引力理论英文

（1）克尔解和对引力场和电磁场的分类使得经典广义相对论生机勃勃，而钱德拉塞卡在他后半辈子做的重要贡献，是在克尔时空中解出了Dirac方程。钱德拉塞卡相当于在天空中引进了超对称。之后钱德拉的影响就渐渐委靡，因为真正能够集大成的彭罗斯在莎麻的影响下由一个数学家成为一个广义相对论学家。1985年彭罗斯和林德勒出版了《旋量和时空》，基本上奠定了经典相对论的格局。wald则在弯曲时空干起了公理化的量子场论。他开始做半经典半量子的东西。wald的数学不错，他做弯曲时空量子场论，就是用C星代数，泛函分析。wald的弯曲时空量子场论，明确地告诉人们：量子代数很重要。量子代数是绝对的，而粒子，当然是相对于观察者的。 从温茹效应可以看出：真空和粒子是一个依赖于观察者的概念，这是很新奇的。通俗的说，你看到的电脑和桌子，在别的观察者看来，也许是一片真空。量子论和相对论的结合出来了新的物理。最著名的当然是霍金的黑洞热辐射。人们全在等待量子论和相对论的全面结合。人们希望追求终极真理。也许用数理逻辑来说明，终极的量子引力真理并不存在。但这不会让那些做量子引力的人伤心欲绝。弦论的领导者威腾认为，也许在别的星球上，是先发现量子引力，然后再发现量子力学和相对论。这当然是很有可能。但弦论有一个缺点，就是依赖于时空背景。在这个星球之上，最优美的量子引力理论会从什么地方出来。谁也不知道。很多人曾经年轻，或者正在年轻，有的将要年轻，很多年轻人无法做出判断，从理智上来讲，我相信很多参数全在跑动，凝聚态很重要；从情感上来讲，相对论很优美，把它直接量子化是一件痛快的事情。这种心情完全是普通生活的写照，多数人很普通，没有天才，没有天才的人可以相信相信量子引力以一种非理性的天才方式出现，比如当年薛定谔方程的出现。在量子引力上，有二条道路，它们的出发点是广义相对论。它们就是loop和twistor。loop量子引力的05年会匆匆地在德国Glom结束。lom在柏林附近，在potsdam市。蒋中正委员长在1943年曾经去过potsdam开会，和邱吉尔和斯大林商量在盟国二战胜利以后如何处理日本。max-planck研究院在那里有一个引力研究所，叫做爱因斯坦研究所。德国是人才辈出的国家，数学物理上高斯，黎曼，爱因斯坦和希尔伯特，普朗克，海森堡……很多人出现在那块并不是很大的土地之上。potsdam是一个不大的城市，显得很寂寞。交通很方便，在那里好象是没有城市和乡村的区别，爱因斯坦研究所在一片荒草地上，应该算是农村了。loop还很年轻，缺少数学家的帮助。从1986年ashtekar以联络为新变量开始，到Now大约20年，20年艾虚卡已经老了，2005年loop年会的时候，会上多数报告者报告的时候必称是爱因斯坦研究所的梯曼（thiemann）的业绩，显然他已经是最有才情的新人，还不到四十岁，他已经写了一本loop量子引力的书了，《正则量子引力导引》。另外一本书是罗维林写的，《量子引力》。这几个人，他们影响了loop的历史轨道。thiemann第一次到中国来,我还是一个研究生。他给我们讲《量子引力》。德国的马克思普郎克研究院，俗称马普所，地位相对于中国科学院，是国立的，全国各地有它的研究所，里面有一个爱因斯坦研究所，是专门研究引力的。