Physics 版 (精华区)

发信人: Landau (朗道), 信区: Physics
标  题: 爱因斯坦第二假设(转寄)(转载)
发信站: 哈工大紫丁香 (2001年11月23日16:23:41 星期五), 转信

【 以下文字转载自 Landau 的信箱 】
【 原文由 pion.bbs@bbs.whnet.edu.cn 所发表 】
发信人: xkz (ice), 信区: Physics
标  题: 爱因斯坦第二假设
发信站: 武汉白云黄鹤站 (2001年06月01日15:28:48 星期五), 站内信件


谷锐译  原文：Slaven
    19世纪中页人们对电和磁的理解有了一个革命性的飞跃，其中以詹姆斯.麦克斯韦（
James Maxwell）的成就为代表。电和磁两种现象曾被认为毫不相关，直到奥斯特（Oer
sted）和安培（Ampere）证明电能产生磁；法拉弟（Faraday）和亨利（Henry）证明磁
能产生电。现在我们知道电和磁的关系是如此紧密，以致于当物理学家对自然力进行列
表时，常常将电和磁视为一件事。
    麦克斯韦的成就在于将当时所有已知的电磁知识集中于四个方程中：
    （如果你没有上过理解这些方程所必需的三到四个学期的微积分课程，那么就坐下
来看它们几分钟，欣赏一下其中的美吧）
    麦克斯韦方程对于我们的重要意义在于，它除了将所有人们已知的电磁知识加以描
述以外，还揭示了一些人们不知道的事情。例如：构成这些方程的电磁场可以以振动波
的形式在空间传播。当麦克斯韦计算了这些波的速度后，他发现它们都等于光速。这并
非巧合，麦克斯韦（方程）揭示出光是一种电磁波。
    我们应记住的一个重要的事情是：光速直接从描述所有电磁场的麦克斯韦方程推导
而来。
    现在我们回到爱因斯坦。
    爱因斯坦的第一个假设是所有惯性参照系中的物理规律相同。他的第二假设是简单
地将此原则推广到电和磁的规律中。这就是，如果麦克斯韦假设是自然界的一种规律，
那么它（和它的推论）都必须在所有惯性系中成立。这些推论中的一个就是爱因斯坦的
第二假设：
光在所有惯性系中速度相同
    爱因斯坦的第一假设看上去非常合理，他的第二假设延续了第一假设的合理性。但
为什么它看上去并不合理呢？
火车上的试验
    为了说明爱因斯坦第二假的合理性，让我们来看一下下面这副火车上的图画。
火车以每秒100，000，000米/秒的速度运行，Dave站在车上，Nolan站在铁路旁的地面上
。Dave用手中的电筒“发射”光子。
    光子相对于Dave以每秒300,000,000米/秒的速度运行，Dave以100,000,000米/秒的
速度相对于Nolan运动。因此我们得出光子相对于Nolan的速度为400,000,000米/秒。
    问题出现了：这与爱因斯坦的第二假设不符！爱因斯坦说光相对于Nolan参照系的速
度必需和Dave参照系中的光速完全相同，即300，000，000米/秒。那么我们的“常识感
觉”和爱因斯坦的假设那一个错了呢？
    好，许多科学家的试验（结果）支持了爱因斯坦的假设，因此我们也假定爱因斯坦
是对的，并帮大家找出常识相对论的错误之处。
    记得吗？将速度相加的决定来得十分简单。一秒钟后，光子已移动到Dave前300，0
00，000米处，而Dave已经移动到Nolan前100，000，000米处。其间的距离不是400，00
0，000米只有两种可能：
    1、 相对于Dave的300，000，000米距离对于Nolan来说并非也是300，000，000米
    2、 对Dave而言的一秒钟和对Nolan而言的一秒钟不同
    尽管听起来很奇怪，但两者实际上都是正确的。
--
※ 来源:·武汉白云黄鹤站 bbs.whnet.edu.cn·[FROM: 202.106.139.98]
--
※ 转寄:·武汉白云黄鹤站 bbs.whnet.edu.cn·[FROM: 202.118.224.2]
--
※ 转载:．哈工大紫丁香 bbs.hit.edu.cn．[FROM: 202.118.247.32]