你清楚运动物体的电动力学吗？你对它了解多少呢？
发布时间：2022-12-03 10:30:22 所属栏目：外闻 来源：互联网
导读： 1905 年 9 月 26 日（6 月 30 日收到），阿尔伯特·爱因斯坦发表了他关于现在称为狭义相对论的奇迹年论文。爱因斯坦的论文包含了空间和时间的基本新定义（所有参考系中的所有时间
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1905 年 9 月 26 日（6 月 30 日收到），阿尔伯特·爱因斯坦发表了他关于现在称为狭义相对论的奇迹年论文。爱因斯坦的论文包含了空间和时间的基本新定义（所有参考系中的所有时间和空间坐标都处于平等地位，因此没有物理基础来区分“真实”时间和“表观”时间）并使以太成为不必要的概念，至少在惯性运动方面。爱因斯坦确定了两个基本原理，即相对性原理和光恒常性原理（光原理)，这是他理论的公理基础。为了更好地理解爱因斯坦的步骤，如上所述，应给出 1905 年之前情况的总结（必须指出，爱因斯坦熟悉 1895 年的洛伦兹理论和庞加莱的科学与假设，但不是他们 1904-1905 年的论文）： a ) 洛伦兹于 1895 年提出的麦克斯韦电动力学是当时最成功的理论。在这里，光速在静止的以太中在所有方向上都是恒定的，并且完全独立于光源的速度； b ) 无法找到运动的绝对状态，即由于所有以太漂移实验的负面结果以及仅依赖于相对运动的移动磁铁和导体问题等效应的负面结果，相对性原理的有效性； c )斐索实验； d )光的像差； 对光速和当时已知的理论产生以下影响： 1. 光速不是由真空中的光速和首选参考系的速度b组成。这与（几乎）静止的以太理论相矛盾。 2. 光速不是由真空中的光速和光源的速度组成，由a和c组成。这与发射理论相矛盾。3. 光速不是由真空中的光速和在物质内部或附近被a、c和d拖动的以太速度组成。这与完全以太阻力的假设相矛盾。 4. 运动介质中的光速不是由介质静止时的光速和介质的速度组成，而是由菲涅耳的拖曳系数决定，由c决定。 为了使庞加莱所要求的相对性原理成为洛伦兹静止以太理论中确切的自然规律，需要引入各种特设假说，如收缩假说、局部时间、庞加莱应力等.. 这种方法受到许多学者的批评，因为完全阻止发现以太漂移的阴谋效应的假设被认为是非常不可能的，并且它也违反了奥卡姆剃刀。爱因斯坦被认为是第一个完全放弃这种辅助假设并从上述事实中得出直接结论的人：相对论原理是正确的，直接观察到的光速在所有惯性参考系中都是相同的。基于他的公理化方法，爱因斯坦能够推导出他的前辈们获得的所有结果——此外还有相对论多普勒效应和相对论像差的公式 ——在几页纸上，而在 1905 年之前，他的竞争对手已经投入了数年的漫长而复杂的工作来达到相同的数学形式。在 1905 年之前，洛伦兹和庞加莱采用了这些相同的原理，作为实现其最终结果所必需的，但没有认识到它们在某种意义上也是充分的，即没有立即的逻辑需要来假设静止以太的存在以达到在洛伦兹变换。爱因斯坦早期拒绝任何形式的以太（他后来部分收回）的另一个原因可能与他在量子物理学方面的工作有关. 爱因斯坦发现光也可以（至少启发式地）描述为一种粒子，因此以太作为电磁“波”的媒介（这对洛伦兹和庞加莱非常重要）不再适合他的概念体系。 值得注意的是，爱因斯坦的论文没有直接引用其他论文。然而，许多科学史学家，如 Holton、 Miller、 Stachel、都试图找出对爱因斯坦的可能影响。他说他的思想受到经验主义哲学家大卫·休谟和恩斯特·马赫的影响。关于相对性原理，动磁体和导体问题（可能是在读了August Fppl的一本书之后）和各种负以太漂移实验对他接受该原理很重要——但他否认最重要的任何重大影响实验：迈克尔逊-莫雷实验。其他可能的影响包括庞加莱的《科学与假说》，其中庞加莱提出了相对性原理（正如爱因斯坦的朋友莫里斯·索洛文所报道的那样，爱因斯坦及其朋友在出版前的几年里对其进行了仔细研究和讨论爱因斯坦 1905 年的论文），和马克斯·亚伯拉罕的著作，他从他那里借用了术语“麦克斯韦-赫兹方程”和“纵向和横向质量”。 关于他对电动力学和光恒常性原理的看法，爱因斯坦表示，1895 年的洛伦兹理论（或麦克斯韦-洛伦兹电动力学）和斐索实验对他的思想产生了相当大的影响。他在 1909 年和 1912 年说他从洛伦兹的静止以太中借用了这个原理（这意味着麦克斯韦方程组的有效性和光在以太系中的恒定性），但他认识到这个原理连同相对性原理可以参考不需要以太（至少对于惯性系中电动力学的描述）。正如他在 1907 年和后来的论文中所写，如果承认洛伦兹本地时间不是一个辅助量，而是可以简单地定义为时间并与信号速度相关联，那么这些原理之间明显的矛盾就可以解决. 在爱因斯坦之前，庞加莱也对当地时间进行了类似的物理解释，并注意到与信号速度的联系，但与爱因斯坦相反，他继续争辩说静止在静止以太中的时钟显示真实时间，而相对于以太只显示表观时间。最终，在 1953 年他生命的尽头，爱因斯坦描述了他的理论相对于洛伦兹理论的优势如下（尽管庞加莱在 1905 年已经声明洛伦兹不变性是任何物理理论的精确条件）：毫无疑问，狭义相对论，如果我们回顾它的发展，在 1905 年发现它的时机已经成熟。洛伦兹已经认识到以他命名的变换对于麦克斯韦方程组的分析是必不可少的，庞加莱进一步深化了这一点领悟更进一步。关于我自己，我只知道洛伦兹 1895 年的重要工作但不知道洛伦兹后来的工作，也不知道庞加莱的连续研究。从这个意义上说，我 1905 年的作品是独立的。它的新特点是认识到洛伦兹变换的意义超越了它与麦克斯韦方程组的联系，并关注了空间和时间的一般性质。进一步的新结果是“洛伦兹不变性”是任何物理理论的一般条件。 （编辑：91站长网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
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