tft每日頭條

 > 生活

 > 狹義相對論是愛因斯坦提出的嗎

狹義相對論是愛因斯坦提出的嗎

生活 更新时间:2024-09-28 12:56:55

提到相對論,幾乎無人不知無人不曉。你可以不了解相對論到底是一個什麼樣的理論,但你肯定聽說過相對論。

狹義相對論是愛因斯坦提出的嗎(狹義相對論的奠基人)1

而提到相對論,又不得不提到愛因斯坦。如今相對論基本上與愛因斯坦劃上了等号,愛因斯坦之所以如此偉大,主要也是因為相對論。

但如果你真的詳細了解了相對論誕生的前世今生,就會明白,在愛因斯坦提出狹義相對論之前,其實有好幾個物理學界的大佬已經觸摸到了狹義相對論的精髓了,比如說龐加萊,洛倫茲等人。

狹義相對論是愛因斯坦提出的嗎(狹義相對論的奠基人)2

尤其是洛倫茲,他已經提出了洛倫茲變換,還有尺縮效應,距離狹義相對論就差“一層窗戶紙”需要捅破了,可惜“造化弄人”,由于洛倫茲“緊抱”以太的概念不放,最終與狹義相對論失之交臂。

可以說,即使沒有愛因斯坦,洛倫茲等人也會很快提出狹義相對論。甚至科學界有些科學家認為就是洛倫茲提出的狹義相對論,雖然這種觀點不被大衆認可,但可以看出洛倫茲距離狹義相對論有多近!

而且,在愛因斯坦的狹義相對論中,洛倫茲變換被引入,作為一個非常很重要的方程。

下面一起簡單回顧下洛倫茲與狹義相對論的“恩恩怨怨”。

其實,與愛因斯坦一樣,洛倫茲也發現了牛頓經典理論與麥克斯韋方程組之間的矛盾,主要矛盾就是麥克斯韋方程組中推導出來的“光速不需要參照系”(也就是後來的“光速不變原理”),而牛頓經典力學強調任何速度都需要有參照系才有意義。

狹義相對論是愛因斯坦提出的嗎(狹義相對論的奠基人)3

牛頓經典力學統治了物理學界幾百年了,而麥克斯韋方程組又是如此優美如此偉大,洛倫茲誰都不敢“得罪”。也是洛倫茲開始“左右逢源”,開始為調和牛頓力學與麥克斯韋方程組而努力着。

而“以太”的概念是最好的調和者。不過“以太”概念的提出非但沒有成功調和牛頓力學與麥克斯韋方程組,反而在後來帶來越來越多的麻煩。況且之後的邁克爾遜莫雷實驗也證明了以太是不存在的。

如此一來,牛頓力學與麥克斯韋方程組就沒有任何調和的餘地了:兩者其中之一必然有一個是錯誤的。

但牛頓經典力學的統治力在當時的物理學界實在太強悍了,在物理學界大佬的心裡面是不可動搖的。于是洛倫茲開始“變着法”地協調牛頓力學與麥克斯韋方程組,他把光看做在靜止的以太中傳播的一種特殊情況,如果再遇到問題解決問題就好了。

後來也真的遇到不少問題,最大的問題就是相對速度問題。在牛頓力學絕對時空觀中,兩個速度可以直接疊加,比如說你我分别以5米每秒的速度反向奔跑,我們的相對速度就是10米每秒。

狹義相對論是愛因斯坦提出的嗎(狹義相對論的奠基人)4

其實這種速度疊加用物理學術語表示就是“伽利略變換”。

但是一旦速度達到亞光速,比如說你我的速度達到0.6倍光速,那麼按照伽利略變化,我們之前的相對速度就應該是1.2倍光速,已經超過了光速。但麥克斯韋電磁理論表明光速是宇宙最快的速度,而且光速是不變的。

為了調和這種矛盾,洛倫茲給出了這樣的解釋:物體在高速運動中長度(空間)會縮短(其實就是尺縮效應),從而避免了相對速度超越光速,同時還提出了著名的洛倫茲變換:

狹義相對論是愛因斯坦提出的嗎(狹義相對論的奠基人)5

通過上面公式可以看出,伽利略變換就是洛倫茲變化的特例,在低速世界的近似值。

自始至終,洛倫茲都不願意放棄“以太”的概念,都在試圖調和牛頓力學與麥克斯韋方程組之間的矛盾而努力。如果洛倫茲早點放棄以太的概念,他将代替愛因斯坦首次提出狹義相對論。

狹義相對論是愛因斯坦提出的嗎(狹義相對論的奠基人)6

而愛因斯坦更偉大之處就在于他善于打破傳統,在于他那颠覆性的思維方式:以太的概念本來就是假設的,還帶來如此多的麻煩,為何不用“奧卡姆剃刀”直接把它“咔嚓”掉呢?

狹義相對論是愛因斯坦提出的嗎(狹義相對論的奠基人)7

于是,秉承着“奧卡姆剃刀原理”中的“如無必要勿增實體”的原則,愛因斯坦果斷放棄以太的概念,狹義相對論應用而生!

,

更多精彩资讯请关注tft每日頭條,我们将持续为您更新最新资讯!

查看全部

相关生活资讯推荐

热门生活资讯推荐

网友关注

Copyright 2023-2024 - www.tftnews.com All Rights Reserved