语言相对论的实证研究论文

语言是思维的表达方式，不同的语言特征往往反映着不同地域、民族的思维习惯差异。下文是我为大家整理的关于英汉语言对比方面论文的 范文 ，欢迎大家阅读参考!关于英汉语言对比方面论文篇1 浅探英汉委婉语对比 摘 要： 本文应用范畴和构造手段对英汉委婉语进行了对比，通过对比英汉两种语言中的委婉语可以了解委婉语不仅是一种语言现象，更是一种社会 文化 现象。研究英汉委婉语的异同，有助于我们了解英语国家的社会风俗与文化。 关键词： 英汉委婉语 应用范畴 构造手段 一、引言 委婉语euphemism源自希腊语，由词头“eu”(good)和词干“phemism”(speech)构成，意为吉利之语(words of good omen)或优雅的说法(good speech)。委婉语是人类语言使用过程中的一种普遍现象。 通过对比英汉两种语言中的委婉语，我们可以了解委婉语不仅是一种语言现象，更是社会文化现象。委婉语的产生和发展是不同社会心理和语言因素共同作用的结果。委婉语反映了不同社会的发展、价值观、道德观和社会文化。 二、英汉委婉语应用范畴的对比 1.关于疾病的委婉语 生病是人们忌讳说的，因而东西方人常常用委婉语表达。在现代英语中，多用trouble婉指病，如heart trouble，lung trouble等。cancer的委婉语为“the Big C”或“long illness”，“terminally ill”。性病在英语里被称为“social disease”，“the French disease”，“certain disease”，“communicable disease”。汉语里人们把这种病称为“花柳病”、“富贵病”、“那种病”。汉语中，我们把“生病”称作“身体不好”、“身体欠安”，说“癌症”为“不治之症”。 而在身体缺陷方面，英语中婉称crippled(残疾)为physically handicapped(有生理缺陷的)或者用disabled，the inconvenienced表示crippled(瘸子)，用imperfect hearing(听觉不完美)代替the deaf(聋子)，用visually retarded(视力有障碍的)代替the blind(瞎子、盲人)。在汉语中，四肢残疾称“手脚不灵便、走路不便”，偏瘫称“半身不遂”等，秃顶婉称“谢顶”，耳朵聋称“耳背、耳朵不灵”。其他的还有“挨了一下子”、“划了个口子”等代称“受伤”。 2.关于性的委婉语 从古至今，各民族对性爱及与其相关的一些说法均持谨慎态度。随着人类的进步，也出现了一些开放性的说法，但其主流仍然采用回避、模糊、委婉的说法。英语中谈及性行为的委婉语有make love，to have sex with，to go to bed with etc.汉民族历来对性行为持封闭态度，谈及性行为时总是遮遮掩掩，含混模糊。汉语中表达性爱的委婉语有：同房、夫妻生活、房事、云雨之事、那种事等。在谈到性行为不检点时，英语中有free love，trial marriage，love companion，mixed singles等模糊与中性化的委婉语。汉语中则采用较严厉的贬义词抨击不检点的性行为。如男盗女娼、三者插足、寻花问柳、水性杨花等。对于妓女这一令人鄙弃的角色，西方社会给予了许多雅号，如，street walker，street girl，a woman of the town，pavement princess。谈到怀孕时，英汉两种语言均用委婉语，如英语很少直接说pregnancy(怀孕)，而说be in the family way，in an interesting condition，in a delicate condition，knitting little bootees etc.汉语则说，有喜了、要当妈妈了、身怀六甲等。 3.关于死亡的委婉语 古今中外，无论东西方，“死亡”都是一个避讳莫深的话题。人们在语言交际中尽量回避“死亡”二字而尽可能用委婉语代替。虽然英汉语中都有很多表示“死亡”的委婉语，但其中的差异具体表现在： (1)英汉表达死的委婉语在体现社会地位上大相径庭。中国经历了几千年的封建社会，封建制度对中国文化影响颇深。天子死称“崩”，诸侯死称“薨”，大夫死曰“卒”，士死曰“不禄”。西方人笃信__，认为人都是上帝创造的，故生来人人平等。英语中有一条古老的格言：Popes，Kings，beggars，and thieves alike must die.头衔和地位并不能免人一死。在死神面前，卑贱者和高贵者一律平等。 (2)由不同的宗教文化带来的表达差异。英语中die的很多委婉语来自《圣经》，如to go to a better place/world(到一个更美好的地方、世界)，to go to Heaven/Paradise(进入天国)。汉语中，入佛门的则说“迁化、圆寂、舍生”等;对信仰道教的则说“蝉脱、羽化、别驾、遁化”等。 (3)因价值观念的不同，英汉委婉语也不同。汉语中表“死亡”的委婉语还有褒贬之分，如壮烈牺牲、慷慨就义、为国捐躯等。