爱因斯坦狭义相对论的出现 - 达人(雷阵雨)

2004/11/08 | 爱因斯坦狭义相对论的出现
类别(书乐泛舟) | 评论(0) | 阅读(251) | 发表于 16:43: 早在1818年，菲涅耳在一封信中为解释光行差就提出了绝对静止以太的概念。1851年，斐索将来自地面源的光送入充满流动液体的管子，发现光速小于空气中的光速，并且完全符合菲涅耳当年的推论。于是，19世纪科学的泰斗麦克斯韦在晚年说："毫无疑问，星际空间并不空白，而是被某种实体物质或物体占据着，它当然是最大的，而且可能是最均匀的物体，我们有它的一切知识。"19世纪的物理学大厦似乎已经基本建好，大家现在所要做的只不过是些修修补补的工作，让数据更准确，让理论更完美，如此而已。
然而，1881年美国海军的迈克尔逊船长的实验，尤其是1887他和莫雷合作的更为权威的结果则表明光在垂直和平行地球运动方向上没有发现干涉的效应，这也清楚的告诉我们，绝对静止以太的假设是不正确的。静止以太的概念已如此深入人心，以至大家都感到了不同程度的恐慌，开尔文爵士在皇家研究院的一次演讲中称它是出现在19世纪光的动力学理论天空中的一朵乌云。针对这个著名的零结果试验，许多科学家给出了自己的观点，他们中有赫兹、伏依特、菲兹杰拉德、洛伦兹、拉莫尔、庞加莱和爱因斯坦。除了爱因斯坦，我们不能不提到的是伟大的洛伦兹和庞加莱。洛伦兹提出了洛伦兹收缩的概念（也有菲兹杰拉德的贡献），他认为这是分子力由于以太的介入而发生的结果；他给出了不同参考系空间时间之间的关系，即著名的洛伦兹变换，但在他的理论中仍有一个独特地位的"一般时"。作为当时数学和数学物理界领袖人物的庞加莱走得更远，他认为，我们没有关于两个时间间隔相等的直觉；他已经对以太的存在产生了怀疑；他指出，一个观察者看到的所有现象，对另一个观察者来说都是延迟的，但他们之间的延迟是等价的；他还说，"也许，我们必须构造出一种新的力学……在这种力学中，光速将成为不可逾越的极限"。在离新思想如此之近的地方，他迟疑了，"我要赶紧说，我们还没有到这个地步，没有任何证据表明旧理论不会胜利地从这次斗争中走出并完整保留下来。"
之后就是神奇的1905年。在论文中爱因斯坦指出，电动力学和力学现象都没有表现出什么与绝对静止相应的性质，以太的概念是多余的。他的理由有两点：第一，不存在以太漂移的试验证据；第二，存在着"似乎本不是这些现象所固有的不对称性"。因此，由于对美学，也就是简单性的追求，使爱因斯坦似乎非常轻松的提出了自己的新理论。新理论完全建立在两个假设基础上：（1）物理定律在所有惯性系中有相同的形式，（2）在任意给定的惯性系中，光速c总是一样的，而与发光体是否静止或匀速运动无关。其中，值得一提的是从光频率的相对性变换可以轻松得出著名的质能方程E＝mc2，这个方程有着巨大的实际应用和哲学意味。抛开简单的应用，爱因斯坦的狭义相对论更重要的是带来了一种新的哲学思维，对长期统治的古典的物理学和化学的基本概念进行了重大的修正大大拓宽了人们对世界的认识，也唤起了全民对科学的热情和兴趣。
并非所有人都支持这个理论，特别是在早期。他的论文在著名的《物理学纪事》发表后，学术界并没有反应，大家都在观望。只有普朗克对他的工作表示了最早的赞赏和肯定，自此才引起大家的关注。此后，经过普朗克、闵可夫斯基、维恩、埃伦菲斯托等人和爱因斯坦本人的工作使其更为完善，但最终支持相对论的实验判决直到1914－1916年才完成。

自然辩证法作业，无聊，纯粹摘抄。; 0

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