淺析相對論對社會文化的影響

(黑龍江大學 黑龍江 哈爾濱 150080)

一、相對論的起源與發展

提起相對論就絕對不能忽略一個偉大的人-愛因斯坦。這位傳奇的人物并不是從小到大都很優秀，甚至可以說是“愚笨”。在別的孩子已經能夠流利說話時,已經三歲半的愛因斯坦才咿咿呀呀的學習說話,這使得他的父母非常擔心他的智力會有問題,也因為如此，愛因斯坦10歲了，父母才送他去學校,但是老師和同學都因為他的行為嘲笑、諷刺他。甚至有的老師直接罵他是笨蛋。上了中學后，相較于那些死記硬背的科目，物理和數學更加的吸引愛因斯坦。愛因斯坦對死記硬背的知識完全不感興趣,他更喜歡物理和數學,這也為后來相對論的誕生起到了至關重要的作用。18歲高考落榜,一年后才被錄取,他把所有精力都放在了實驗室和閱讀學習,直到1905年,一直不被看好的愛因斯坦創造了奇跡!年僅26歲的他,在三個領域發表了多篇論文,并且堪稱奠基之作,其中提到的核心概念——狹義相對論和光量子理論等學說對之后的物理學發展起到了創新性的貢獻。

相對論最早的雛形出現在19世紀末20世紀初,洛倫茲和彭加勒針對于協調以太漂移實驗的零結果與以太說和牛頓的絕對時間觀念提出了多種假設,在多種假設中,洛倫茲等人找到了相對于以太的靜止參考系到運動參考系的規律形式,這中規律被稱作為洛倫茲變換,隨后彭加勒證明洛倫茲變換是成群產生的,并且在這基礎上提出了相對性原理的定義,這也是相對性原理第一次被向公眾提出。

但是隨著愛因斯坦論文的發表,“以太說”的定義被推翻,愛因斯坦從兩個方面論證牛頓的絕對時間和絕對空間是不存在的。如果用光作為測量方式,那么同時性就是相對的,因為測量的兩者彼此以接近光速相對勻速運動時,觀測者會發現對方的尺縮和鐘慢效應,在這種情況下,就不存在了以太漂移。基于這種狀態下,相對論被很好地詮釋出來了。

相對論最初存在著兩種核心觀點：一種是并不被世人所熟悉的洛倫茲和彭加勒的理論，另一種主要觀點便是由廣義相對論和狹義相對論組成的愛伊斯坦的相對論。這兩者的界限劃分,最初是取決于被探討的問題是不是涉及到非慣性參考系作為標注,但因為參考系取決于觀察者,所以容易導致區分界限不行明確的問題產生,所以改為以所探討的問題是不是涉及到引力來區分兩者之間的根本不同。

狹義相對論作為異于牛頓時空觀的平直時空理論,逐漸被社會所接受與認可。理論中的“狹義”直接規范了這一理論只適用于慣性參考系。光學和電動力學實驗同經典物理學理論是相矛盾的，因此，狹義相對論主要由狹義相對性原理與光速不變原理組成，以此為基本原理，愛因斯坦的狹義相對論公諸于世。

廣義相對論的誕生是以狹義相對為基礎的，其擴充了狹義相對論所無法包含的萬有引力理論。起初，愛因斯坦對將萬有引力吸收到相對論的框架中進行了多次嘗試，但都未能完成。于是他逐漸認識到，狹義相對論根本沒有辦法容納萬有引力定律，所以將其擴展為廣義相對性原理。

二、相對論的概念

相對論簡單來說，是關于時空和引力方向的研究理論，之所以分為廣義與狹義，是以研究對象不同所劃分的。

1.狹義相對論

狹義相對論以兩條假設為理論依托—：狹義相對性原理和光速不變原理。以洛倫茲變換作為研究的核心問題。狹義相對論填補了牛頓經典物理學中的一些空白之處。預言了長度收縮、時間膨脹、橫向多普勒效應、質能關系、質速關系等等。