有一天，Thiemann来中国了，是受到我的导师的邀请来的，4月的北京已经热起来了，Thiemann穿着一件带红色的外套来了，他来给我们上几节课，从量子引力的运动学开始讲起。那是一个周一的清早，他看上去那么年轻，好象是27岁的样子，让人非常惊异，看上去如此年轻的一个人，居然已经是这个星球上研究loop量子引力的三大领军人物之一了。他开始讲课了，how to quantize a theory with nstraints？他在黑板上用英文写下。经典广义相对论的时空3+1分解好了，在hamilton形式里，真空爱因斯坦方程表现为3个约束函数，如何把这3个约束量子化，然后研究量子化以后算子的解空间，这就是loop量子引力。 等量子化好了，函数变成了算子，算子要实现在什么样的希尔伯特空间上呢？也就是说，怎么样把这个算子表示成希尔伯特空间上的算子，Thiemann考虑的是用GNS构造。他来讲学的第一天上午就这样过去了……（2）loop量子引力最简单的理解是3个相交的圆，每一个圆里分别写着3个字母，C，G，h，这三个字母分别表示的是光速（狭义相对论），引力（广义相对论），planck常数（量子力学）。也就是说，loop量子引力是想把引力量子化了。loop量子引力只考虑如何把引力量子化，所以似乎有很多问题 比如：为什么时空是四维的？ 如何统一其他的三种力？ashtekar有时候称loop量子引力为量子几何，因为引力只是几何而已。ahstekar， 他在宾州大学。他身材矮小，但声音很洪亮，听起来很有振聋发聩的效果，做loop的人也许在内心应该全很感激他，因为他让人们有了一碗饭吃。虽然据说Now搞loop的正儿八紧能找到工作的也算是一大奇迹。但做loop的人相信未来的眼睛。ahstekar的量子引力方法和penrose的扭量方法有共同的平台，那就是广义相对论。把广义相对论做为基本的出发点这在做物理的人看来不是严肃的事情。很多人觉得广义相对论是一个低能有效场论，但做loop的人默认一个习惯，就是最基本的东西，是几何的，也就是说，广义相对论是最基本的。ashtekar这个黑黑的印度人，的确是很有实力的。他和波兰华沙大学的lewandowski一起写了不少loop的文章。loop也计算黑洞熵量子代数那种量子化的方法，怎么样用到loop量子引力里来。在loop量子引力里，最基本的可观察量就是联络沿线的和乐和标架场在一个面积上的通量了。它们组成了和乐-通量代数。在量子力学里，人们知道冯纽曼定理，这个定理说明，正则对易关系的表示是唯一的，那就是只有一种量子力学。loop的进展说明，和乐-通量代数的表示也是唯一的，只有一种loop量子引力。 （3）这生活就是一场战争,有的时候就是这样的,你需要不断地杀死别人才能保全自自己.在loop面前,敌人就是string,潜在的盟友是twistor.他们全出身于广义相对论,有了共同的阶级感情,但全失去了广阔的市场.高尔基曾经说:真理是朴素的。loop是朴素的。