人類最強大腦的崛起,愛因斯坦的狹義相對論

1905年

狹義相對論的創立不僅引起了物理學的變革,而且對現代哲學產生了深遠的影響。

狹義相對論是指一切物理定律(除引力外的力學定律、電磁學定律以及其他相互作用的動力學定律)在所有慣性系中均有效。換言之,一切除引力 外的物理定律方程式在洛倫茲變換下保持形式不變。“狹義”表示它只適用於慣性參考系。

這個理論的出發點是兩條基本假設:狹義相對性原理和光速不變原理。

在1905年之前,物理學家們發現,電磁學的很多實驗現象用牛頓力學中的物理觀念難於解釋,比如 邁克耳孫—莫雷實驗沒有觀測到地球相對於以太的運動,同經典物理學理論的“絕對時空”和“以太”概念產生矛盾。

運動物體的電磁感應現象表現出相對性——無論是磁體運動導體不動,還是導體運動磁體不動,其效果一樣,只同兩者的相對運動有關。 電子的電荷與慣性質量之比(荷質比)隨電子運動速度的增加而減小。

為了協調上述意外和牛頓力學之間的平衡,物理學家們做出了各式假定,並提出了相應的關係式,如:長度收縮、質量與速度的關係式、電子質量 與速度的關係式等。雖然這些關係是在修補某些現象與牛頓力學的不合上已經足夠,但是其中包含了太多假設,而且在時間的物理定義上並不清 晰。

直到1905年,愛因斯坦立足於前人的基礎,領悟到“同時性的相對性”這一關鍵性概念,並在五個星期內,就寫成了狹義相對論,並公開發表了《論 動體的電動力學》等一系列關於狹義相對論的論文。

人類最強大腦的崛起,愛因斯坦的狹義相對論

1905年左右的愛因斯坦

狹義相對論的提出為廣義相對論的誕生奠定了堅實的基礎,改變了人類對宇宙和自然的“常識性”觀念,提出了“同時性的相對性”“四維時空”等全新的 概念。狹義相對論的創立不僅引起了物理學的變革,而且對現代哲學產生了深遠的影響。它提出的新的時空觀、物質觀和運動觀,極大的發展了科 學的自然觀。