狹義相對論提出之前,在人們的認知中,時間和空間都是相對獨立的,是一種絕對的存在。早在伽利略的時代,絕對時空的概念就已經出現了,后來牛頓提出經典力學和經典運動學就是在絕對時空觀的基礎上,直到愛因斯坦的出現,在麥克斯韋方程和牛頓力學的基礎上首次提出了四維時空的概念,也被稱為洛倫茲變換。以此概念為支點，詮釋了時空的不可分割性。一個事件的確立，之所以是獨一無二，證明它就是它，三個空間坐標和一個時間坐標缺一不可，必須同時使用，四維時空便由此組成。這一觀點詮釋時間和空間都不是獨立的、絕對的，而絕對的是時間和空間組成的整體。也就是時空在時空中運動的觀察者可以選擇自己的參照物,建立自己的參照系。比如觀察一輛汽車的運動軌跡,甲可以選擇流淌的河流作為參照物；乙可以選擇固定的樹木為參照物。按照相對論的概念，狹義相對論的背景時空是平直的，其曲張率為零。愛因斯坦提出了這一理論,無疑是極大地改變了人們的時空觀,它給人們帶來的進步是革命性的。可見，同時性的概念在狹義相對論中便失去了絕對意義。因為如果在某個慣性系中看來,不同空間點發生的兩個物理事件是同時的,那么在相對于這一慣性系運動的其他慣性系中看來就不再是同時的,它同慣性系有關,只有相對意義。但是,對于同一空間點上發生的兩個事件,同時性仍有絕對意義。也就是說3維空間坐標相同的兩個不同時空點,仍然是兩個不同的時點;但是狹義相對論規定這兩個不同時空點的時間維距離是等效的,規定是有絕對意義的。

2.廣義相對論

廣義相對論是描述物質間引力相互作用的理論,這一理論第一次把引力場解釋成了時空的彎曲,其曲張率不為零。廣義相對論以廣義相對性理論和等效原理作為基本理論進行分析研究。其原理是指物理定律的形式在一切參考系都是不變的。廣義相對論還對黑洞、引力透像、引力波、時空關系、萬有引力等問題進行了預言。同時，廣義相對論在現實的問題中相繼得到了驗證，正是經過一系列準確無誤的驗證，其理論的正確性得到廣泛的推崇和認可。

三、社會文化現狀

隨著政治、經濟、科學技術的不斷發展，越來越多人開始重視社會文化,并去探究社會文化的存在的意義和對人類社會的影響。社會文化是人們在早期生產、生活中逐漸形成的一種環境氛圍，并隨著生產力的不斷提升，日益豐富完善。它是人類社會從實踐過程中創造出來的巨大精神財富，是社會意識形態的折射。具化為一定歷史范疇下的文化制度和組織機構。任何形態的社會，都與其自身獨特的社會文化，不論是奴隸社會、封建社會，還是共產主義社會。社會文化是政治、經濟的直接反映，以多種形式存在，如：政治思想、哲學、藝術等。同時，文化反作用于社會發展，一些文化活動和文化現象對社會的發展起到重要影響，給社會的經濟、政治等各方面帶來巨大的反饋。

隨著社會的進步,社會文化不斷地通過取精華、去糟粕來達到發展的目的,可以說社會文化就是隨著社會的發展而發展的。社會文化的發展也為人類社會帶來了深遠的影響,以中國為例,社會文化帶來的影響主要有科技、文化、精神文化、政治文化等幾方面。其中科技的發展主要體現在科學技術的發展速度已經達到了按指數增長的趨勢,并且大量的科學技術成果的應用也給人類帶來了便利;文化的發展主要體現在傳統文化的傳承和現代文化的積累上,在全球化的大潮中,中國既能保護傳統文化不被沖擊湮滅,又能對外來的文化采用揚棄的方式吸收進步;精神文化的發展體現在精神需求的發展中,根據需要層次理論，人們在滿足物質需求的基礎上，對精神層次的需求是強烈而迫切的。政治文化最主要的體現就是中國特色社會主義理論體系的產生和發展。不僅僅是中國,文化的發展所帶來的影響遍及全世界,因為任何一個社會,無論是哪個國家,都有符合自己社會形態的社會文化，并會隨著社會生產力的進步發展，而不斷變化。可見，只要人類在發展，社會文化的發展就是無法避免和拒絕的。

