03.02 如果没有爱因斯坦,现在能够出现相对论吗?

北北北777


没有爱因斯坦不会出现相对论!当时洛伦兹为了解释迈克尔逊实验的结果,在没有抛弃以太的情况下,赋予以太一定是性质后,推导出了洛伦兹变换。而爱因斯坦的相对论直接抛弃了以太,认为真空里什么也没有,得出了光速不变原理。

但是,随着科学的发展,特别是狄拉克提出真空不是空的,而是电子的海洋。后来科学家们又发展为:真空是不断波动的能量海。这就完全和爱因斯坦的认识不一样了。能量海可以说是以太的翻版,只不过以太是不动的,能量海是不停运动的。所以,爱因斯坦当时认为真空是空无一物的假设是错误的,光速不变原理也不成立,所以相对论也是不成立的。广义相对论是以狭义相对论为基础的,所以,也是不成立的。相对论使科学的弯路走了110多年,现在还在继续。

可以说,没有爱因斯坦就没有相对论。科学会在原来的轨道上,继续发展。如果用能量海和天体运动是相同的原理旋转,同样可以解决迈克尔逊实验的结果。这样,科学发展不会走错路,发展的会更顺利。

关于现在科学对真空的认识,截图放在下面,省得有不懂的人,老往后脑勺上拍砖。欢迎拍砖,但不懂的别乱拍,容易把人拍懵了。



先生242470081


即使爱因斯坦不存在,相对论也必定会问世,时间上必然会晚一些,但也不会晚很久,因为当时并不是只有爱因斯坦一个人在研究相对论。

任何科学理论都不是平白无故诞生的,而是在特定背景下诞生的,相对论也不例外。

相对论的建立背景是经典力学和电动力学之间的矛盾。



简单来说,就是“麦克斯韦方程组”和“伽利略相对性原理”之间出现了矛盾;说得再简单点,就是“光速不变原理”和“伽利略变换”之间出现了矛盾。

伽利略变换说,如果一个人以每分钟10米的速度在一列每分钟前进100米的列车上行走,在与列车同向行走时,他相对于地面的速度就是每分钟110米;与列车反向行走时,他相对于地面的速度就是每分钟90米。而他相对于火车的速度始终是每分钟10米。

而麦克斯韦方程组却说,如果一束光从火车上发射出去,无论同向还是反向,亦或是相对于火车或者相对地面,光的速度都是一模一样,没有差别。

于是问题就出现了:麦克斯韦方程组是在大量实验中被验证过的完全正确的理论;而大量生活经验又告诉我们伽利略相对性原理是完全正确的。两个独立来看都完全正确的理论,并列起来却是相互矛盾的,这显然是一个非同小可的问题。

