他開始思考引力和加速度是否是等效的，也就是等效原理。等效原理是他最快樂的思想。1913愛因斯坦和格羅斯曼合作發表了一篇關於引力理論的論文，他們稱該理論為：Entwurf理論。1915大衛·希爾伯特出席了愛因斯坦在哥廷根的講座，第一次聽到了有關廣義相對論的概念，並開始構建自己的想法。191510月，愛因斯坦發現了Entwurf理論的缺陷。191511月4日，愛因斯坦宣布自己和格羅斯曼犯的錯誤已經被解決。他幾乎完成了廣義相對論。191511月13日，大衛·希爾伯特給愛因斯坦寄去了他的論文，說他已經完成了廣義相對論，並邀請愛因斯坦去哥廷根討論。不過愛因斯坦拒絕了。191511月18日，愛因斯坦用他的引力新方程成功地解釋了紐康在1855年觀測到的水星進動值的異常。191511月20日，大衛·希爾伯特提交了自己的廣義相對論論文。 掀起了一場關於誰先發明廣義相對論的爭論。1915

11月25日，愛因斯坦向普魯士科學院上上交了廣義相對論最後的版本，包括了愛因斯坦場方程的最後形式。19163月1日，大衛·希爾伯特的廣義相對論發表。不過希爾伯特坦然地承認廣義相對論這一偉大的思想應歸功於愛因斯坦。1919英國天文學家愛丁頓率領一個觀測團隊在5月29日一次日全食中，驗證了當遙遠的恆星發出的光經過太陽的時候會發生偏折。這是廣義相對論預言的引力偏折效應。1922

11月9日愛因斯坦獲得了諾貝爾物理學獎，表彰他在光電效應做出的貢獻。19554月18日愛因斯坦在新澤西普林斯頓的醫院與世長眠，他最後說道：「通過人為的手段延長生命毫無樂趣。我該做的都做了，是時候走了，我會優雅地離開。」 愛因斯坦享年76歲。195911月1日哈佛物理學家驗證了廣義相對論的另一個預言，一個大質量物體可以「拉長」光，即引力場中的紅移效應。19685月27科學家通過發射雷達信號並途經太陽，證實了廣義相對論的另一個預言：引力場中的時間延緩效應，或稱為夏皮羅時間延緩效應。19697月20日，阿波羅計劃在月球的幾個區域分別放置了一些反射器，科學家可以通過發射鐳射在地月之間來回檢測月球的運動，所有的數據都符合廣義相對論。19766月18日，NASA發射了重力探測器A測量時間的流逝，證實了在引力場的作用下時間流逝的比較慢。也就是說，始終在地球軌道上走到要比在地球表面上快。完全符合愛因斯坦的預言。2004

4月20日，NASA發射了重力探測器B測量地球周圍的時空曲率，最後實驗結果於2011年發布。該任務證實了當地球自轉的時候的確拖曳了時空，這是廣義相對論的另一個預言。

法國的MICROSCOPE任務，計劃在2016年初發射，屆時將測量物體在空間中「下落「的有多快。這將是廣義相對論的一個強有力證明。

2018屆時，激光干涉引力波觀測站（LIGO）應該已經擁有足夠的靈敏度可以探測到百萬光年外傳來的時空的漣漪——引力波。http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA4NDU1MDY5OA==&mid=400605974&idx=1&sn=1faffeda982a4bfb4a09595b46dbaa55&scene=21#wechat_redirect#&safe=0
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