02.27 狭义相对论到底伟大在什么地方?

前面我写了有关于爱因斯坦的狭义相对论相关文章,其中狭义相对论到底伟大再哪里呢,今天谈谈这个问题。

这就要从最开始的牛顿力学说起。首先牛顿创建了运动三定律和万有引力定律,基本能把世界上所有当时能发现的运动涵盖进去了,所以才会有科学家断言:牛顿力学就是万物的终极真理。但是当时有个问题一直未能合理解释,一个就是光在真空当中测量数值一直是299792458m/s,简称光速不变。

狭义相对论到底伟大在什么地方?

这里我需要再次说明,这里说的光速不变指的是啥?千万不要片面的理解成为光的速度一定就是299792458m/s,光的速度还和传播介质有关,大家别忘记了光本质上是一种电磁波对不对?既然是波通常就需要介质来作为传播媒介(微观世界的概率波除外,因为概率波不需要介质)。所以这个速度值

299792458m/s其实是指光在真空中的速度是如此,光如何在水中或者其他介质中传播,速度会低于这个值,这个千万要理解到位。

狭义相对论到底伟大在什么地方?

走出这个误区我再继续谈光速不变到底要表达啥,其实就是要表达一种意思,某一个事物你任何时候去测量它,它的速度都是299792458m/s。什么叫做任何时候去测量它的速度都是这个值呢?意思就是说不管你的测量仪器是如何相当于这个事物运动,也不管这个事物又是如何相对于测量仪器运动,任何时候这个仪器只要去测量这个事物,仪器的显示数值永远是299792458m/s,这个事物是什么?这个事物就是光。

狭义相对论到底伟大在什么地方?

大家发现没,光这个事物最大的神奇之处在于:光速不随测量仪器运动情况而改变。换言之就算你这个测量仪器和光一起走,甭管你的测量仪器速度有多快,你显示的数值依然是299792458m/s。请注意只有测量仪器去测量光速才会出现这种现象,测量其它物体的速度是不会出现这种情况的,所以光速就是当时物理学界的一个大大的bug。

狭义相对论到底伟大在什么地方?

啥理论可以解释这个问题,牛顿力学肯定不行,麦克斯韦电磁学也无法解释,最后爱因斯坦的狭义相对论解决了这个问题,根据狭义相对论,我们的时间和空间也具有相对性,会因参考系的变化而变化,仅仅做了这一个改变,就巅峰了人类几千年的直觉。同时这个改变不仅解释了光速问题,同时也与牛顿力学不矛盾,相当于既保存了古人的智慧,又发扬了新的智慧,可谓一举两得。

所以狭义相对论伟大之处在于:1颠覆了人类几千年的直觉 2成功解释了光速不变现象 3与前人的成果不冲突(也就是与牛顿力学不冲突)。


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