Max-planck研究院,爱因斯坦研究所的头头是nicolai,他有一个很大的肚子,德国人喜好啤酒,所以多数人有大的肚子,但thiemann是一个例外,他也能拿着啤酒瓶子喝酒,但人却是异常清秀.Nicolai曾经听thiemann讲过loop,他马上就跟上了,写了一个loop入门，Now他又写了一个《旁观者看loop》，文章号是hep-th/0501114。loop起源于对爱因斯坦方程的直接量子化。loop理论到Now20年的发展,造就了几个中心,一个是加拿大的圆周研究所（PI）,PI的核心人物是lee smolin,smolin写了一个科普书,《通往量子引力的三条路途》。以及他的前妻,做物理能象做菜一样的马可波罗-芙荑妮.他们已经分手了,但分手之后,他们的爱情故事被圈内人关注,芙荑妮有了新的男朋友,smolin好象也有了新的妻子.所以当2个人坐在一起,在饭桌上聊天,谈笑风生,其实内心有万千头绪.smolin已经50出头,前妻30出头,这一对旧人,随着时间流淌。另外的组一个是法国的Rovelli组,一 个是美国的ashtekar组,还有就是波兰的lewandowski组,还有就是德国的thiemann组,风头最健.loop坚持认为,在高能情景之下,引力还是用爱因斯坦方程描述,原因是因为他们认定,引力不是一种力,而仅仅是几何效应.这种几何,甚至说微分几何,可以被推到planck时期,量子化为量子微分几何.当然,引力为什么不是一种力,原因有很多,引力的非局域性很明显,这也是很特殊的。比如你无法定义引力的局部能量。penrose认为,熵和引力是一对矛盾.一个封闭的箱子,熵使得气体分子扩散,做均匀分布,但引力全使得气体分子抱团.所以在黑洞里,情景是黑洞熵不是跟体积成正比.hawking证明了黑洞热辐射,得到了熵和黑洞面积成正比.loop号称也能得到同样的结果.hawking 的手法是半经典半量子的,好象bohr的原子论，而loop的手法是纯量子的,好象是schrodinger的量子力学. penrose不是一个普普通通的男人,他认为世界的本质是广义相对论,甚至连波函数坍塌也有引力引起.因此,如果penrose 可以相信,twistor和loop全是值得发展的. 引力是孤冷的,在物理学里,面对物理学其他领域的飞速发展和技术实现,引力显得有点绝望了.但事实说明,从牛顿到爱因斯坦,非常杰出的人全对引力入迷。很多年前学狭义相对论,我觉得很吃惊的是:一切事情已经发生(存在),只是不同的观察者看到不到的场景.仅仅是事情的因果关系还是一致的,对每一个观察者全一样.从广义相对论看来,这个理论里存在世界线,世界线全是给定的,所以似乎人类没有自由意识. 但世界线之间的相互碰撞不能避免。这可能就是自由意志起作用的地方？相对论很优美,这可以从penrose的<旋量和时空>看出来.经典广义相对论已经被penrose终结.但还剩下一些比如准局部能量的问题.这些问题的背后会给物理学一个新的刺激。到了Now,我们居然不知道什么是重力势能? 当然相对论也有无能的地方,最简单的3体运动,在牛顿引力就无比复杂,不知道在广义相对论中如何表达这个问题。在电影《终结者2》中,有一个场景,那就是女主角在桌子上用匕首刻下2个字:no fate.她的意思是说,命运并不存在,人力可以有所作为.这说明,事情纵然凄惨,也许美丽。这也正是loop量子引力之梦。

