深层解读相对论,深层爱因斯坦到底是解读如何推导出相对论的?
1、深层解读相对论,相对爱因斯坦到底是论爱如何推导出相对论的。在深入探讨现代物理学的坦到推导深处,我们无需过多复杂的底何对论公式,便可了解相对论的出相由来与影响。这便是深层我们接下来要探讨的主题。
2、解读“相对论”这个名字,相对一字一句都在阐释着这一理论的论爱核心精神。相对论的坦到推导探讨焦点是“相对性原理”在何种条件下生效,并基于此提出关于动力学/时空结构的底何对论理论框架。因此,出相相对论的深层根基是相对性原理。
3、我们不妨来探讨一下相对性原理,进而把握相对论的精髓。那么,何谓相对性原理呢。简而言之,在某种特定情况下,物理规律与另一种情形下是完全吻合的。
4、在这种情况下,我们便可以说这两种情形是等价的,而它们之间的差异则被称为“相对的”,无一情形在另一情形之上。上述的讨论或许显得较为抽象,让我们以狭义相对论中的“惯性系”的相对性原理为例来进行说明:。在一个观察系统中,无论是静止还是匀速运动的坐标系,其物理规律都是一致的。用通俗的语言来描述就是,“你身处一个封闭且绝对平稳的匀速运动的车厢内,通过任何物理实验,你都无法得知自己是在移动,亦无法测得自身的移动速度”。
5、基于这一点,我们可以认为,直观上的静止参考系,比如地面系统,和匀速运动的参考系,例如匀速移动的车厢,之间并无本质差异,静止参考系并不具备特殊地位,它们之间的运动本质上是相对的。你既可以说车厢静止而地面在移动,也可以说地面静止而车厢在移动,从物理的角度来看,这两种说法并无二致。这就是狭义相对性原理的精髓——“所有的惯性坐标系遵循相同的物理规律,它们彼此等价,没有任何一个特别突出。
深层解读相对论,爱因斯坦到底是如何推导出相对论的?
1、它们之间的运动是相对的这打破了古人的固有认知。在过去,人们普遍认为,宇宙中必然存在一个“绝对静止的系统”,它在所有参考系统中拥有特殊地位。例如“以太”理论,了解到这一点,我们如何通过这个原理推导出狭义相对论呢。
2、关键在于应用电动力学理论的“麦克斯韦方程组”。电动力学预言了光速的存在,并得到了验证。在电磁场理论中,我们可以无需任何参考直接计算出光速,而它是一个常数。根据狭义相对性原理,难道不是“所有惯性参考系中的光速都是相等的”吗。
3、起初,人们很难相信,在地面参考系以及相对于地面速度的参考系中,测量到的同一束光的速度,怎么可能相同。它似乎不符合速度叠加的原理,伽利略变换,在此时,数学领域的大师,洛伦兹,提出了一种数学上的可能性,洛伦兹变换,如果时空结构并非固定不变的,同一物体在不同参考系下的长度可以不同,同一段时间在不同参考系下的长度也可以不同,那么就有可能做到“所有惯性参考系中的光速都相同”。
4、于是,我们迎来了一个著名的选择题。选项1:麦克斯韦方程组有误,光速并非不变。
5、选项2:绝对时空观,伽利略变换,错误,不同参考系下,长度和时间并非不变。爱因斯坦选择了后者,由此创立了狭义相对论,实际上,爱因斯坦几乎是直接得出结论的,并没有花费太多时间,