相对论是谁提出的
相对论是描述以接近光速运动的物体的物理学基础理论，包括狭义相对论和广义相对论。1905年6月，爱因斯坦完整地提出了狭义相对论。相对性原理和光速不变原理是构成狭义相对论整个体系的两个基本原理。它在很大程度上解决了19世纪末出现的古典物理学的危机，改变了牛顿力学的时空观念，揭露了物质和能量的相对性，创立了一个全新的物理学世界，是近代物理学领域最伟大的革命。
狭义相对论不但可以解释经典物理学所能解释的全部现象，还可以解释一些经典物理学所不能解释的物理现象，并且预言了不少新的现象。狭义相对论最重要的结论是质能守恒原理，即质量和能量是可以相互转化的。其他还有比较常讲到的钟慢尺缩、光速不变、光子的静止质量是零，等等。而古典力学就成为相对论力学在低速运动时的一种极限情况。这样，力学和电磁学也就在运动学的基础上统一起来。
广义相对论是爱因斯坦于1915年至1916年间所发表的，该理论将狭义相对论的惯性坐标系推广到非惯性坐标系(例如旋转坐标系、重力场中的坐标系)。主要内容是将重力解释成弯曲时空中的几何结构，从而导出比牛顿重力定律更精确的重力理论。广义相对论现已通过数项验证，已成为天体物理学与宇宙学的基本理论工具。
量子力学是研究微观粒子运动的科学吗
量子力学是物理学的一个分支学科，是研究微观粒子运动规律的科学，它与相对论一起构成现代物理学的理论基础。不仅如此，量子力学在化学等有关学科和许多现代技术中也得到了广泛的应用。量子力学与经典力学的差别首先表现在对粒子的状态和力学量的描述及其变化规律上。在量子力学中，粒子的状态用波函数描述，它是坐标和时间的复函数。为了描写微观粒子状态随时间变化的规律，就需要找出波函数所满足的运动方程。这个方程是薛定谔在1926年首先找到的，被称为薛定谔方程。
当微观粒子处于某一状态时，它的力学量(如坐标、动量、角动量、能量等)一般不具有确定的数值，而具有一系列可能值，每个可能值以一定的几率出现。当粒子所处的状态确定时，力学量具有某一可能值的几率也就完全确定。这就是1927年，海森堡得出的测不准原理，同时玻尔提出了并协原理，对量子力学给出了进一步的阐释。量子力学的基本原理包括量子态的概念、运动方程、理论概念和观测物理量之间的对应规则和物理原理。量子力学用量子态的概念表征微观体系状态，深化了人们对物理实在的理解，标志着人类在认识自然的过程中实现了由宏观世界向微观世界的飞跃。
什么是基本粒子
物理学家先是发现许多物体都由很小的分子和更小的原子组成。原子具有复杂的结构，它的中心是原子核，核里有质子和中子，环绕原子核运转的是电子。因此，人们一度认为，质子、中子、电子和光子是构成物质的最小单元，并将它们称为“基本粒子”。后来人们发现更小、更基本的大批新粒子，如介子、中微子、反粒子以及组成质子、中子的夸克等，达到几百种之多。其中，大部分在自然界中并不存在，而是在高能束流的轰击下才产生出来的。
根据相互作用力的特点，可把几百种粒子分为强子、轻子和传播子三类。
强子是指参与强相互作用的那些粒子，包括质子、中子、π介子等。强子有其内部结构，由夸克组成。夸克有上、下、奇异、粲、底、顶6类，每类有3种，共18种。1995年，科学家用高能物理实验证实了顶夸克存在的预言，这是近年来关于物质结构研究的一项重大进展。
轻子与强作用无关，只参与弱力、电磁力和引力相互作用，如电子、中微子、μ子、τ子等。1992年，中国北京正负电子对撞机成功实现了τ轻子质量的精确测定，取得了令国际高能物理界瞩目的成果，使中国在该高科技领域占有一席之地。
传播子属于基本粒子范畴，传递强力的称胶子，传递电磁力的是光子，传递弱力的是中间玻色子W+、W－。
夸克、轻子也不是最基本的物质结构单元。已有许多迹象表明，它们也可能还存在内部结构。对更微观层次的探究，是当代科学研究的最前沿之一。
什么是弱相互作用下宇称不守恒