英语国家的民族英雄常常受人敬仰，在英语里找到一些表示为国家或事业而捐躯的委婉词语，如bite the dust/the ground，fire one’s last shot，give one’s life，kiss the dust lay down one’s life。 4.有关“低微职业”的委婉语 在英汉这两种语言里，职业也是一个敏感的话题，因为它直接反映了一个人的社会和经济地位。为提高某些职业的社会地位，人们往往使用委婉语加以美化。这种现象在现代英语中俯拾皆是：把maid(女仆)或housekeeper(女管家)称为domestic help(家务助手)、day-help(白天帮工)或live-in help(住家帮手);一般服务员也升级为service manager(服务管理人员);butcher(屠夫)也改称为meat technologist(肉类技术专家);garbage collector(垃圾收集工)也称sanitation engineer(环境卫生工程师)。 现代汉语也有类似的职业委婉语，“理发师“成了“发型设计师”，理发店也随之改成了发型设计中心，“佣人”成了“家政人员”，“厨子”婉称为“大厨”、“大师傅”，用“服务员”代替“跟班、听差、跑堂”，“司机”代替“车夫”等。这些职业委婉语的使用一方面反映出人们文明程度的提高和追求高雅的心理趋势，另一方面体现出现代人的尊重意识和平等观念。 5.关于年龄上的委婉语 英语中有关老的委婉语很多，这与其文化密切相关。美国文化以个人主义为中心，讲究独立与隐私，子女成人后即与父母分居，老人生活孤单寂寞，于是老成了生活中的一大忌。因此，英语中有许多关于老的委婉语。如：senior citizen，advantage in the age，the mature，seasoned man等。 同时人们把晚年称为golden years(黄金年华)，养老院并非理想去处，也被婉称为a home for adults(成人之家)、a rest home(休养所)等。然而在中国，情况却正好相反，因为中国历来有尊老敬老的传统观念和价值观。在中国，“老”字带敬意，是资历和地位的象征。人们有时还倚老卖老，以老为荣。 如什么“老板、老大、老总、老师、老师傅”等。汉语中类似“年老”的委婉语也很多，如：古稀之年、高龄、高寿、桑榆、夕阳红等。同时，中国人还常把老字放在姓氏的前面或者后面，来称呼那些德高望重的老年人，以表尊重，如：老赵、王老。这体现了中国重视老人的价值观，而这些在英美文化中是不可思议的。可见，在不同的文化背景中，人们对同一事物的态度可能截然相反。 三、英汉委婉语构造手段的对比 由于英汉民族的语言不同，两种语言在文化、语言形式和 思维方式 等方面存在较大的差异。英汉委婉语的差别正是由于两种语言的语言特点差异所造成的，主要体现在英汉委婉语各自的词汇形态特点、语义特点和语法特点等方面。英语是一种拼音文字，通过语音及语法手段构成委婉语，或拼写形式的变异，达到委婉的目的，汉语却侧重于词汇手段。 英语委婉语的构成方式： (1)缩略(Abbreviation)：ladies代替ladies’ room，婉指女厕所。 (2)尾脱落(Apocopation)：lav代替lavatory(厕所)。 (3)首字母缩略(Initiating)：B.O.代替body odor(狐臭)。 (4)逆生(Backforming)：ecnop 代替ponce，婉指“拉皮条的人”。 (5)音节或字母重复(Reduplication)pee-pee=piss(小便)。 (6)音节扭曲(Phonetic Distortion)Cripes=Christ(基督)、God(上帝)。 (7)混合词(Blend word)：gezunda=This object“goes under”the bed.(那东西放在床底下，即“夜壶”)。 (8)小词(Diminutive)：heinie=hind end(后端，即“臀部”)。 汉语委婉语独特的构成方式： (1)拆字法。如：张俊氏道：“胡子老官，这事你作法便了，做成了，少不得言身寸。”(“谢”拆开后即“言”、“身”、“寸”)。(《儒林外史》第32回) (2) 歇后语 法。人们在做一些消极评论时，常会借助一些歇后语来缓冲过于直白的语气，以达到委婉的目的。比如骂人时说：茶壶里的水(滚开)。 (3)换字法。例如，北方话口语中常说“扯蛋”，书面语转写时，换成“扯淡”。 (4)符号替换法。例如：“×你妈!你怎么不说话，哑巴吗?” (5)反义法。所谓反义就是指与禁忌语的意义相反。如广州人把“气死我”说成“激生我”;把“笑死我”说成“笑生我”。显然，生与死是 反义词 ，这里用“生”避开了“死”。 三、结语 笔者对英语和汉语中的委婉语从应用范畴与构造手段两方面进行了比较，试图找到两种语言中的差异和相似之处。委婉语不仅仅是修辞现象、语言学现象，更蕴含浓厚文化内涵、民族特征。在各个国家的日常交往及工作中，委婉语的运用极为广泛，它可以润滑和协调人际关系，使交际活动顺利进行。