Question

浅谈狭义相对论

Answer 1

电磁学被麦克斯韦总结为四个微分方程或积分方程，并改写成波动方程，其速度就是真空中的光速。按照此前的波动理论，光或者电磁波需要介质才能传播。人们猜想宇宙充满了以太，它让电磁波到处传播。以太有很多奇怪的性质：轻柔、完全透明、坚硬！由此产生一系列问题，导致不停地给理论打补丁，克服一个问题，又引起下一个问题。这已经违背了“大道至简”的方法论。更有甚者，它违背了惯性系等价原理。

爱因斯坦考虑三点：一、麦克斯韦方程组不对，要修改以便满足伽利略变换。二、伽利略变换只适用于牛顿力学，电磁理论有一个从优参考系，在此参考系里以太是静止的。三、修改牛顿力学，使它适用于力学和电磁学。

爱因斯坦发现，麦克斯韦电磁波并没有提到参考系。在分析大量实验结果后，爱因斯坦提出了革命性的原理：真空中的光速与光源的运动或参考系无关。

现在，学过狭义相对论的人都知道这一原理。但在当时，一般人想都不敢想！正是这一原理，改变了牛顿时空观。

爱因斯坦保留了惯性系等价原理以及牛顿力学定律，经过简单的线性变换，建立了狭义相对论。利用这一理论，可以推导洛伦兹变换、解释菲索拽曳实验、菲兹杰惹收缩、光行差现象、多普勒效应、原子核的质量亏损和原子能利用。把狭义相对论和量子力学结合，还能解释自旋、精细结构常数等。

现在有人挑战狭义相对论，居然还引用牛顿时空观的速度合成运算u=c+v，在逻辑上都是错误的。引用牛顿时空观，本身就暗含否定狭义相对论。这就好比说：我假设你是错误的，所以你是错误。这样的逻辑太可笑。

狭义相对论时空观与马克思主义时空观没有任何矛盾。马克思主义时空观只是说：时空是物质运动变化的存在形式，离开物质的时空和离开时空的物质都不可能。

我们再次看到：任何理论都必须符合实验结果，符合逻辑，具有简洁之美。不可能违背唯物辩证法！