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想看懂相对论,需要多高的数学基础
狭义相对论和广义相对论这里可以给你讲讲。
1.狭义相对论。
1905年,爱因斯坦26岁,他在瑞士专利局做一个很普通的职工,同年,他发表了6篇学术研究,也因此。100年后的2005年,定为了世界物理年。
爱因斯坦
他作出了一个非凡的断言:时间的流逝取决于物体间的相对速度。
这就是“狭义相对论”。
如果你和你的孩子,你的妻子,你的双胞胎兄弟比较,你以百分之99.995的光速在太空旅游6个月,你认为你回来时你的孩子刚好18岁,然而等你回来时,你的孩子已经68岁了,也就是说,你在太空的6个月,人间过了50年。
这也是科学家称为的“时间膨胀”的现象。
相对时间公式
当你高速飞行(接近光速)时,你会发现你眼前的星系离你如此接近!显然,这并不是因为你刚才行驶的路程让之变近。
恰好,它们距离你的距离缩减的程度,刚好跟与地球上的时间相比变慢的程度相同!
但是,你又惊奇的发现,你的背后离你的距离依然很远,你的左边右边也是,因为缩短的距离只发生在你的运动方向上。
不管你朝哪里飞,前面都会缩短,而你周围的距离依然没变。
这就是科学家称为“长度收缩”的现象。
就在你思考为什么会如此时,你会发现你的质量在惊人的提升,以至于周围都有小行星围着你转。(你已经具有恒星的引力)
这是因为你高速带来的能量转变成了质量,这样以来你就不会有足够的能量加速到宇宙的极限速度:光速。
相对质量公式
现在我们来解释一下为什么会产生长度收缩。
我们假设你在以260000公里每秒的速度在外太空前行。这也是光速的87%速度。光速是300000公里每秒。
你这里的一秒钟等于地球的两秒(这是真的)。
在这两秒内,地球上的人认为你移动了520000公里。但是,问题就在你认为你在一秒钟内移动了520000公里!
你的速度就是520000公里每秒。
你打破了极限速度。
但这是不可能的,狭义相对论中,时间的膨胀必然伴随了距离的收缩,所以,你并没有感觉你移动了520000公里,而是260000公里。你观察的1公里在地球人观察只有半公里。
速度与观察者无关,但时间与长度取决于观察者。
狭义相对论和广义相对论如此的奇妙,然而,现实生活中只有一个技术真正用到了它,我们也受益其中,那就是GPS。
GPS考虑了地球周围时空弯曲的效应。
光又是如何达到了光速的呢?光子在静止时质量为零,而运动时又带有能量和质量,一切都因为,它静止时质量为0.
要想达到光速,从一开始你就不能具有质量。
2.广义相对论
众所周知,牛顿发现了“万有引力”,遗憾的是,他并没有解释万有引力是什么。
牛顿的公式预言了天王星和海王星,这在他预言之后相继被发现。而,在水星这里,出现了一点问题。水星那个鸡蛋状的轨道自己会旋转,因此水星每次的轨迹都不同,牛顿在他去世那天都没有找到解释的答案,然而在1727年后的188年后,有个人突然提出了惊人的想法。
想象一下,我们的太阳系。突然拿走太阳,我们的地球是突然偏离轨道,还是在几分钟后脱离呢?爱因斯坦从这点出发,提出了引力是时空弯曲的结果。这就好像,太阳地球都在一张薄纸上,太阳能压弯纸面造成纸面的弯曲,地球也能,只不过太阳对纸面弯曲程度更高,而太阳消失后,这种原本的凹陷会像水波(引力波)一样对周围的纸面产生影响,随后引力作用才会消失。
引力波
在爱因斯坦的宇宙中,水星被压扁的圆环轨道会绕着太阳转到,多快呢?大概是一秒钟角度的500分之一。爱因斯坦解决了这个问题,从此,引力不再陌生神秘。引力原来是宇宙的构造被它所含物质弯曲所引起的。这就是爱因斯坦著名的广义相对论,取代了传统对引力是一种力的看法。
广义相对论公式
在爱因斯坦之前,人们认为我们的宇宙一直“如此”,现在我们知道宇宙并不一直“如此”。所以,从知识上看,我们的宇宙才一百岁。
没有数学万万不行,只有数学远远不够就它的不够和当前数学教育的问题,可以聊聊吗
谢谢邀请回答,没有数学肯定是不行的,只有数学远远不够,这点我很赞同,在中小学阶段,我国数学教育和科学教育相比美国有明显优势,为什么我国却只有少数的世界级数学家和科学家,远远落后于美国?
在华东师大举行的“中美基础教育论坛”上,专家给出了答案:在基础教育阶段,我国的精英教育落后于美国,对“天才”的重视和培养相当不够。 这次会议由教育部和美国亚洲协会、美国州教育委员会联合举办。将中美两国基础教育作比较,两方各有特点,不过从传统重视程度、教师的数量和质量供给方面看,我国数学教育和科学教育相比美国有明显优势。但是,这并不意味着美国的精英教育也很差。事实恰恰相反,在学术界给予高度评价和认可的精英赛事———“Intel国际科学与工程大奖赛”上,美国学生的课题水平和质量、获奖数量和等级,都远远超过包括中国在内的所有其他国家。 相比之下,我国学生的平均水平很好,但教育体系并没有给英才少年充分的机会,让他们飞得更高。
目前,在我国极少数大学和个别中学,旨在培养少年英才的“少年班”和“理科实验班”都已取消;基础教育系统也没有专门的天才儿童培养计划……这一切导致我国学生的某方面专长不能被及时发现和培养,甚至部分学生的天赋被错误引导。而在全国部分高中盛极一时的国际奥林匹克竞赛,虽然聚集了一批天赋优异的少年,但已被多年的实践证明是不成功的,早就为教育界所诟病。
市直在编高中数学老师,27岁考上了前十985的全日制基础数学研究生,如何取舍
亏你还考上了编制,智商去哪里了?和单位领导协商,作为单位定向培养就可以领着工资去报到了,然后边工作边上班,还不耽误晋级,更不耽误结婚生子,啥事不耽误,如果你非常牛逼,干脆辞职去上,如果你很平常,干脆死了心,踏实工作,养家糊口,培养下一代,人的欲望是永无止境的,干嘛跟你自己较劲,有意思么?有些事情,即使你遇见再好的也没用了,打个比方,你结婚了,以后遇见一个更好的姑娘,你会不会选择离婚去寻求另一个可能更好的呢?别反驳,一个道理,我相信很多人不是傻子,你放弃的根本就不是一个更好的机会,至少对于你来说不是了!不喜勿喷,过来人的经验,不唱高调!