当时不少人都在尝试调和这个问题,并不只有爱因斯坦一个人在努力。

问题调和在爱因斯坦之前



亨利·庞加莱 / 法国数学家▲

实际上,最早解决了这一矛盾的是洛伦兹变换——洛伦兹变换本身也是狭义相对论的重要支柱。

而最早得出相对论雏形的人是亨利·庞加莱,他也在爱因斯坦之前就发表了《论电动力学》,爱因斯坦的《论动体的电动力学》虽然也是在同一个月发表的,但比庞加莱晚几天。

这两篇论文的内容其实都是针对的狭义相对论,它们的出发点也都是洛伦兹变换,但不得不承认爱因斯坦的论文确实更完善一些。

爱因斯坦不仅优化并引入了洛伦兹变换,还在闵可夫斯基的相助下,引入了四维时空(闵可夫斯基空间)的概念,使得狭义相对论彻底得到了完善。

综上可见,爱因斯坦确实使得相对论更早的得以问世,但即使没有他,相对论也迟早会问世,并且不会晚太久。至少狭义相对论不会晚太久。


科学矩阵


答:答案是肯定的,狭义相对论的出现基本不会被延误,但是广义相对论就要稍晚一些。


上世纪初,科学界经历了一个惊心动魄的时代,在短短几十年的时间里,奠定了人类今后几百年、甚至几千的科学基础;其中爱因斯坦是这个时代的灵魂人物,相对论是他的代表作。



爱因斯坦曾表示:如果没有我提出狭义相对论,我相信狭义相对论的问世并不会有延误,因为狭义相对论的时机已经成熟;但是广义相对论的情况不一样。


狭义相对论

爱因斯坦这一段话,很好地诠释了当时的科学背景,爱因斯坦在1905年提出狭义相对论;早在1887年,迈克尔逊就完成了光速不变的实验,1904年洛伦兹提出了相对论变换(现称之为洛伦兹变换)。



和洛伦兹合作的还有一位大数学家——彭加莱,彭加莱可是一位全才人物,精通理论物理、数学的各个领域,解决过三体问题。



洛伦兹和庞加莱的强强联手,几乎已经跨进了相对论的大门,首先洛伦兹得到了相对论变换,彭加莱甚至还进一步得到了质能方程,只是发表晚于爱因斯坦。




但爱因斯坦捷足先登,在1905年拿下来狭义相对论的首发权,相继拿下质能方程;就如爱因斯坦说的那样,他没有提出狭义相对论,其他人也会提出,在当时的历史背景下,爱因斯坦暗指的就是庞加莱和洛伦兹。

如果去深入了解当时的历史,在这点上,庞加莱还是有点耿耿于怀的,他和爱因斯坦之间其实是竞争对手的关系,但是两人之间并没有公开的矛盾。


广义相对论

广义相对论的情况就大不一样,爱因斯坦在1915年发表广义相对论的论文,这时候研究引力的科学家并不多,除了爱因斯坦外,比较著名的就是大数学家希尔伯特。



当时背景下,只有少数数据暗藏着广义相对论的线索,比如水星进动;爱因斯坦借助黎曼几何,完成了广义相对论的基础工作,得到过广义相对论场方程。

在这方面,希尔伯特和爱因斯坦也有过一些合作,几乎在同一时间里,希尔伯特也得到了等价场方程,希尔伯特更注重数学技巧,物理灵感比不上爱因斯坦,最终广义相对论这一桂冠落在了爱因斯坦头上。



所以,就算爱因斯坦没有提出狭义相对论,也会有其他人提出来,狭义相对论不会被耽误,但是广义相对论的问世时间肯定要被推迟,甚至推迟几十年也不夸张。


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艾伯史密斯


这个问题我从我掌握的物理学史的来回答一下。

首先相对论分狭义相对论和广义相对论,分别是爱因斯坦在1905年和1915年发表的。狭义相对论更重要,它和量子力学构成现代物理学的两大支柱。广义相对论可以看做是狭义相对论的推广,重点针对引力问题。

就狭义相对论来说,当时出现的迹象已经比较明显了,和量子力学一样基本水到渠成。因为麦克斯韦方程组预言的电磁波速度(光速)不依赖参考系,这与牛顿力学的时空观(伽利略变换)严重不符,只能保留一个。以迈克尔逊-莫雷实验为代表的一系列实验都验证了光速不变原理,否定了以太假说。既然一个有实验支持,自然要动另一个了。但牛顿力学的时空观背景是经典物理学的基础,物理学家们不敢轻举妄动。就狭义相对论的发现来说,爱因斯坦不仅是一个天才,更像一位勇士。如果没有爱因斯坦,狭义相对论也应该很快出现,毕竟这个矛盾是绕不开的,必须面对。但我估计狭义相对论的建立过程就和量子力学比较相似,由多位物理学家合作而成,而且出现时间不会晚于量子力学(1925-1927年)。

