第55章 一章教你搞懂狭义相对论

第55章

一章教你搞懂狭义相对论

卡文迪许实验室，师徒四人终于从兴奋中平静下来。

汤姆逊接回信件，中气十足地说道：“在座的各位，都有机会冲一冲这个奖项。”

“哪怕第一届不能入选，后面几届依然有很大的机会。”

“比如卢瑟福，你的结果今年才发表，估计委员会就是想提名，也来不及了。”卢瑟福点点头，不是很在意，反正他也没准备在第一届里厮杀。

“布鲁斯，你就不好说了，我个人非常看好你的成就，但伱毕竟太过年轻，那些物理宿老们可能会有偏见。”李奇维也知道的自己短板，不过他没有放弃。

“至于威尔逊，你也不要气馁，等你的云室设计成熟后，也必然是诺奖级别的成果。”

“也许十几年后，我们卡文迪许实验室会有四个诺贝尔物理学奖获得者。”

汤姆逊意气风发，三人都被他的自信所感染，房间内充满爽朗的笑声。

只有李奇维知道，实验室的辉煌可远不止于此。

而他自己也不能停下脚步，那就暂定一个小目标：狭义相对论。

如果说量子论是否定了牛顿的“连续”时空观，物理学家们在直觉上还能接受。

毕竟在宏观世界，牛顿力学定律依然起支配作用，量子论与牛顿力学只是对物质的研究尺度不同。

那么狭义相对论则是否定了牛顿的“绝对”时空观，物理学家们无论如何也接受不了。

狭义相对论是彻底颠覆了牛顿经典力学，甚至可以直接说，牛顿力学就是错的。

所以当爱因斯坦在1905年第一次提出狭义相对论后，当时的物理学界没人认可，一方面是牛顿的权威，另一方面则是这个理论太大胆。

与广义相对论那复杂到极致的数学变换相比，狭义相对论其实没有多少高深的数学知识。

这个理论的难点，其实在于人们对于时空观念的转变，需要反直觉，抛弃从小到大的固有思维。

狭义相对论有两条基本原理（公理，不证自明）：狭义相对性原理和光速不变原理。

狭义相对性原理：在一切惯性参考系（静止或直线运动的参考系）中，所有物理定律都是等价的。

光速不变原理：在一切惯性参考系中，光在真空中的速度c永远不变。

对于第一个原理，很好理解，因为这完全符合人类的直觉。

其实早在1632年，伽利略就提出了这个原理：相对于惯性系做匀速直线运动的任一惯性系，力学规律是相同的。

比如虽然地球在宇宙中不停地运动，但是不管它的速度是多少，我们在上面做实验都没有任何差别。

不管你是在南极做实验和还是在北极做实验，得出的物理规律一定是相同的。

至于第二个原理，则是理解狭义相对论最大的拦路虎。

首先我们要明白，光速不变原理不是爱因斯坦假设的，而是通过理论和实验测出来的，是真实的自然现象。

当年麦克斯韦横空出世，他的电磁方程组，得出的结果竟然发现光速c是一个恒定值，约30万公里/每秒。

后来又有很多物理学家，做了各种各样的实验，最后都发现光速c确实是一个常数，实验和理论吻合。

虽然麦克斯韦当初推导光速时，是基于空间中存在“以太”这个特殊参考系。

但不幸的是，后来的结果证明了以太不存在，这就是第一朵乌云的本质。

同时也是这个时代，困扰无数物理学家的最大障碍，没有人能理解光速c不变。

其实，如果想要理解光速不变原理，需要从两个角度去考虑。

第一，光速与光源的速度无关。

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