03.01 如果愛因斯坦沒發現狹義相對論,2年後誰會發現?

我們都知道愛因斯坦憑藉出色的頭腦發現了狹義相對論,這個理論第一次大膽挑戰了人類的直覺,所以當時提出後大部分科學家都不認可,但是經過後來的實驗數據驗證發現,狹義相對論的確是正確的,所以人們慢慢開始接受這個理論。但是如果愛因斯坦沒發現狹義相對論,2年內哪個科學家最有可能發現呢?今天我就來談談這個問題。

如果愛因斯坦沒發現狹義相對論,2年後誰會發現?

首先愛因斯坦自己都說過:如果我沒發現狹義相對論,2年內必然會有人發現,可見愛因斯坦認為當時很多科學家都接近相對論了,只不過人們一直受牛頓的絕對時空觀影響太深,一時難以跳出思維慣性。那麼到底誰最接近狹義相對論呢?

這裡不得不談一個事實,不知道大家是否覺得奇怪,每次我們用狹義相對論計算運動物體情況時總是要用到一個變換:洛倫茲變換。明明狹義相對論是愛因斯坦發現的,為啥這個變換要叫“洛倫茲變換”,這裡可見“洛倫茲”這位科學家對發現狹義相對論肯定是有巨大幫助的,所以毫無疑問洛倫茲是當時最接近狹義相對論的人。

如果愛因斯坦沒發現狹義相對論,2年後誰會發現?

我們還是談下洛倫茲變換到底是幹啥用的,由於狹義相對論認為我們的時間和空間都是相對的,所以在處理運動情況時,必須在相同參考系下得出的時間和空間,才能直接做疊加。但是牛頓力學下面則不需要這樣,牛頓力學認為時間和空間本身就是絕對的,不會因參考系變化而變化,所以就算是在不同參考系下得出的時間和空間,也是可以直接相加的。這就是牛頓力學和狹義相對論處理時間和空間的差別。

有了這個差別,那麼狹義相對論就必須要一個變換能夠把時間和空間在不同參考系下進行轉換,比如你在A參考系下測量出來的時間是T1,換到了B參考系時間就不是T1了而是T2(牛頓力學認為換到B參考系時間仍然是T1,因為牛頓認為時間是絕對的),所以從T1到T2必然需要一個公式來轉換,這個公式相信大家也猜到了,就是剛剛說的:洛倫茲變換。

如果愛因斯坦沒發現狹義相對論,2年後誰會發現?

洛倫茲變換最開始就是由“洛倫茲”這位科學家發現的,但是他研究出這個變換後就會心一笑,把它當成是一個簡單的數學遊戲,因為洛倫茲依然認為時間和空間是絕對的,並未跳出牛頓的絕對時空觀。但是洛倫茲的一個觀點卻與狹義相對論很相似,那就是:運動物體長度會收縮。於是洛倫茲根據這個原理推導出了“洛倫茲變換”用於計算運動物體長度到底收縮多少。

但是洛倫茲所認為的這種“收縮”和愛因斯坦認為的“收縮”卻有本質不同,洛倫茲是建立在時間和空間是絕對的基礎之上,也就是說一個物體靜止時長度是L1,一旦高速運動時長度是L2,當物體長度從L1變到L2後,洛倫茲認為這個變化是不可逆的,也就是說認為這個變化是一種絕對的效應。既然效應是絕對的就意味著說只要長度變化了,那麼以後不管選啥參考系,這個變化是不會再改變的。

如果愛因斯坦沒發現狹義相對論,2年後誰會發現?

但是愛因斯坦卻不這麼認為,愛因斯坦認為當一個物體由於運動導致長度從L1變到L2後,如果這個物體再次從運動回到靜止,那麼這個長度又會變到L1,也就是說這個物體到底有多長取決於你所選的參考系。你選A當參考系這物體長度是L1,你選B當參考系這個物體長度是L2,你選C當參考系這個物體長度是L3,也就是說其實這個物體長度可以是很多值,因為我們的參考系可以是很多個。而且最重要的一點是每一個參考系下測量出來的長度L1、L2、L3等等都是正確的,沒有誰是標準答案,大家都是平等的。

如果愛因斯坦沒發現狹義相對論,2年後誰會發現?

所以大家明白了吧,其實洛倫茲雖然很接近狹義相對論,但是腦中一直沒放棄牛頓的絕對時空觀,所以公式都給出了卻依然與巨大的學術成果失之交臂,其實洛倫茲當時如果再大膽的挑戰下人類幾千年建立的直覺,那麼狹義相對論肯定會由洛倫茲最先發現。我是小彭來給您解惑,如果喜歡文章可關注我,如果對文章有異議可留言。


分享到:


相關文章: