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　　相对论的实际应用

　　作者：Yush

　　李淼在一篇归类为“闲聊、理论物理”的博客文章中声称狭义相对论和广义
相对论没有什么实际应用价值，实在令人诧异。李淼所在的中国科学院理论物理
所的老所长周光召曾指出，爱因斯坦最伟大的成果—广义相对论在实际生产和生
活中的一个重要应用就是现在已经运行的GPS等卫星导航系统，这种应用研究应
该引起我国科技工作者的重视。显然，老所长的指示没有传达到李淼，还需要身
为生物化学博士的方舟子讲解这项著名的相对论应用，够滑稽吧？这不，俺这个
外行也忍不住google一番，查一查相对论到底有什么实际应用价值。

　　狭义相对论的直接推论是质能公式。中国科学界最权威的人物论述过其重大
意义。中国科学院院长路甬祥指出：“爱因斯坦……根据狭义相对论提出了质量
与能量可互换的思想，这应该是原子能释放的理论基础。”理论物理所老所长、
“两弹一星功勋奖章”获得者周光召则指出：“相对论还确定了物质和能量的等
价，为原子能的开发利用奠定了理论的基础”，“我们之所以现在有原子能电站，
有原子弹、氢弹的爆炸，就来源于爱因斯坦在1905年所发现的物质和能量是等价
的结论。”

　　核物理、粒子物理最重要的实验装置是粒子加速器。要使高速粒子能正确加
速、传输、聚焦、对撞，必须根据狭义相对论对粒子质量、速度、轨迹进行校正。
粒子加速器当然并非只应用于基础科学研究，而是具有广泛的“实际应用价值”，
用“粒子加速器+应用”搜索一下便知，例如：“加速器的应用已远远超出原子
核物理和粒子物理领域，在诸如材料科学、表面物理、分子生物学、光化学等其
他科技领域都有着重要应用。在工、农、医各个领域中加速器广泛用于同位素生
产、肿瘤诊断与治疗、射线消毒、无损探伤、高分子辐照聚合、材料辐照改性、
离子注入、离子束微量分析以及空间辐射模拟、核爆炸模拟等方面。”

　　在涉及高速微观粒子的场合，必须考虑其相对论效应进行设计计算，粒子加
速器就是一例。此外，还有众多利用高速电子束的应用实例，比如观察微观世界
的电子显微镜、通讯方面的高功率微波电真空器件、医疗和军事方面具有应用价
值的自由电子激光、乃至家用大屏幕显像管。

　　李淼自称“核物理……距离我不算太远”、“是研究弦论的，是粒子物理更
深层次上的东西”。他似乎没有想到，相对论在离他“不算太远”的核物理和
“层次”更浅的粒子物理方面就有具体的科学、技术、工程上的应用。建议理论
物理所贯彻落实老所长的指示，在提倡“这种应用研究应该引起我国科技工作者
的重视” 的同时，也引起本所科研人员的重视，并加强对本所科研人员的科普
教育，以免本所科研人员以“闲聊、理论物理”为名而信口开河。:)

(XYS20090410)

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