物理学中的宇称粗略地讲，就是左、右交换。宇称不变性是指左、右交换不变。微观粒子运动的空间对称性是用宇称来描述的。如果一个粒子的运动方程在空间变换下改变符号，即：波函数在空间反演下，如果通过空间反演波函数不变，则其宇称为1，即偶宇称；如果波函数只改变符号，则其宇称为－1，即奇宇称。1956年以前，物理学家们认为，多个粒子的体系在转化过程中总宇称是守恒的；一个奇宇称粒子和一个偶宇称粒子作用生成两个新粒子，其中必有一个奇宇称粒子和一个偶宇称粒子。如果反应前的两个粒子都是奇宇称粒子，则反应后它们要么都是奇宇称粒子，要么都是偶宇称粒子。在多个粒子体系中，整个体系的总宇称为各个粒子宇称的乘积。
1954年至1956年间，物理学界出现了所谓“τ—θ”之谜。在质量、电荷、寿命上相似的τ介子和θ介子衰变后产生了不同的结果：τ衰变为3个π介子，π介子的宇称为－1，故其总宇称为奇；θ衰变为2个π介子，其总宇称为偶，美籍华人杨振宁和李政道二人认为，要么τ和θ不是同种粒子，要么宇称守恒定律在这里不成立。通过进一步研究分析他们认定，τ和θ是同一种粒子，宇称守恒定律在弱相互作用下不成立。为了验证这一想法，他们提出了实验设想：安排两套奇异粒子衰变的实验装置，它们互为镜像，然后检查这两套装置仪表上的读数是否总是相同。实验结果表明，两套仪表的读数差别非常大，弱相互作用下宇称是不守恒的。
大统一理论是探索力的奥秘的吗
统一理论的研究可以追溯到19世纪，那时完成了电和磁的统一。1967年至1968年间，温伯格、萨拉姆、格拉肖提出弱电统一理论，随后，物理学家在此基础上力图把强、弱、电磁三种相互作用统一起来，提出了新的理论模型，并将此理论称之为大统一理论。这个理论提出了质子衰变、存在磁单极子等重要预言，有的与实验符合，有的尚未得到证实，还在做进一步研究。与此同时，大统一理论还包括一些物理学家提出的弱、强、电磁、引力四种相互作用的超引力大统一模型，但这种理论的研究还存在一些基本困难。
什么是磁单极子
磁单极子指一个带单一极性的磁荷的粒子。按照习惯，人们把两种相反的电荷叫做正电荷和负电荷，而把相反的磁荷称为南极磁荷和北极磁荷。1931年，英国物理学家狄拉克首先从理论上论证了存在磁单极子的可能性。狄拉克证明，如果自然界中确实存在磁单极子，则电荷量子化可以得到圆满的解释。磁单极子的存在可以解决磁和电的不对称问题。磁单极子作为宇宙诞生初期的残留物而遗留下来，其质量可能是巨大的，估计可达质子质量的1 010倍。因此，磁单极子的实验属于高能物理的研究范围。目前，从实验上探测磁单极子主要有三个方面：高能加速器的实验；宇宙线的观测；古老岩石的观测。近几十年来关于磁单极子的探索，从高能加速器到宇宙射线，从山上露天岩石到海底沉积矿物，从陨石到月岩，但是，迄今为止仍未能证实磁单极子的存在。可能的原因有：实验方案需要改进；磁单极子结合能太高，目前实验的能量尚不足以产生磁单极子；自然界中磁单极子含量太少。
弯曲空间是指曲率不为零的空间吗
曲率处处不为零的空间称为弯曲空间。初等平面几何所研究的对象是欧几里得空间几何。这种几何的最重要性质之一就是平行线公理：通过给定直线之外的任一点，可作一条直线与给定直线平行。这个公理在弯曲空间中并不适用。天体物理中常遇到的弯曲空间是黎曼空间(见本书数学部分的“非欧几何”词条)。局部黎曼空间可以看做由局部欧氏空间弯曲而来，而大范围的黎曼空间常常不可能从欧氏空间弯曲得到。从物理学的角度看，时空的弯曲性依赖于物质的分布和运动。爱因斯坦的广义相对论给出了时空与物质之间的关系和它们的运动规律。通常情况下，时空弯曲的量级很小。例如，在距离质量为m的物体r处，弯曲的量级约为2Gmrc2。只有在黑洞或其他强引力场情况下，才有大的弯曲。
显微镜是洞察微观世界的眼睛吗
2 000多年前，中国的《墨经》中记载，用凹面镜可以获得一个缩小倒立像和一个放大正立像。这是人类关于物体成像放大和缩小的最早认识。1590年J.杨斯岑与Z.杨斯岑兄弟俩发明了世界上最早的显微镜。1610年左右伽利略首创了两级放大的显微镜。接着不久，荷兰人列文虎克研制出放大200多倍的显微镜。在这个显微镜下，人们发现了一个由细菌等微生物组成的微观世界。随着科学技术的进步，各种光学显微镜、超声显微镜、电子显微镜相继诞生，形成了一个兴旺发达的显微镜大家族，成为人们洞察微观世界的必不可少的眼睛。