广义相对论就比较难说了,这个不具备水到渠成的条件,完全靠爱因斯坦的智慧。狭义相对论是广义相对论的基础,如果它建立的晚一些,赶上和了量子力学一起出现,后面的主流就是量子力学和狭义相对论的结合——量子场论。那样引力场估计就作为一个经典物理学理论一直等着被量子化。天体物理和宇宙学会发现一些引力场的时空变化特殊迹象(如引力红移等),用狭义相对论解释还不够,然后物理学家们合作试着推广,估计能得出一个类似广义相对论的模型(注意是模型,不是基础理论),但可能不会把它当成弯曲时空背景,而是仅仅拿来当个有效理论用,等着被量子化,发现矛盾重重,一直没完成量子化,直到弦论登场。结果其实也和现在差不多,最大区别可能就是没人关心引力波了。


九维空间


这种问题说点不好听的,标准的“扯淡”问题,因为一旦问题中出现“如果”,意味着这种假设不可能实现,你可以随意发挥自己的想象力,任何形式的结果都是合理的。

话说过来,不否认爱因斯坦的伟大,但人类历史上任何伟大的人物说白了都是历史的“产物”,也是时代的产物,没有谁能脱离他所在的时代!

这意味着是历史时代产生了爱因斯坦等人的伟大,意味着爱因斯坦和他的相对论并不是不可替代的,没有爱因斯坦,也会有“恨因斯坦”提出相对论,而且所用的时间不会太长,不用等到现在!

事实上,爱因斯坦的狭义相对论提出之前,庞加莱,洛伦兹还有普朗克等人的研究已经非常接近狭义相对论了,而著名的洛伦兹转换也是相对论中一个非常重要的方程组!

这点与牛顿发现万有引力定律颇为相似,牛顿与爱因斯坦同样伟大,但还是那句话,没有牛顿,还会有“马顿”出来取而代之,而且等的时间不会很长!

所以说,人类社会和科技发展到一定程度,社会科技的需求会“迫使”新的理论出现来解决发展过程中出现的矛盾,这是任何人都阻止不了的!


宇宙探索


施郁(复旦大学物理学系教授)

这是一个有趣的问题。

相对论有两部分,狭义相对论和广义相对论。我们先谈狭义相对论。

狭义相对论是爱因斯坦1905年提出来的,当时有好几位物理学家已经非常接近。

首先,迈克尔孙-莫雷实验正在挑战以前的时空观。为了说明电磁波的传播,当时电磁波的媒介是一种充满整个空间的物质,叫做以太。 但是迈克尔孙-莫雷实验说明不存在它与地球的运动。这就是当时物理学天空的一朵著名的乌云。

1887年,爱尔兰的菲兹杰拉德提出假想,物体在以太中运动时,沿着运动方向的长度会收缩。

1892年,洛伦兹也提出与菲兹杰拉德类似的假设。所以后来人们称之为菲兹杰拉德-洛伦兹收缩。

1895年,洛伦兹提出运动物体所在的运动参照系与以太参照系的时间-空间坐标之间的变换,乃至在两个参照系中的电场强度、磁场强度和电极化之间的变换。这与现在我们所知道的洛伦兹变换还差一个洛伦兹因子。特别新奇的是在运动参照系中的时间,但是洛伦兹称之为几乎与时间,但并没有将它当作真正的时间。这篇论文爱因斯坦在1905年之前是熟悉的。

1898年,拉莫给出现在我们所知的洛伦兹变换,而且由此推出菲兹杰拉德-洛伦兹收缩。但是洛伦兹不知道这篇文章。

1899年,洛伦兹给出正确的洛伦兹变换。

1898年,彭加勒提出时间间隔和同时性依赖与参照系。1904年提出洛伦兹的局域时间也应该是真实的时间。 1905年,他还给出洛伦兹变换的一些性质。

这些工作继续下去,狭义相对论会被发现的,即使爱因斯坦没有创立狭义相对论。


物理文化与施郁世界线


相对论根据是否涉及引力分为狭义相对论和广义相对论,前者不涉及引力,后者是引力理论。事实上,在爱因斯坦的同一个时代,当时已有许多物理学家已经接近了狭义相对论。爱因斯坦在创立相对论后曾说过这么一句话:“如果我没有提出狭义相对,五年之内就会有人提出。而如果我没有提出广义相对论,五十年之内也不会有人提出。”这可不是爱因斯坦的自吹自擂,因为从未有人能想到这样石破天惊的理论。