充分认识其构造手段、形式特点、发展规律将有助于我们了解英语国家的社会风俗与文化，从而增强跨文化交际的能力。 参考文献： [1]邓志昌，刘润清.语言与文化[M].北京：外语教学与研究出版社，1989. [2]束定芳，徐金元.委婉语研究：回顾与前瞻[J].外国语，1995(5). [3]王希杰.汉语修辞学[M].北京：商务印书馆，2004. [4]刘瑞琴.英汉委婉语对比与翻译[M].银川：宁夏人民出版社，2010. 关于英汉语言对比方面论文篇2 浅谈英汉词缀对比研究 【摘 要】英语和汉语是两种不同的语言，两者在构词法上有着巨大的差别。分析了这两种语言的词缀，通过前缀和后缀的词缀对比，会给英语教学以及英汉互译提供一些启发。 【关键词】词缀;前缀;后缀;对比 1 词缀的定义 词缀法是把词缀附加在词根上构造新词的 方法 (陈，1991)，也叫做派生法。总的来说，前缀起着语义功能，而后缀有语法功能。在英语中，它是一种重要的构词法，自从第二次世界大战以来，它在新的 英语单词 中占17.5%。在汉语中，由词缀法构成的词非常少，然而词缀化是汉语本身发展的自然趋势(吴，2001)。 2 英汉前缀对比 英汉前缀的不同反映在英语比汉语有更多的前缀。英语前缀是构词主要的成分，仅次于词根。整体来说，英语派生过程比汉语更复杂、更多样化。 2.1 英语前缀的分类 英语前缀大多只是改变词义而不改变词性，所以英语单词是在意义的基础上分类的，英语前缀可以分为九类，列举如下： 2.2 汉语前缀的分类 汉语的前缀表示语法意义，其首要功能是改变词性，这种功能相当于英语的后缀，这是两种语言最大的区别。汉语的前缀可以分为两类，一类只是为了构词，如“老”，老婆、老大、老虎;“阿”，阿爹、阿婆。另外一类不全是语法的性质，可能会改变词性，汉语前缀根据意义可以划分为以下类型。 汉语前缀和其相对应的英语形式： 1)否定前缀 不人道 inhuman 非正式 informal 不科学 unscientific 非导体 nonconductor 无形 invisible 无条件 unconditional 2)态度前缀 反建议 counterproposal 亲美 pro-American 反常 abnormal 伪政府 pseudo-government 反社会 anti-social 3)程度或大小前缀 超自然 supernatural 泛非 pan-African 超音速 hypersonic 次大陆 subcontinent 准学者 quasi-scholar 4)数字前缀 半封建 semi-feudal 单边 unilateral 半人半神 demigod 单晶体 monocrystal 双音节 disyllabic 多中心 polycentric 双语 bilingual 多级 multipolar 2.3 英汉前缀的对比分析 通过上面的分析，可以推测出两种语言的大多数前缀都有对应关系。总体来说，英语前缀在不改变词性的基础上，对词根起着语义功能，而汉语前缀具有语法的功能，更倾向于语义分类。 然而，在两种语言中，由相对应的前缀构成的派生词并不是一一对应的关系。也就是说，一种语言中的派生词在另一种语言中有着相同意义也可能不是派生词。例如，“不毛”在汉语中是个派生词，由前缀“不”和名次“毛”组成。在英语中相对应的词是“barren”，是个单词素的词。同样，英语中派生名词“non-smoker”是由一个前缀“non-”和一个名词“smoker”组合起来的，在汉语中是个名词词组“不吸烟的人”。 许多前缀具有多种意义，这种现象是非常普遍的，即一种语言的前缀在另一种语言中具有几种意义，反之亦然。英语前缀“a-”有三种意思：a. 强调原来的意思，如await; b. 改变词性和意思，如awash; c. 非、不， atypical。在汉语中，前缀“不”可以用英语中不同的前缀来表示，如un-， il-， ir-， a-等。 3 英汉后缀对比 与英语相比，汉语中表示人的后缀比指示状态和动作等的后缀多。两种语言的后缀都是加在词根之后。 3.1 英语后缀的四种范畴 英语后缀是对原来的词的一种修饰，它改变了词原有的词性。英语后缀有四种类型：名词后缀、形容词后缀、副词后缀和动词后缀。当词根加上这些后缀后，分别形成名词、形容词、副词和动词。 3.2 汉语后缀的分类 与英语后缀不同，汉语后缀主要构成名词。加上后缀的词根几乎限于名词、动词和形容词，尤其是名词。下文选择了若干汉语后缀和所对应的英语后缀。 