首先说一下题目,相对论在认识论的角度上就是发明的!以后专门开一篇文章讲解一下。其实说相对论是发现的也是正常描述,因为日常生活逻辑认为相对论是蕴藏在宇宙中的规律!而哲学界(分派别)更偏向相对论是发明出来量化世界规律的一种工具!为了大家便于阅读,文章中使用“发现”一词(这个问题暂不讨论了)
爱因斯坦是20世纪最伟大的科学家,这一点没有任何争议。而霍金的去世恰好撞上爱因斯坦的生日。两个伟人就以这样的方式“重聚”了。霍金的去世也刷爆了朋友圈,爱因斯坦的话题也顺带被引爆了。舆论一边倒的认为爱因斯坦是超级大牛。但是你对他的认知客观吗?其实爱因斯坦也是人,并不是神!有人说,没有了爱因斯坦,相对论就不会被发现?那么这句话到底正确吗?
事实上,对这个问题的客观回答一定要从物理学史的角度出发。有的人说,没有爱因斯坦就不会有相对论,这就是没有系统学习过的物理史造成的误解。
其实爱因斯坦在1905年正式提出狭义相对论之前,洛伦兹和庞加莱已经很接近发现相对论了。
1887年,迈克尔逊莫雷实验已经表明了光速不变和以太不存在。随后洛伦兹用光速不变的实验结果拓展了伽利略变换,这就很好的解决了麦克斯韦方程组在伽利略变换中的不协变性。但是洛伦兹受到牛顿力学的影响太过顽固了,他始终不愿脱离经典力学来看光速问题。在他眼里,以太还是存在的。尽管物体相对光线的运动方式如何改变,光速的不变性只是物体自身改变引起的,和时空没有关系。其实洛伦兹的思想已经很接近相对论了,可惜他太保守了。其实庞加莱曾经试想这其中的问题可能是由于时空引起的。但是他并没有发表正式的论文论述自己的思想。直到爱因斯坦才大胆的提出来了相对时空观。这也标志着狭义相对论的建立。
但是狭义相对论没有考虑到引力。爱因斯坦在随后的十年内一直试图解决这个问题。他曾经开拓性的做了一个名为“等效原理”的思想实验。该实验结果认为引力质量和惯性质量是等效的。等效原理的诞生,也标志着狭义相对论将成功的纳入引力。这其中的功劳都属于爱因斯坦,但是在建立广义相对论的引力场方程时,爱因斯坦在数学上的欠佳却拖累了他,导致他在建立引力场方程的时候用了很久的时间,最后创立引力场方程的问题关键纯粹上升到一个数学问题上,但他还是较独立的完成了引力场方程,当然数学家希尔伯特也对此有所帮助。
但是广义相对论的思想来源全都属于爱因斯坦,其他人只是在数学工具上给予了爱因斯坦帮助。而霍金有关黑洞中心的奇点理论就是根据广义相对论的推算而得出的!
可以说: 没有爱因斯坦狭义相对论的发现会推迟顶多5年,而广义相对论的发现可能会推迟30年之久 。毕竟广义相对论是爱因斯坦个人力挽狂澜的结果,而狭义相对论的诞生在当时却是迫在眉睫的。