Dynamic theory of gravity

爱斯坦的第二种相对性理论（1916年）。该理论认为引力是由空间——时间几何（也就是，不仅考虑空间中的点之间，而是考虑在空间和时间中的点之间距离的几何）的畸变引起的，因而引力场影响时间和距离的测量.广义相对论：爱因斯坦的基于科学定律对所有的观察者（而不管他们如何运动的）必须是相同的观念的理论。它将引力按照四维空间—时间的曲率来解释。广义相对论（General Relativity‎）是爱因斯坦于1915年以几何语言建立而成的引力理论，统合了狭义相对论和牛顿的万有引力定律，将引力改描述成因时空中的物质与能量而弯曲的时空，以取代传统对于引力是一种力的看法。因此，狭义相对论和万有引力定律，都只是广义相对论在特殊情况之下的特例。狭义相对论是在没有重力时的情况；而万有引力定律则是在距离近、引力小和速度慢时的情况。背景爱因斯坦在1907年发表了一篇探讨光线在狭义相对论中，重力和加速度对其影响的论文，广义相对论的雏型就此开始形成。1912年，爱因斯坦发表了另外一篇论文，探讨如何将重力场用几何的语言来描述。至此，广义相对论的运动学出现了。到了1915年，爱因斯坦场方程式被发表了出来，整个广义相对论的动力学才终于完成。1915年后，广义相对论的发展多集中在解开场方程式上，解答的物理解释以及寻求可能的实验与观测也占了很大的一部份。但因为场方程式是一个非线性偏微分方程，很难得出解来，所以在电脑开始应用在科学上之前，也只有少数的解被解出来而已。其中最著名的有三个解：史瓦西解(the Schwarzschild solution (1916)), the Reissner-Nordström solution and the Kerr solution。在广义相对论的观测上，也有著许多的进展。水星的岁差是第一个证明广义相对论是正确的证据，这是在相对论出现之前就已经量测到的现象，直到广义相对论被爱因斯坦发现之后，才得到了理论的说明。第二个实验则是1919年爱丁顿在非洲趁日蚀的时候量测星光因太阳的重力场所产生的偏折，和广义相对论所预测的一模一样。这时，广义相对论的理论已被大众和大多的物理学家广泛地接受了。之后，更有许多的实验去测试广义相对论的理论，并且证实了广义相对论的正确。另外，宇宙的膨涨也创造出了广义相对论的另一场高潮。从1922年开始，研究者们就发现场方程式所得出的解答会是一个膨涨中的宇宙，而爱因斯坦在那时自然也不相信宇宙会来涨缩，所以他便在场方程式中加入了一个宇宙常数来使场方程式可以解出一个隐定宇宙的解出来。但是这个解有两个问题。在理论上，一个隐定宇宙的解在诉学上不是稳定。另外在观测上，1929年，哈伯发现了宇宙其实是在膨涨的，这个实验结果使得爱因斯坦放弃了宇宙常数，并宣称这是我一生最大的错误(the biggest blunder in my career)。但根据最近的一形超新星的观察，宇宙膨胀正在加速。所以宇宙常数似乎有败部复活的可能性，宇宙中存在的暗能量可能就必须用宇宙常数来解释.基本假设等效原理：引力和惯性力是完全等效的。 广义相对性原理：物理定律的形式在一切参考系都是不变的。主要内容爱因斯坦提出“等效原理”，即引力和惯性力是等效的。这一原理建立在引力质量与惯性质量的等价性上。根据等效原理，爱因斯坦把狭义相对性原理推广为广义相对性原理，即物理定律的形式在一切参考系都是不变的。物体的运动方程即该参考系中的测地线方程。测地线方程与物体自身固有性质无关，只取决于时空局域几何性质。而引力正是时空局域几何性质的表现。物质质量的存在会造成时空的弯曲，在弯曲的时空中，物体仍然顺着最短距离进行运动(即沿着测地线运动——在欧氏空间中即是直线运动)，如地球在太阳造成的弯曲时空中的测地线运动，实际是绕着太阳转，造成引力作用效应。正如在弯曲的地球表面上，如果以直线运动，实际是绕着地球表面的大圆走。引力是时空局域几何性质的表现。虽然广义相对论是爱因斯坦创立的，但是它的数学基础的源头可以追溯到欧氏几何的公理和数个世纪以来为证明欧几里德第五公设（即平行线永远保持等距）所做的努力，这方面的努力在罗巴切夫斯基、Bolyai、高斯的工作中到达了顶点：他们指出欧氏第五公设是不能用前四条公设证明的。非欧几何的一般数学理论是由高斯的学生黎曼发展出来的。所以也称为黎曼几何或曲面几何，在爱因斯坦发展出广义相对论之前，人们都认为非欧几何是无法应用到真实世界中来的。在广义相对论中，引力的作用被“几何化”——即是说：狭义相对论的闵氏空间背景加上万有引力的物理图景在广义相对论中变成了黎曼空间背景下不受力(假设没有电磁等相互作用)的自由运动的物理图景，其动力学方程与自身质量无关而成为测地线方程：而万有引力定律也代之以爱因斯坦场方程：

Albert Einstein Albert Einstein was considered the greatest scientist of the 20th century and one of the greatest of all time. His discoveries and theories have greatly influenced science in many fields. Einstein was born in 1879 in Ulm, a city in Germany. As a boy, he was slow to learn to talk, but later in his childhood he showed great curiosity about nature and ability to solve difficult mathematical problems. After he left school, he went to Switzerland, where he graduated from the university with a degree in mathematics. In 1905, Einstein began to publish a series of papers which shook the whole scientific and intellectual world, and for the theories he established in the papers he won the Nobel Prize for Physics in 1921. Because Einstein was Jewish, when Hitler took over Germany in 1933, he had to leave the country and finally settled in the United States. There he continued his study on the structure of the universe until his death in 1955. Among the several important discoveries Einstein made in his life, the greatest is the creation of his famous Theory of Relativity.