1)名词后缀 ①表示代理人和职业的后缀 专家 specialist 教员 teacher 银行家 banker 打字员 typist 发明家 inventor 技术员 technician 读者 reader 讲师 lecturer 逃亡者 escapee 工程师 engineer 马克思主义者 Marxist 魔术 师 magician 助手 assistant 积极分子 activist ②表示属性、状态和学说意义的后缀 灵活性 flexibility 创造性 creativity 正确性 correctness 湿度 humidity 长度 length 唯心论 idealism 相对论 relativity 社会主义 socialism 达尔文主义 Darwinism 电子学 electronics ③表示亲昵或轻蔑意味的后缀 胖子 fatty 酒鬼 drunkard 赌棍 gamester 电影迷 filmnik 2)动词后缀 人格化 personify 简化 simplify 深化 deepen 现代化 modernize 革命化 revolutionize 3)形容词后缀 男孩子气 manly 孩子气 childish 阔气 luxurious 傲气 cocky 井然 orderly 默然 speechless 4)副词后缀 油然 spontaneously 惨然 miserably 特地 specially 继而 afterwards 率尔 rashly 3.3 英汉后缀对比分析 如上所述，汉语在构成名词方面有丰富的后缀，尤其是指示人的名词。据估计汉语表示人的后缀在词缀中达到32%，在英语中只有13%。两种语言的后缀很明显的不同在于汉语后缀大多带有些许感情色彩，尤其是轻蔑意义;而英语后缀很少带有这种贬义的感情色彩。 汉语中一定量的后缀在英语中没有相对应的后缀，因此，在英语中由自由词来表达这些后缀的意思，例如桌子(desk)、杯子(cup)、石头(stone)、尾巴(tail)、泥巴(mud)。同样，当表示女性的后缀附加于对应的动词之上，整个词就代表了女性。然而，在汉语中单个词就代表了相同的意义，比如女演员(actor-actress) and母老虎 (tiger-tigress)。 后缀中有一种有趣的现象，加上后缀的英语派生词与加上前缀的汉语派生词相对应，比如，“lawless” 和 “fearless”分别译成“非法”和“无畏”。英语中带有指小意义名词后缀在汉语中经常译成前面加“小”的名词，如小鸭(duckling)、小猫(kitten)。有时，同时使用前缀“小”和后缀“儿”，如小罐儿(cannikin)。 4 结语 总之，科技全球化给英语和汉语提供了更多的接触机会，在此过程中相互学习、相互比较。英汉词缀既有相似处也有不同点，将两者相比不仅有益于 英语学习 者深刻认识两种语言，而且有益于他们丰富英汉词汇。 【参考文献】 [1]陈治安.英汉词缀法构词比较[J].四川外语学院学报，1991(1). [2]韩汉雄.英汉词缀比较及 其它 [J].杭州师范学院学报，1994(7). [3]胡壮麟.语言学教程[M].北京：北京大学出版社，2006. [4]吴东英. 再论英语借词对现代汉语词法的影响[J].当代语言学，2001 (3). [5]萧立明.英汉比较研究与翻译[M].上海：上海外语 教育 出版社，2010. [6]张晗.英汉构词法对比[J].厦门大学外文学院，2010(3).

论文背景不给无法给出准确的材料，以下是相对论的基本概念，精选一些，希望对你有用。【基本概念】相对论（Principle of relativity relativism[5relEtivizEm] relativity[7relE5tiviti] theory of relativity）相对论是关于时空和引力的基本理论，主要由爱因斯坦(Albert Einstein)创立，分为狭义相对论(特殊相对论)和广义相对论(一般相对论)。相对论的基本假设是相对性原理，即物理定律与参照系的选择无关。狭义相对论和广义相对论的区别是，前者讨论的是匀速直线运动的参照系（惯系参照系）之间的物理定律，后者则推广到具有加速度的参照系中（非惯性系），并在等效原理的假设下，广泛应用于引力场中。相对论和量子力学是现代物理学的两大基本支柱。奠定了经典物理学基础的经典力学，不适用于高速运动的物体和微观领域。相对论解决了高速运动问题；量子力学解决了微观亚原子条件下的问题。相对论颠覆了人类对宇宙和自然的“常识性”观念，提出了“时间和空间的相对性”、“四维时空”、“弯曲空间”等全新的概念。狭义相对论最著名的推论是质能公式，它可以用来计算核反应过程中所释放的能量，并导致了原子弹的诞生。而广义相对论所预言的引力透镜和黑洞，也相继被天文观测所证实。【提出过程】除了量子理论以外，1905年刚刚得到博士学位的爱因斯坦发表的一篇题为《论动体的电动力学》的文章引发了二十世纪物理学的另一场革命。文章研究的是物体的运动对光学现象的影响，这是当时经典物理学面对的另一个难题。爱因斯坦提出了两条基本原理作为讨论运动物体光学现象的基础。第一个叫做相对性原理。它是说：如果坐标系K'相对于坐标系K作匀速运动而没有转动，则相对于这两个坐标系所做的任何物理实验，都不可能区分哪个是坐标系K，哪个是坐标系K′。第二个原理叫光速不变原理，它是说光（在真空中）的速度c是恒定的，它不依赖于发光物体的运动速度。从表面上看，光速不变似乎与相对性原理冲突。因为按照经典力学速度的合成法则，对于K′和K这两个做相对匀速运动的坐标系，光速应该不一样。爱因斯坦认为，要承认这两个原理没有抵触，就必须重新分析时间与空间的物理概念。爱因斯坦发现，如果承认光速不变原理与相对性原理是相容的，那么这两条假设都必须摒弃。这时，对一个钟是同时发生的事件，对另一个钟不一定是同时的，同时性有了相对性。在两个有相对运动的坐标系中，测量两个特定点之间的距离得到的数值不再相等。距离也有了相对性。如果设K坐标系中一个事件可以用三个空间坐标x、 y、z和一个时间坐标t来确定，而K′坐标系中同一个事件由x′、y′、z′和t′来确定，则爱因斯坦发现，x′、y′、z′和t′可以通过一组方程由 x、y、z和t求出来。两个坐标系的相对运动速度和光速c是方程的唯一参数。这个方程最早是由洛仑兹得到的，所以称为洛仑兹变换。利用洛仑兹变换很容易证明，钟会因为运动而变慢，尺在运动时要比静止时短，速度的相加满足一个新的法则。相对性原理也被表达为一个明确的数学条件，即在洛仑兹变换下，带撇的空时变量x'、y'、z'、t'将代替空时变量x、y、z、t，而任何自然定律的表达式仍取与原来完全相同的形式。人们称之为普遍的自然定律对于洛仑兹变换是协变的。这一点在我们探索普遍的自然定律方面具有非常重要的作用。此外，在经典物理学中，时间是绝对的。它一直充当着不同于三个空间坐标的独立角色。爱因斯坦的相对论把时间与空间联系起来了。认为物理的现实世界是各个事件组成的，每个事件由四个数来描述。这四个数就是它的时空坐标t和x、y、z，它们构成一个四维的连续空间，通常称为闵可夫斯基四维空间。在相对论中，用四维方式来考察物理的现实世界是很自然的。狭义相对论导致的另一个重要的结果是关于质量和能量的关系。在爱因斯坦以前，物理学家一直认为质量和能量是截然不同的，它们是分别守恒的量。爱因斯坦发现，在相对论中质量与能量密不可分，两个守恒定律结合为一个定律。他给出了一个著名的质量-能量公式：E＝mc^2，其中c为光速。于是质量可以看作是它的能量的量度。计算表明，微小的质量蕴涵着巨大的能量。这个奇妙的公式为人类获取巨大的能量，制造原子弹和氢弹以及利用原子能发电等奠定了理论基础。对爱因斯坦引入的这些全新的概念，大部分物理学家，其中包括相对论变换关系的奠基人洛仑兹，都觉得难以接受。旧的思想方法的障碍，使这一新的物理理论直到一代人之后才为广大物理学家所熟悉，就连瑞典皇家科学院，1922年把诺贝尔奖金授予爱因斯坦时，也只是说“由于他对理论物理学的贡献，更由于他发现了光电效应的定律。”对于相对论只字未提。爱因斯坦于1915年进一步建立起了广义相对论。狭义相对性原理还仅限于两个相对做匀速运动的坐标系，而在广义相对论性原理中匀速运动这个限制被取消了。他引入了一个等效原理，认为我们不可能区分引力效应和非匀速运动，即非匀速运动和引力是等效的。他进而分析了光线在靠近一个行星附近穿过时会受到引力而弯折的现象，认为引力的概念本身完全不必要。可以认为行星的质量使它附近的空间变成弯曲，光线走的是最短程线。基于这些讨论，爱因斯坦导出了一组方程，它们可以确定由物质的存在而产生的弯曲空间几何。利用这个方程，爱因斯坦计算了水星近日点的位移量，与实验观测值完全一致，解决了一个长期解释不了的困难问题，这使爱因斯坦激动不已。他在写给埃伦菲斯特的信中这样写道：“……方程给出了近日点的正确数值，你可以想象我有多高兴！有好几天，我高兴得不知怎样才好。”1915年11月25日，爱因斯坦把题为“万有引力方程”的论文提交给了柏林的普鲁士科学院，完整地论述了广义相对论。在这篇文章中他不仅解释了天文观测中发现的水星轨道近日点移动之谜，而且还预言：星光经过太阳会发生偏折，偏折角度相当于牛顿理论所预言的数值的两倍。第一次世界大战延误了对这个数值的测定。1919年5月25日的日全食给人们提供了大战后的第一次观测机会。英国人爱丁顿奔赴非洲西海岸的普林西比岛，进行了这一观测。11月6日，汤姆逊在英国皇家学会和皇家天文学会联席会议上郑重宣布：得到证实的是爱因斯坦而不是牛顿所预言的结果。他称赞道“这是人类思想史上最伟大的成就之一。爱因斯坦发现的不是一个小岛，而是整整一个科学思想的新大陆。”泰晤士报以“科学上的革命”为题对这一重大新闻做了报道。消息传遍全世界，爱因斯坦成了举世瞩目的名人。广义相对论也被提高到神话般受人敬仰的宝座。从那时以来，人们对广义相对论的实验检验表现出越来越浓厚的兴趣。但由于太阳系内部引力场非常弱，引力效应本身就非常小，广义相对论的理论结果与牛顿引力理论的偏离很小，观测非常困难。七十年代以来，由于射电天文学的进展，观测的距离远远突破了太阳系，观测的精度随之大大提高。特别是1974年9月由麻省理工学院的泰勒和他的学生赫尔斯，用305米口径的大型射电望远镜进行观测时，发现了脉冲双星，它是一个中子星和它的伴星在引力作用下相互绕行，周期只有0.323天，它的表面的引力比太阳表面强十万倍，是地球上甚至太阳系内不可能获得的检验引力理论的实验室。经过长达十余年的观测，他们得到了与广义相对论的预言符合得非常好的结果。由于这一重大贡献，泰勒和赫尔斯获得了1993年诺贝尔物理奖。[编辑本段]【狭义理论】·狭义相对论的概念马赫和休谟的哲学对爱因斯坦影响很大。马赫认为时间和空间的量度与物质运动有关。时空的观念是通过经验形成的。绝对时空无论依据什么经验也不能把握。休谟更具体的说：空间和广延不是别的，而是按一定次序分布的可见的对象充满空间。