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相对论百问 版权信息
- ISBN:9787303111381
- 条形码:9787303111381 ; 978-7-303-11138-1
- 装帧:暂无
- 册数:暂无
- 重量:暂无
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相对论百问 目录
相对论百问 节选
《相对论百问》内容简介:相对论是青少年*感神奇,也觉得*为难懂的科学理论。不过,狭义相对论诞生(1905年)至今已经100多年了,广义相对论也将要迎来它的100岁生日(1915年),相对论已不再是*新的科学理论。今天的科学发展水平和教学条件已经完全有可能让青少年对相对论有一个初步的、基本正确的了解。这对于提高他们的科学素质,培养他们的创新精神和探究能力,增强他们的学习兴趣,拓宽他们对客观世界的认识都非常重要。
相对论百问 相关资料
插图:爱因斯坦是在长时间的反复思考之后,才得出这一原理的。早在他的相对论论文发表之前一年多,他就认识到相对性原理和麦克斯韦电磁理论都是大量实验证实的理论,都应该坚持。但这样导致的“光速不变”结论似乎与建立在伽利略变换基础上的速度叠加法则以及人们的日常观念相矛盾,爱因斯坦觉得“这真是个难解之谜”。1905年5月的一天,他带着这一问题专门拜访了他的好友贝索(“奥林匹亚科学院”的一位成员)。经过一下午的讨论,爱因斯坦突然明白了,问题出现在“时间”上,通常的时间概念值得怀疑。“时间并不是绝对确定的,而是在时间与信号速度之间有着不可分割的联系。有了这个概念,前面的疑难也就迎刃而解了”。他认识到如果坚持把相对性原理和光速不变(即光速与观测者相对于光源的运动速度无关)都看做公理,异地时钟的“同时”将是一个相对的概念。5周之后,爱因斯坦开创相对论的论文就寄给了杂志社。贝索是一个一事无成者的典型。他一生都在听课、学习,课听了一门又一门,书学了一本又一本。他还喜欢与别人争论,反驳别人的意见,但从不想自己去完成一件独立的工作。这次与爱因斯坦的讨论,大大地启发了爱因斯坦,但他自己并未搞清启发了爱因斯坦什么。当爱因斯坦感谢他在讨论中帮助了自己时,他感到茫然。爱因斯坦在这篇创建相对论的划时代论文的最后感谢了贝索对自己的帮助和有价值的建议。贝索十分激动,说:“阿尔伯特,你把我带进了历史。”爱因斯坦1922年在日本京都的一次演讲中曾提到他与贝索的这次讨论。讨论使他认识到两个地点的钟“同时”,并不像人们通常想象的那样,是一个“绝对”的概念。物理学中的概念都必须在实验中可测量,“同时”这个概念也不例外。而要使“同时”的定义是可测量的,就必须对信号传播速度事先要有一个约定。由于真空中的光速在电磁学中处于核心地位,爱因斯坦猜测应该约定(或者说“规定”)真空中的光速各向同性而且是一个常数,在此基础上来校准两个异地的时钟,即定义异地时间的同时。研究表明,在约定光速并承认光速的绝对性(光速不变原理)的基础上定义的“同时”将是一个相对的概念。我们看到,定义两个地点的钟同时,必须首先约定光速各向同性而且是一个常数。要在做相对运动的所有惯性系中,都用对光速的同一个约定来定义异地时钟的“同时”,则必须假定光速是绝对的。爱因斯坦曾经与贝索等人一起阅读过庞加莱的书《科学与假设》,还可能阅读过他的另一篇文章《时间的测量》。在这些著作中庞加莱议论过时间测量与光速的内在联系。庞加莱猜测,要测量时间,要校准不同地点的钟,可能首先要对光速有一个约定。
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