狭义相对论的诞生是有着历史背景的。早前的人们认为宇宙中充满着一种名为“以太”的物质,它们相对于绝对空间静止,光的传播依赖于这种东西。由于以太是静止的,当地球在以太中穿行时,将会产生以太风,这就像风迎面吹向开动的汽车一样。对此,物理学家想要测量出地球相对于以太的速度。按照以太理论,沿着地球公转方向运动的光,其速度应该要快于与之垂直的光。然而,著名的迈克尔逊-莫雷实验表明,光在两个方向上的运动速度是一样的,这就证明了以太和绝对空间都是不存在的。

不过,有些物理学家还是不愿放弃以太的概念。为此,著名物理学家洛伦兹提出了长度收缩效应来试图解释实验现象,这正是洛伦兹变换的由来。但爱因斯坦另辟蹊径,他认为以太是不存在的,时间和空间都不是绝对的,而只有光速才是绝对不变的。于是,基于此,爱因斯坦先人一步创立了狭义相对论。

在创立狭义相对论后,爱因斯坦发现,作为自然基本作用力的引力与狭义相对论不相容。于是,爱因斯坦再次另辟蹊径,他认为牛顿对于引力的描述是不准确的。爱因斯坦认为引力不是一种力,而是由物体弯曲空间所产生的几何效应。这绝对是思想上的一次巨大飞跃。后来的诸多实验——星光偏转、水星近日点进动以及引力时间膨胀效应等等,都能证明广义相对论的正确性。爱因斯坦对于广义相对论非常自信,他曾说过,如果实验结果与广义相对论存在矛盾,他将为上帝感到遗憾。可以说,没有爱因斯坦,广义相对论可能要晚几十年才能出现,或者甚至根本就不会出现。


火星一号


经典力学、相对论、量子力学都是对宇宙——天体运动规律或原子及粒子(电子)即时状态的描述。能量转化物质,物质产生能量;从宏观到微观,只有把万有引力、磁场、弱作用力、强作用力统一起来,才能正确认识大自然。

小行星撞击地球导致地台活化,陨石坑岩浆冲击波层流里高速流动的物质产生金属态氢离子,金属态氢离子聚合形成二氧化硅并衍生硅酸盐;在这种极端情况下,四种力同时形成,物质转化为能量,能量产生新物质。

可见讨论某个理论,崇拜某个人,要关注科学的发展;不能盲目崇拜,失去文化自信。





金童希瑞


新物理启蒙:

新物理启蒙,也即《宇宙物理体系》启蒙。为什么说新物理启蒙?

因为我们之前陷在旧物理中太深了。经典力学出道333年,量子力学相对论约百年,它们皆不可统一解释宇宙大自然万象运行机理,也就皆不成立,但我们之前耳濡目染它相当长时间,在一定程度上已形成认识错觉,这种错觉有的人浅,有的人深。现在《宇宙物理体系》出道,要改变我们之前的物理错觉,并不是一件轻松的事情,再者《宇宙物理体系》的思路与旧物理完全不一样,所以说“新物理启蒙”。

《宇宙物理体系》简介: 它全文9万字,历时6年完工。它对旧物理基础概念定义作了一次全面检查维修及重建。它以寻找物质基本性质即物性为突破口重建物理学。它增加了若干新的基础概念定义。它完成了对宇宙大自然最基本最重要最普遍物象进行逐一解释,且逻辑自洽。


天山我才


爱因斯坦是在牛顿等科学理论研究上没有换药只是给大家换了迷糊汤,例举引力方程,出处不同结果相同,爱因斯坦理论只是在前论修词,我认为引力是电磁力时空组合的表现,如果个人权威迷信崇拜,会阻碍科学的发展于进步。


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