Born in 1879 to jewish parents in ulm, Germany, Einstein graduated from the federal institute of technology in Zurich in 1900 and became a Swiss citizen.

爱因斯坦于1879年出生于德国乌尔姆市的一个犹太人家庭（父母均为犹太人），1900年毕业于苏黎世联邦理工学院，入瑞士国籍。

in 1905, Einstein received a PhD in physics from the university of Zurich, and proposed the photon hypothesis and successfully explained the photoelectric effect, thus winning the Nobel Prize in physics in 1921.

1905年，爱因斯坦获苏黎世大学物理学博士学位，并提出光子假设、成功解释了光电效应，因此获得1921年诺贝尔物理奖。

He founded the special theory of relativity in 1905 and the general theory of relativity in 1915. He moved to the United States in 1933 and worked at the institute for advanced study in Princeton. Einstein died on April 18, 1955, in Princeton, New Jersey, at the age of 76.

1905年创立狭义相对论，1915年创立广义相对论，1933年移居美国、在普林斯顿高等研究院任职，1940年加入美国国籍同时保留瑞士国籍。1955年4月18日，爱因斯坦于美国新泽西州普林斯顿市去世，享年76岁。

Einstein's theory laid a theoretical basis for the development of nuclear power, to help fight the nazis, he, Leo szilard, etc in 1939 with the help of people wrote to President franklin Roosevelt.

爱因斯坦的理论为核能的开发奠定了理论基础，为帮助对抗纳粹，1939年他在利奥·西拉德等人的协助下曾致信美国总统富兰克林·罗斯福。

led directly to the start of the Manhattan project, and after world war ii, he actively advocate peace, opposed to the use of nuclear weapons, and signed the declaration of Russell - Albert Einstein.

直接促成了曼哈顿计划的启动，而二战后他积极倡导和平、反对使用核武器，并签署了《罗素—爱因斯坦宣言》。

Einstein initiated a new era of modern science and technology and is generally regarded as the greatest physicist after Galileo.

爱因斯坦开创了现代科学技术新纪元，被公认为是继伽利略之后最伟大的物理学家。

扩展资料：

成就：

1916年，爱因斯坦完成了长篇论文《广义相对论的基础》，在这篇文章中，爱因斯坦首先将以前适用于惯性系的相对论称为狭义相对论，将只对于惯性系物理规律同样成立的原理称为狭义相对性原理，并进一步表述了广义相对性原理：物理学的定律必须对于无论哪种方式运动着的参照系都成立。

爱因斯坦的广义相对论认为，由于有物质的存在，空间和时间会发生弯曲，而引力场实际上是一个弯曲的时空。爱因斯坦用太阳引力使空间弯曲的理论，很好地解释了水星近日点进动中一直无法解释的43秒。

广义相对论的第二大预言是引力红移，即在强引力场中光谱向红端移动，20年代，天文学家在天文观测中证实了这一点。广义相对论的第三大预言是引力场使光线偏转，最靠近地球的大引力场是太阳引力场，爱因斯坦预言，遥远的星光如果掠过太阳表面将会发生一点七秒的偏转。

1919年，在英国天文学家爱丁顿的鼓动下，英国派出了两支远征队分赴两地观察日全食，经过认真的研究得出最后的结论是：星光在太阳附近的确发生了一点七秒的偏转。英国皇家学会和皇家天文学会正式宣读了观测报告，确认广义相对论的结论是正确的。

会上，著名物理学家、皇家学会会长汤姆孙说：“这是自从牛顿时代以来所取得的关于万有引力理论的最重大的成果”，“爱因斯坦的相对论是人类思想最伟大的成果之一”。

爱因斯坦成了新闻人物，他在1916年写了一本通俗介绍相对论的书《狭义与广义相对论浅说》，到1922年已经再版了40次，还被译成了十几种文字，广为流传。

参考资料来源：百度百科-爱因斯坦