而时间总是又能够变化的对象的可觉察的变化而发现的。1905年爱因斯坦指出，迈克尔逊和莫雷实验实际上说明关于“以太”的整个概念是多余的，光速是不变的。而牛顿的绝对时空观念是错误的。不存在绝对静止的参照物，时间测量也是随参照系不同而不同的。他用光速不变和相对性原理提出了洛仑兹变换。创立了狭义相对论。狭义相对论是建立在四维时空观上的一个理论，因此要弄清相对论的内容，要先对相对论的时空观有个大体了解。在数学上有各种多维空间，但目前为止，我们认识的物理世界只是四维，即三维空间加一维时间。现代微观物理学提到的高维空间是另一层意思，只有数学意义，在此不做讨论。四维时空是构成真实世界的最低维度，我们的世界恰好是四维，至于高维真实空间，至少现在我们还无法感知。我在一个帖子上说过一个例子，一把尺子在三维空间里（不含时间）转动，其长度不变，但旋转它时，它的各坐标值均发生了变化，且坐标之间是有联系的。四维时空的意义就是时间是第四维坐标，它与空间坐标是有联系的，也就是说时空是统一的，不可分割的整体，它们是一种“此消彼长”的关系。四维时空不仅限于此，由质能关系知，质量和能量实际是一回事，质量（或能量）并不是独立的，而是与运动状态相关的，比如速度越大，质量越大。在四维时空里，质量（或能量）实际是四维动量的第四维分量，动量是描述物质运动的量，因此质量与运动状态有关就是理所当然的了。在四维时空里，动量和能量实现了统一，称为能量动量四矢。另外在四维时空里还定义了四维速度，四维加速度，四维力，电磁场方程组的四维形式等。值得一提的是，电磁场方程组的四维形式更加完美，完全统一了电和磁，电场和磁场用一个统一的电磁场张量来描述。四维时空的物理定律比三维定律要完美的多，这说明我们的世界的确是四维的。可以说至少它比牛顿力学要完美的多。至少由它的完美性，我们不能对它妄加怀疑。相对论中，时间与空间构成了一个不可分割的整体——四维时空，能量与动量也构成了一个不可分割的整体——四维动量。这说明自然界一些看似毫不相干的量之间可能存在深刻的联系。在今后论及广义相对论时我们还会看到，时空与能量动量四矢之间也存在着深刻的联系。·狭义论原理物质在相互作用中作永恒的运动，没有不运动的物质，也没有无物质的运动，由于物质是在相互联系，相互作用中运动的，因此，必须在物质的相互关系中描述运动，而不可能孤立的描述运动。也就是说，运动必须有一个参考物，这个参考物就是参考系。伽利略曾经指出，运动的船与静止的船上的运动不可区分，也就是说，当你在封闭的船舱里，与外界完全隔绝，那么即使你拥有最发达的头脑，最先进的仪器，也无从感知你的船是匀速运动，还是静止。更无从感知速度的大小，因为没有参考。比如，我们不知道我们整个宇宙的整体运动状态，因为宇宙是封闭的。爱因斯坦将其引用，作为狭义相对论的第一个基本原理：狭义相对性原理。其内容是：惯性系之间完全等价，不可区分。著名的麦克尔逊·莫雷实验彻底否定了光的以太学说，得出了光与参考系无关的结论。也就是说，无论你站在地上，还是站在飞奔的火车上，测得的光速都是一样的。这就是狭义相对论的第二个基本原理：光速不变原理。由这两条基本原理可以直接推导出相对论的坐标变换式，速度变换式等所有的狭义相对论内容。比如速度变幻，与传统的法则相矛盾，但实践证明是正确的，比如一辆火车速度是10m/s，一个人在车上相对车的速度也是10m/s，地面上的人看到车上的人的速度不是20m/s，而是(20-10^(-15))m/s左右。在通常情况下，这种相对论效应完全可以忽略，但在接近光速时，这种效应明显增大，比如，火车速度是0.99倍光速，人的速度也是0.99倍光速，那么地面观测者的结论不是1.98倍光速，而是0.999949倍光速。车上的人看到后面的射来的光也没有变慢，对他来说也是光速。因此，从这个意义上说，光速是不可超越的，因为无论在那个参考系，光速都是不变的。速度变换已经被粒子物理学的无数实验证明，是无可挑剔的。正因为光的这一独特性质，因此被选为四维时空的唯一标尺。·狭义论效应根据狭义相对性原理，惯性系是完全等价的，因此，在同一个惯性系中，存在统一的时间，称为同时性，而相对论证明，在不同的惯性系中，却没有统一的同时性，也就是两个事件(时空点)在一个惯性系内同时，在另一个惯性系内就可能不同时，这就是同时的相对性，在惯性系中，同一物理过程的时间进程是完全相同的，如果用同一物理过程来度量时间，就可在整个惯性系中得到统一的时间。在今后的广义相对论中可以知道，非惯性系中，时空是不均匀的，也就是说，在同一非惯性系中，没有统一的时间，因此不能建立统一的同时性。相对论导出了不同惯性系之间时间进度的关系，发现运动的惯性系时间进度慢，这就是所谓的钟慢效应。可以通俗的理解为，运动的钟比静止的钟走得慢，而且，运动速度越快，钟走的越慢，接近光速时，钟就几乎停止了。尺子的长度就是在一惯性系中"同时"得到的两个端点的坐标值的差。由于"同时"的相对性，不同惯性系中测量的长度也不同。相对论证明，在尺子长度方向上运动的尺子比静止的尺子短，这就是所谓的尺缩效应，当速度接近光速时，尺子缩成一个点。由以上陈述可知，钟慢和尺缩的原理就是时间进度有相对性。也就是说，时间进度与参考系有关。