四、相對論對社會文化的影響

偉大而又顛覆的理論往往具有相似的命運，狹義相對論和廣義相對論從誕生以來,就一直備受爭議，但真理必將經受住時間的打磨和洗刷，不論是科學技術的進步，還是時代的發展，相對論經受住了檢驗，并且對于人類社會生活和社會文化產生十分巨大的影響。

社會文化是社會發展結果的載體,是社會發展進步的表現形態,相對論對于社會文化的影響主要體現在科技、思想文化、政治文化等與人們生活息息相關的方面,以科技方面為例:原子彈的誕生就是依賴于相對論的中能量等于質量乘以光速的平方這一理論。核能的發現和利用，給人們提供了巨大的便利，核電站、可控核反應堆供暖系統等，極大地方便了人們的生活。人們依據愛因斯坦認為的時間只是相對概念，全球衛星定位應運而生。廣義相對論的效應直接影響到定位系統的測量精度。當人們感受相對論給人類帶來福祉的同時，也不禁對其存在的價值而震撼。相對論帶來的科技進步當然不止這原子彈和定位系統，相對大一些的宇宙飛船，小一些的電磁鐵的利用，隨處可見的光等等，這些里面都蘊含著相對性的原理。

相對論的出現不僅改變了人們的生活方式,為生活提供了便利條件,還為人類思想的進步,頭腦的充實做出了貢獻。在當代社會,早已不是只有幾個人能夠明白相對論,它已經走進了課堂、融入了我們的日常生活中,不僅僅是學生,就連幾歲的孩童也能對相對論說上幾句,這一現象足以說明相對論對人類思想的影響,舉個例子:很久以前人們仰望星空,看到的是神秘和未知，一切結論都只能靠猜想，無法得到有力的證實，而愛因斯坦的廣義相對論在天文中也同樣給人類帶來了驚喜，宇宙黑洞的提出，看似大膽，卻又有充足的理論支撐，如今又進一步證實，人類甚至拍攝到了黑洞的樣子。除此之外,廣義相對論還是現代宇宙學的膨脹宇宙模型的理論基礎。不僅如此，相對論的出現使許多懸而未決的問題有了答案，在物理學方面表現的尤為突出，使經典物理成為完整的科學體系。

相對論的影響可以說覆蓋了各個領域,覆蓋了整個社會,使社會得以發展,社會發展自然帶動了社會文化的進步,社會文化進步又會促進社會的發展,總而言之,社會一定會向好的方向發展下去,創造出更多優秀的、先進的社會文化!

結語

相對論的出現,在小的方面可以說是改變了人們的生活方式,日常隨處可見的一些用品、現象都蘊含著相對論的原理;在大的方面可以說相對論的出現改變了整個世界的發展方向,它的出現顛覆了許多領域一直被認為是經典的理論學說。相對論對整個人類文明發展所做出的貢獻是不可估量的、是極其偉大的。在相當論的視角下,時期的社會文化映射出了該時期的政治、經濟、文化、科技等方面的發展現狀,或興盛繁榮、或閉塞落后,伴隨著社會不斷地發展與更迭，從最初的原始社會,來到科技飛速發展的現代文明社會，社會現狀已經產生了質的改變,在這個過程中,社會文化的進步與升華,為人類社會帶來了深淵長久的影響。社會文化從廣義與狹義相對論兩方面被充分詮釋出來,并且社會文化的發展也在保持著相對論的發展方向而持續發展,從而形成與衍生出更輝煌、更發達的社會文化。