谁若能对这四个逻辑问题给出自恰的回答 谁就将成为超越爱因斯坦牛顿麦克斯韦的 物理学新巨人 狭义相对论的四个逻辑问题 洛仑兹变换原本是洛仑兹在研究麦克斯韦方程组在互做匀速直线运动的两个坐标系中如何使其数学表述形式保持相同过程中拼凑出来(而非推导出来)的一个时空协变群。后来,爱因斯坦不仅给出了洛仑兹变换的数学推导方法,并且赋予了其更多的物理学内涵,从而创立了狭义相对论。但是,长久以来,物理学界对狭义相对论一直存在着严重分歧和激烈争论,主要表现为牛顿绝对时空观与爱因斯坦相对时空观之间的深刻矛盾。本文提出了狭义相对论的四个逻辑问题,希望广大物理学研究者针对这些逻辑问题给出各自的回答,以期在逻辑层面上找到共识。 1.相对平移速度 在洛仑兹变换中,对于坐标系K和K'而言,c(真空中光速)和v(两坐标系之间相对平移速度)都属于保持不变的通用量值。已知c保持不变的逻辑基础是真空中光速不变原理,然而v保持不变的逻辑基础是什么呢? 2.坐标轴 设想K和K'的各坐标轴是用材质完全相同且长度完全相等的刚性直棒制成的。当K与K'沿着平行于x轴和x'轴的连线互做匀速运动时,已知y轴和y'轴、z'轴和z轴的长度仍完全相等,然而x'轴和x轴的长度不再相等吗?若不再相等,哪个轴的长度发生变化了呢? 3.长度测量 当K与K'互做匀速直线运动时,在K中静止的观察者如何测量在K'中静止的某物体的长度? 4.时间测量 当K与K'互做匀速直线运动时,在K中静止的观察者如何测量在K'中静止的某事件的时间? 这四个逻辑问题虽然乍看很简单,却极容易因回答得顾此失彼而掉入逻辑陷阱中。这四个逻辑问题不仅属于狭义相对论,而且属于理论物理学。谁若能对这四个逻辑问题给出自恰的回答,谁就将成为超越爱因斯坦、牛顿、麦克斯韦的物理学新巨人。大家试一试吧! |