这就从根本上否定了牛顿的绝对时空观，相对论认为，绝对时间是不存在的，然而时间仍是个客观量。比如在下期将讨论的双生子理想实验中，哥哥乘飞船回来后是15岁，弟弟可能已经是45岁了，说明时间是相对的，但哥哥的确是活了15年，弟弟也的确认为自己活了45年，这是与参考系无关的，时间又是"绝对的"。这说明，不论物体运动状态如何，它本身所经历的时间是一个客观量，是绝对的，这称为固有时。也就是说，无论你以什么形式运动，你都认为你喝咖啡的速度很正常，你的生活规律都没有被打乱，但别人可能看到你喝咖啡用了100年，而从放下杯子到寿终正寝只用了一秒钟。爱因斯坦只用了几个星期就建立起了狭义相对论，然而为解决这两个困难，建立起广义相对论却用了整整十年时间。为解决第一个问题，爱因斯坦干脆取消了惯性系在理论中的特殊地位，把相对性原理推广到非惯性系。因此第一个问题转化为非惯性系的时空结构问题。在非惯性系中遇到的第一只拦路虎就是惯性力。在深入研究了惯性力后，提出了著名的等性原理，发现参考系问题有可能和引力问题一并解决。几经曲折，爱因斯坦终于建立了完整的广义相对论。广义相对论让所有物理学家大吃一惊，引力远比想象中的复杂的多。至今为止爱因斯坦的场方程也只得到了为数不多的几个确定解。它那优美的数学形式至今令物理学家们叹为观止。就在广义相对论取得巨大成就的同时，由哥本哈根学派创立并发展的量子力学也取得了重大突破。然而物理学家们很快发现，两大理论并不相容，至少有一个需要修改。于是引发了那场著名的论战：爱因斯坦VS哥本哈根学派。直到现在争论还没有停止，只是越来越多的物理学家更倾向量子理论。爱因斯坦为解决这一问题耗费了后半生三十年光阴却一无所获。不过他的工作为物理学家们指明了方向：建立包含四种作用力的超统一理论。目前学术界公认的最有希望的候选者是超弦理论与超膜理论。[编辑本段]【佯谬问题】·时钟双生子佯谬相对论诞生后，曾经有一个令人极感兴趣的疑难问题---双生子佯谬。一对双生子A和B，A在地球上，B乘火箭去做星际旅行，经过漫长岁月返回地球。爱因斯坦由相对论断言，二人经历的时间不同，重逢时B将比A年轻。许多人有疑问，认为A看B在运动，B看A也在运动，为什么不能是A比B年轻呢?由于地球可近似为惯性系，B要经历加速与减速过程，是变加速运动参考系，真正讨论起来非常复杂，因此这个爱因斯坦早已讨论清楚的问题被许多人误认为相对论是自相矛盾的理论。如果用时空图和世界线的概念讨论此问题就简便多了，只是要用到许多数学知识和公式。在此只是用语言来描述一种最简单的情形。不过只用语言无法更详细说明细节，有兴趣的请参考一些相对论书籍。我们的结论是，无论在那个参考系中，B都比A年轻。为使问题简化，只讨论这种情形，火箭经过极短时间加速到亚光速，飞行一段时间后，用极短时间掉头，又飞行一段时间，用极短时间减速与地球相遇。这样处理的目的是略去加速和减速造成的影响。在地球参考系中很好讨论，火箭始终是动钟，重逢时B比A年轻。在火箭参考系内，地球在匀速过程中是动钟，时间进程比火箭内慢，但最关键的地方是火箭掉头的过程。在掉头过程中，地球由火箭后方很远的地方经过极短的时间划过半个圆周，到达火箭的前方很远的地方。这是一个"超光速"过程。只是这种超光速与相对论并不矛盾，这种"超光速"并不能传递任何信息，不是真正意义上的超光速。如果没有这个掉头过程，火箭与地球就不能相遇，由于不同的参考系没有统一的时间，因此无法比较他们的年龄，只有在他们相遇时才可以比较。火箭掉头后，B不能直接接受A的信息，因为信息传递需要时间。B看到的实际过程是在掉头过程中，地球的时间进度猛地加快了。在B看来，A先是比B年轻，接着在掉头时迅速衰老，返航时，A又比自己衰老的慢了。重逢时，自己仍比A年轻。也就是说，相对论不存在逻辑上的矛盾。[编辑本段]【广义理论】·广义相对论的概念相对论问世，人们看到的结论就是：四维弯曲时空，有限无边宇宙，引力波，引力透镜，大爆炸宇宙学说，以及二十一世纪的主旋律--黑洞等等。这一切来的都太突然，让人们觉得相对论神秘莫测，因此在相对论问世头几年，一些人扬言"全世界只有十二个人懂相对论"。甚至有人说"全世界只有两个半人懂相对论"。更有甚者将相对论与"通灵术"，"招魂术"之类相提并论。其实相对论并不神秘，它是最脚踏实地的理论，是经历了千百次实践检验的真理，更不是高不可攀的。相对论应用的几何学并不是普通的欧几里得几何，而是黎曼几何。相信很多人都知道非欧几何，它分为罗氏几何与黎氏几何两种。黎曼从更高的角度统一了三种几何，称为黎曼几何。在非欧几何里，有很多奇怪的结论。三角形内角和不是180度，圆周率也不是3.14等等。因此在刚出台时，倍受嘲讽，被认为是最无用的理论。直到在球面几何中发现了它的应用才受到重视。空间如果不存在物质，时空是平直的，用欧氏几何就足够了。比如在狭义相对论中应用的，就是四维伪欧几里得空间。加一个伪字是因为时间坐标前面还有个虚数单位i。当空间存在物质时，物质与时空相互作用，使时空发生了弯曲，这是就要用非欧几何。相对论预言了引力波的存在，发现了引力场与引力波都是以光速传播的，否定了万有引力定律的超距作用。当光线由恒星发出，遇到大质量天体，光线会重新汇聚，也就是说，我们可以观测到被天体挡住的恒星。