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　　三点剖析

　　一、相对论的主要内容及重大意义

　　1.内容：相对论的两个基本原理是相对性原理和光速不变原理。

　　(1)爱因斯坦认为时间、运动、质量不是绝对的，而是相对的。较典型的现象是运动的物体长度变短（尺缩效应）、运动的钟比静止的钟走得慢（钟慢效应）、运动的物体重量变大。

　　(2)光速不变原理则认为光的传播速度在任何条件下都是不变的。

　　2.意义：相对论的提出在很大程度上解决了19世纪末出现的经典物理学的危机，可以广泛地解释不同运动的物质，创立了一个全新的物理世界，极大地扩展了物理学应用的领域，也使人们对自然规律的探索从普通世界深入到广阔的宏观宇宙空间。

　　由于相对论的观点与人们的日常经验不太一致（如钟慢效应），甚至有着尖锐的冲突，相对论从一开始就受到包括一些科学家在内的很多人的反对，致使相对论始终没有获得诺贝尔奖。1921年爱因斯坦获得诺贝尔奖，只是由于他是光电效应理论的建立者。但相对论在物理学上却非常合理且为实验所证实，这就提醒人们要敢于怀疑常识，勇于创新，因为即使生活中习以为常、看起来无懈可击的规律都有可能是不科学的。这就打破了人们传统的思维方式，提供了辩证地看待世界的途径。

　　拓展延伸

　　爱因斯坦的相对论与牛顿的经典物理学的关系

　　爱因斯坦的相对论否定了牛顿力学体系的绝对时间和绝对空间的观念，认为时间、空间与物质运动不是孤立存在的，时间和空间、物质的质量是随物质的运动而变化的。1916年，爱因斯坦又建立了广义相对论，进一步揭示了时空结构，指出了物质间所存在的万有引力是由于物质的存在和分布使时间和空间的性质不均匀而引起的。牛顿力学只是相对论的一种特例（物体低速运动状态），被包括在相对论体系中。所以，爱因斯坦的相对论包括了牛顿力学体系。相对论并没有全盘否定牛顿力学，而是牛顿力学体系的继承和发展。

　　二、量子论及其意义

　　量子论最先由德国物理学家普朗克于1900年提出。他认为，物质的辐射能不是连续的，而是以最小的、不可再分的能量单位即能量量子的整数倍跳跃式地变化。随后英国物理学家卢瑟福和丹麦物理学家玻尔把量子论用于原子结构的研究，证实原子是由带正电的原子核和带负电的电子组成，电子在不同轨道上围绕着原子核运动，当电子从外层轨道跳到内层轨道时，就放出相应波长的电磁波。玻尔在此基础上创立了原子结构的理论。爱因斯坦利用原子论成功地解释了光电效应出现的现象及光的本质，进一步推动了量子论的发展。

　　量子理论和相对论是现代物理学的两大支柱，量子理论的形成标志着人类对于客观规律的认识开始从宏观世界深入到微观世界。基于量子规律的新技术深深地改变了人类的生活，例如激光技术和电子计算机等的出现和在量子理论的基础上发展起来的量子力学，极大地促进了原子核物理等科学的发展，人类从此进入了核能时代。

　　★三、相对论、量子论出现的历史背景（即19世纪经典物理学的危机）

1687年，牛顿发表了《自然哲学的数学原理》，提出了著名的牛顿力学三定律和万有引力定律，标志着经典力学体系的建立。在18～20世纪初，以牛顿力学为代表的经典物理学被认为是绝对权威的理论，认为一切自然现象都可以用经典物理学加以说明，而且物理学已经发展到了完整、系统和成熟阶段，以后的工作只不过是在细节上做些修正和补充。一些科学家还根据万有引力定律计算出了海王星和冥王星的位置，证明了经典物理学的准确性、科学性和可预见性。但是，经典物理学是以日常生活中常见的低速运动的物质为研究对象的，在这里，时间和空间被认为是绝对的，是与物质运动无关的因素。因此，一旦物理学研究的这种基础发生变化，如所研究的物质是以光速或接近光速运动时，经典物理学的某些结论