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相对论的命门 作者：爱因斯坦 没有经典物理的危机就不会有我的相对论。相对论之所以会得到物理界的认可，首先是因为我的动机是美好的，是为了化解经典物理的危机。我也很清楚，相对论的很多观点与经典物理是格格不入的，但为了化解经典物理的危机，我和同时代的其他物理精英们实在是找不到其他更好的方法。 我深知，相对论的出现，必然会招致很多人的反对。因为相对论的两个最基本的假设，即（推广后的）相对性原理和光速不变原理都是不符合事实的。 先就相对性原理来说吧，伽利略相对性原理告诉我们，牛顿运动定律在任何惯性系中都成立，或者说牛顿运动定律F=ma在任何惯性系中都具有相同的形式。我当然知道，仅仅是牛顿定律F=ma才符合伽利略变换不变性，而并非牛顿力学中任何定律在任何惯性系中都成立，或者说，并非牛顿力学中任何定律都符合伽利略变换不变性。比如动能定理W=mv2,动量定理Ft=mv它们都是在特定参照系中才成立的，这些“物理定律”都是不符合伽利略变换不变性的。再比如“机械能守恒定律”、“能量守恒定律”、“动量守恒定律”以及“机械波的波动方程”等等广大的“物理定律”都是不符合伽利略变换不变性的。因此当我准备把伽利略相对性原理推广到电磁学领域中时，就有些底气不足。 如果硬要推广的话，我想最应该优先考虑的电磁学公式应该是不含速度的公式，而且必须是电磁学领域中具有统领地位的公式。为什么要考虑这两个因素呢？因为牛顿运动定律F=ma不含速度变量，它才符合伽利略变换。又因为牛顿运动定律F=ma在力学领域中具有统领地位，伽利略变换才显得格外高贵。那么我们应该拿那个电磁学公式开刀试问呢？ 通常看来，麦克斯韦方程组在电磁理论中具有统领地位，然而其中却偏偏具有速度变量。比如方程组中的两个主要公式，E=BV和B=EV/＆2中都包含速度变量！但为了化解经典物理的危机，病急乱投医嘛，如此硬着头皮一推广，“速度”自然而然地成了“任意惯性系中的不变量”，这正如在牛顿力学中，“加速度”是“任意惯性系中的不变量”。而麦克斯韦方程组已经约定了其公式中的速度等于光速！于是“光速”就自然而然地成了“任意惯性系中的不变量”。如此一来，我的第二个假设：光速不变原理就顺理成章的出炉了。 因此我郑重告诉大家，麦克斯韦方程组就是我相对论的命门。为了化解经典物理的危机，这是没有办法的办法，我深知，我的相对论迟早会被推翻的。但有麦克斯韦这棵大树做保护伞，我就放心多了。 |