一般情况下，看到的是个环，被称为爱因斯坦环。爱因斯坦将场方程应用到宇宙时，发现宇宙不是稳定的，它要么膨胀要么收缩。当时宇宙学认为，宇宙是无限的，静止的，恒星也是无限的。于是他不惜修改场方程，加入了一个宇宙项，得到一个稳定解，提出有限无边宇宙模型。不久哈勃发现著名的哈勃定律，提出了宇宙膨胀学说。爱因斯坦为此后悔不已，放弃了宇宙项，称这是他一生最大的错误。在以后的研究中，物理学家们惊奇的发现，宇宙何止是在膨胀，简直是在爆炸。极早期的宇宙分布在极小的尺度内，宇宙学家们需要研究粒子物理的内容来提出更全面的宇宙演化模型，而粒子物理学家需要宇宙学家们的观测结果和理论来丰富和发展粒子物理。这样，物理学中研究最大和最小的两个目前最活跃的分支：粒子物理学和宇宙学竟这样相互结合起来。就像高中物理序言中说的那样，如同一头怪蟒咬住了自己的尾巴。值得一提的是，虽然爱因斯坦的静态宇宙被抛弃了，但它的有限无边宇宙模型却是宇宙未来三种可能的命运之一，而且是最有希望的。近年来宇宙项又被重新重视起来了。黑洞问题将在今后的文章中讨论。黑洞与大爆炸虽然是相对论的预言，它们的内容却已经超出了相对论的限制，与量子力学，热力学结合的相当紧密。今后的理论有希望在这里找到突破口。·广义论公式根据广义相对论中“宇宙中一切物质的运动都可以用曲率来描述，引力场实际上就是一个弯曲的时空 ”的思想，爱因斯坦给出了著名的引力场方程（Einstein's field equation）： $R\_\; -\; \backslash fracg\_\; R\; =\; -\; 8\; \backslash pi\; \{G\; \backslash over\; c^2\}\; T\_$其中 G 为牛顿万有引力常数，这被称为爱因斯坦引力场方程，也叫爱因斯坦场方程。该方程是一个以时空为自变量、以度规为因变量的带有椭圆型约束的二阶双曲型偏微分方程。它以复杂而美妙著称，但并不完美，计算时只能得到近似解。最终人们得到了真正球面对称的准确解——史瓦兹解。 加入宇宙学常数后的场方程为： $R\_\; -\; \backslash fracg\_\; R\; +\; \backslash Lambda\; g\_=\; -\; 8\; \backslash pi\; \{G\; \backslash over\; c^2\}\; T\_$·广义论原理由于惯性系无法定义，爱因斯坦将相对性原理推广到非惯性系，提出了广义相对论的第一个原理：广义相对性原理。其内容是，所有参考系在描述自然定律时都是等效的。这与狭义相对性原理有很大区别。在不同参考系中，一切物理定律完全等价，没有任何描述上的区别。但在一切参考系中，这是不可能的，只能说不同参考系可以同样有效的描述自然律。这就需要我们寻找一种更好的描述方法来适应这种要求。通过狭义相对论，很容易证明旋转圆盘的圆周率大于3.14。因此，普通参考系应该用黎曼几何来描述。第二个原理是光速不变原理：光速在任意参考系内都是不变的。它等效于在四维时空中光的时空点是不动的。当时空是平直的，在三维空间中光以光速直线运动，当时空弯曲时，在三维空间中光沿着弯曲的空间运动。可以说引力可使光线偏折，但不可加速光子。第三个原理是最著名的等效原理。质量有两种，惯性质量是用来度量物体惯性大小的，起初由牛顿第二定律定义。引力质量度量物体引力荷的大小，起初由牛顿的万有引力定律定义。它们是互不相干的两个定律。惯性质量不等于电荷，甚至目前为止没有任何关系。那么惯性质量与引力质量(引力荷)在牛顿力学中不应该有任何关系。然而通过当代最精密的试验也无法发现它们之间的区别，惯性质量与引力质量严格成比例(选择适当系数可使它们严格相等)。广义相对论将惯性质量与引力质量完全相等作为等效原理的内容。惯性质量联系着惯性力，引力质量与引力相联系。这样，非惯性系与引力之间也建立了联系。那么在引力场中的任意一点都可以引入一个很小的自由降落参考系。由于惯性质量与引力质量相等，在此参考系内既不受惯性力也不受引力，可以使用狭义相对论的一切理论。初始条件相同时，等质量不等电荷的质点在同一电场中有不同的轨道，但是所有质点在同一引力场中只有唯一的轨道。等效原理使爱因斯坦认识到，引力场很可能不是时空中的外来场，而是一种几何场，是时空本身的一种性质。由于物质的存在，原本平直的时空变成了弯曲的黎曼时空。在广义相对论建立之初，曾有第四条原理，惯性定律：不受力(除去引力，因为引力不是真正的力)的物体做惯性运动。在黎曼时空中，就是沿着测地线运动。测地线是直线的推广，是两点间最短(或最长)的线，是唯一的。比如，球面的测地线是过球心的平面与球面截得的大圆的弧。但广义相对论的场方程建立后，这一定律可由场方程导出，于是惯性定律变成了惯性定理。值得一提的是，伽利略曾认为匀速圆周运动才是惯性运动，匀速直线运动总会闭合为一个圆。这样提出是为了解释行星运动。他自然被牛顿力学批的体无完肤，然而相对论又将它复活了，行星做的的确是惯性运动，只是不是标准的匀速。

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