谁能谈谈狭义相对论中的洛伦兹变换？ 请不要只给我洛伦兹变换的公式，我想要的是思想！物理思想！ 80
为什么我们学习现代科学，总是只会记住人家的结论，而学不会人家的思想方法？
本本教科书如此，个个教授如此，只会背，只会培养死记硬背、不求甚解的学生，
为什么？我们的集体智商是完全吹出来的吗？ 展开
洛伦兹变换是非常简单的一个变换，原理就是光速有限大及光速不变。
这个变换解决的问题就是在不同惯性系之间进行时间和距离的变换，这就是物理思想。
但是这一变换必须在学过勾股定理后才能理解推导过程。
上图是一个思维实验模型，设在运动系上有一个光子钟，即以光子的往复运动作为钟摆。让光子在AB间往复运动，每个周期（往返一次）是2t' 。O是参照系上的一点。
①、光子一个单程用的时间在A点上看是t'，在O点上看到的时间是t 。
②、在O点上看，t 时间内运动系从O运动到A，移动了vt 距离。
③、运动系和参照系上的C相同，所以运动系看到光子运动的距离是ct' 。参照系上看光子运动的距离是ct 。
根据勾股定理：
(ct')²＋(vt)²＝(ct)²
c²t'²＝c²t²－v²t²＝t²(c²－v²)
t'²＝t²(1－v²/c²)
则解得：t'=t√(1-v²/c²)
许多物理现象的道理非常简单，但是如何用数学式进行表达则要比较深入的物理数学知识才能完成。所以在初中高中时期，在还没有掌握相应的数学物理知识的情况下，无法把推导（或证明）过程全部解释清楚。比如在学到电路时，里面的一些推导就用到很多高等数学的知识，在初中高中阶段讲那些推导过程不但没用，反而会把学生的思维搞乱。
事实上人类在物理学发展史上也大多是先发现规律，后进行理论统计验证、建立数学模型加以谁论证或证明的。因此，在没有相应数学物理知识的时候并不妨碍先记住那些规律。
此外，还有一些物理(或数学)定律是实验直接得到的结果，没有推导过程。这样的内容只能记住，不能说原因，因为公理（或叫作天理）是没原因的。比如阿基米德定律、万有引力定律等。还有数学中的“直线是直的”，没人能证明，记住就行了。
还有一些是人为规定的内容，也没道理可言。约定俗成或专门的统一规定。比如一立方米的水的质量定义为一吨，一吨物质在地球表面的重量定义为一吨或9800牛顿。
因为水是最容易得到的实验器材，也是最容易分割的物质之一，所以很多物理量都以水作为相关定义，比如一卡的热量定义为一毫升水升高一度所需要的热量为1卡。这些都是人为定义的，没有什么道理可言，要说有什么道理也只不过因为某些科学家的名字有纪念意义。
谢谢。
你讲的没有错，但是我想知道的是洛伦兹变换中，
从头到尾的每一步简化过程，其中所对应的思想。
这些思想是实实在在的、合情合理的，都是科学
智慧的结晶，跟科学家的姓名毫无关系。
再次谢谢。
我不太清楚你说的“每一步简化过程”是指什么？是指思考过程还是数学演算过程？
思考过程就是：
①、构建一思维实验模型。
②、模型中，假设动系上一时钟，钟摆是光子在AB间往复运动。选择光子的原因是光速不变。因为光速在不同速度的惯性系上的速度是相同的，所以才可以比较两者的时间会发生什么样的换算。如果换成其他钟摆就没法确定摆动速度，t' 和t 也就没法相比较了。也就无法完成这一思维实验。（注：洛伦兹推导时用的t和t'的意义与这里的不太一样，他的含义是“时刻”，这里为了便于理解，改成了“时长”，大家好像更习惯用时长来思考）
③、对模型合理性的判断：在运动系上看光子从A射向B，而在参照系上看，光子是从O出发射向B，如果两个惯性系相对静止，则vt ＝0，从O射向B与从A射向B是一样的。但如果速度不同，则两个惯性系上看到的光行程就有差别了，而这一差别与vt 相关。
④、模型中三个长度：ct'、vt、ct，符合勾股定理关系。列出勾股定理的关系式。
⑤、等式化简变形的工作交给数学来完成。
（1）相对性原理：物理定律在所有惯性系中都具有相同的数学形式。
（2）光速不变原理：真空中的光速是与惯性系无关的常数。
这两个假设把洛伦兹变换提高到是实质的时空变换，而不是为了适应麦克斯韦方程组的时空伪变换。因为洛伦兹提出时只是为了数学上的简单，而爱因斯坦为洛伦兹变换赋予物理含义，所有的物理定律惯性系不变，不仅仅是麦克斯韦方程组。
还能这么说，洛伦兹变换把时间-空间4维点(t,x,y,z)变成了一个群，这个群是指这个点在任意惯性系永远保持以下形式
(ct)^2-x^2-y^2-z^2=常数
所以洛伦兹变换就是这个群的形式，可以将其改写成矩阵形式。
谢谢。
我要知道的不是结论，我要的是变换中的每一步的物理思想、物理假设、假设背后的思想，思想背后的逻辑合理性、实验的正确性。
“只是数学上的简单”，这句话抹杀了物理思想。
物理学上所有的建树，思想越简单，解决的问题越多，理论越成功。
爱因斯坦的理论是有前提的，前人的工作不是没有伟大的思想。
我没有只说结论，物理思想，假设，动机等我都说清楚了。
而且，理论物理最大的成就就是用简单的数学描述物理，只要极少假设就行，如果每一步都有假设，都有物理思想，那么这是个失败的理论。
这样能算物理思想？