今天，光学显微镜已广泛使用，它包括普通显微镜、立体显微镜、金相显微镜、干涉显微镜以及荧光显微镜等。虽然它们的结构和功能各不相同，但基本原理却是一样的。光学显微镜的主要部件是装在镜筒两端的两组透镜，每组透镜的作用相当于一个凸透镜。对着物体的一组透镜叫物镜，靠近眼睛的一组透镜叫目镜。物镜的作用是将被观察物体放大成一个倒立的实像，然后由目镜把它进一步放大成虚像。因此，通过显微镜最后看到的，是被观察物体倒立的虚像。现代光学显微镜可以将物体的像放大两三千倍，能看清物体万分之一毫米左右的细微结构。
为了能观测不透光物体内部的微细结构，科学家在20世纪70年代发明了超声显微镜，简称声镜。它是用超声波束来代替光束的一种显微镜。用它观测生物组织切片或样品无需透光，无需染色，对样品无损坏，观测及时，能观察到光学显微镜所不能观察到的样品内部微小结构，并可进行活体观察，放大倍数能达5 000倍左右，能看清物体十万分之一毫米左右的细微结构。
为了能观察更微小的细节，科学家在20世纪30年代发明了电子显微镜，简称电镜。它是利用高速运动的电子束代替光束的一种显微镜。根据结构和功能的不同，电镜有不同的种类。包括有透射电镜、超高压电镜、高分辨电镜、扫描透射电镜等，可以把物体放大300万倍以上，相当于将一个直径2米的气球放大到地球那么大，它可以将原子放大成一个个小馒头，这极大地强化了人们对微观世界的洞察力。
X射线的发现为何被称为科学史上一声春雷
1895年，德国物理学家伦琴发现了X射线，这像一声春雷，震撼了全世界，引发了一系列的重大发现，如放射性发现、电子的发现等，从而把人们引向更深入、更广阔的科学天地。
伦琴在研究真空中的放电现象时(1895年)，意外地发现放在距离真空放电管2米远处的涂有氰亚铂酸钡的荧光屏也发出荧光。他把荧光屏移得更加远离放电管，并用黑纸把放电管包起来，荧光屏上仍有荧光。经过几个星期的废寝忘食的研究，他确定了有一种肉眼看不见的光从真空放电管中放射出来，照射在氰亚铂酸钡上，使它发出荧光。这种特殊的光可以使密封的底片感光，还可以穿过薄金属片，并且能显示衣服里的金属钱币和手掌骨骼图像。由于当时还不知道它是什么性质的光，伦琴就称它为“X”光。伦琴用X射线摄制了表明X光问世的世界第一张人体手掌骨骼相片。后来，科学家把这种射线应用于医疗和物质结构的研究，如X光诊断、X光治疗、X光分析、X光探伤等。X射线的发现揭开了20世纪物理学革命的序幕，标志着科学史上一个新时期的开始。伦琴也因此在1901年成为世界上第一个荣获诺贝尔物理学奖的科学家。
你知道轰开基本粒子之门的“大炮”吗
基本粒子是目前人们直接观察到的最小的粒子。它究竟小到什么程度?打个比方说，如果有一种放大镜能把乒乓球放大到地球那样大，那么按同样的放大倍数来看基本粒子，也不到一只乒乓球那么大。
物理学家为了研究微观世界的规律，经常采用的方法是把一束已知性质的基本粒子作为炮弹。去轰击所要研究的某种未知的基本粒子，通过观察它们之间的相互作用，来研究靶粒子的性质。这就要用人工的方法对粒子进行加速，使它按着人的意愿产生高能量、高强度的粒子束，以此作为敲开基本粒子之门的“炮弹”。于是，20世纪30年代初，粒子加速器——现代物理学家手里的“大炮”应运而生。
半个多世纪以来，加速器已有静电加速器、直线加速器、回旋加速器、同步稳相加速器、电子感应加速器等。为了获得速度尽可能大的粒子，加速器的规模也越来越大，其直径由不足1米发展到22千米。1972年在美国费米国立加速器实验室建成的质子同步加速器，造价高达25亿美元，主环加速器平均直径达2千米，全部磁铁加起来重9 000吨，工作人员有1 400人。这是人类历史上最大的实验装置之一。
在加速器这门“大炮”的猛轰之下，原子核纷纷炸裂，基本粒子世界的大门逐渐敞开。如元素周期表中近30年来增添的新成员——102号、104号和105号元素，就是利用加速器加速像氮核、碳核、氖核这样一类轻原子核，然后轰击原子核靶合成出来的。现在，人们正以极大的兴趣，通过加速器的工作去寻找周期表109号以后位置上的新元素。与此同时，一些原来不为人们所知的基本粒子也逐渐被发现，从而推动了物理学的进步。
镭为何被称为“当代伟大的革命家”
1896年，法国科学家柏克勒尔在实验中发现，未经阳光照射又包在黑纸中的铀盐也能使照片感光。因此，他推断铀盐自身能发出一种神秘的射线，或者说铀元素具有天然放射性。
