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爱因斯坦是用什么思路导出狭义相对论的？ 一般我们认为：是他研究中发现，观察同一个运动的角度不同，会得到不同的观测结论。他为此举例说，在行驶中的列车上松手让一个重物下落，火车上的观测者认为它会垂直下落，路径是一条垂直向下的直线；而道基上的人看到它的路径是一抛物线。因此他联想到运动状态下观测到的结果除空间上不同之外，时间上也许会有不同的结论。他设计了一个思想实验，他以此分折出一个结论是：相对运动的惯性系下，对时间的观测结果表现出同时性是相对的。这只是导出相对论的原因，并不是什么思路。 他导出相对论的真正思路是来自研究数学理论过程中的一些启发。在几何中要有几个基本公设；为了化解乘方的逆运算负数不能开方的矛盾，要引进虚数的概念。这个虚数只是个逻辑概念，没有也不需要有什么现实对应物。物理学有时和数学一样，都是逻辑思维的理论。他大胆以光速不变和相对性原理总是正确为逻辑公设，导出了洛纶兹变换式（在他之前已有，但意义不一样），并把这样变换的时空结果和引入虚数一样加以承认。变换后的时空在现实中也是没对应物，在逻辑上却是合理的。 数学中引入虚数不仅化解了有理数开方出现的矛盾，还因此扩展了数系，复数和复变函数理论发展起来，并在科学技术中得到广泛应用。可想，爱因斯坦一定会有类似美好的愿望，引入新的时空观会对物理理论发展产生具大的影响！ |