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第55章 一章教你搞懂狹義相對論(第1頁)

卡文迪許實驗室,師徒四人終于從興奮中平靜下來。

湯姆遜接回信件,中氣十足地說道:“在座的各位,都有機會沖一沖這個獎項。”

“哪怕第一屆不能入選,後面幾屆依然有很大的機會。”

“比如盧瑟福,你的結果今年才發表,估計委員會就是想提名,也來不及了。”盧瑟福點點頭,不是很在意,反正他也沒準備在第一屆裡厮殺。

“布魯斯,你就不好說了,我個人非常看好你的成就,但你畢竟太過年輕,那些物理宿老們可能會有偏見。”李奇維也知道的自己短闆,不過他沒有放棄。

“至于威爾遜,你也不要氣餒,等你的雲室設計成熟後,也必然是諾獎級别的成果。”

“也許十幾年後,我們卡文迪許實驗室會有四個諾貝爾物理學獎獲得者。”

湯姆遜意氣風發,三人都被他的自信所感染,房間内充滿爽朗的笑聲。

隻有李奇維知道,實驗室的輝煌可遠不止于此。

而他自己也不能停下腳步,那就暫定一個小目标:狹義相對論。

如果說量子論是否定了牛頓的“連續”時空觀,物理學家們在直覺上還能接受。

畢竟在宏觀世界,牛頓力學定律依然起支配作用,量子論與牛頓力學隻是對物質的研究尺度不同。

那麼狹義相對論則是否定了牛頓的“絕對”時空觀,物理學家們無論如何也接受不了。

狹義相對論是徹底颠覆了牛頓經典力學,甚至可以直接說,牛頓力學就是錯的。

所以當愛因斯坦在1905年第一次提出狹義相對論後,當時的物理學界沒人認可,一方面是牛頓的權威,另一方面則是這個理論太大膽。

與廣義相對論那複雜到極緻的數學變換相比,狹義相對論其實沒有多少高深的數學知識。

這個理論的難點,其實在于人們對于時空觀念的轉變,需要反直覺,抛棄從小到大的固有思維。

狹義相對論有兩條基本原理(公理,不證自明):狹義相對性原理和光速不變原理。

狹義相對性原理:在一切慣性參考系(靜止或直線運動的參考系)中,所有物理定律都是等價的。

光速不變原理:在一切慣性參考系中,光在真空中的速度c永遠不變。

對于第一個原理,很好理解,因為這完全符合人類的直覺。

其實早在1632年,伽利略就提出了這個原理:相對于慣性系做勻速直線運動的任一慣性系,力學規律是相同的。

比如雖然地球在宇宙中不停地運動,但是不管它的速度是多少,我們在上面做實驗都沒有任何差别。

不管你是在南極做實驗和還是在北極做實驗,得出的物理規律一定是相同的。

至于第二個原理,則是理解狹義相對論最大的攔路虎。

首先我們要明白,光速不變原理不是愛因斯坦假設的,而是通過理論和實驗測出來的,是真實的自然現象。

當年麥克斯韋橫空出世,他的電磁方程組,得出的結果竟然發現光速c是一個恒定值,約30萬公裡每秒。

後來又有很多物理學家,做了各種各樣的實驗,最後都發現光速c确實是一個常數,實驗和理論吻合。

雖然麥克斯韋當初推導光速時,是基于空間中存在“以太”這個特殊參考系。

但不幸的是,後來的結果證明了以太不存在,這就是第一朵烏雲的本質。

同時也是這個時代,困擾無數物理學家的最大障礙,沒有人能理解光速c不變。

其實,如果想要理解光速不變原理,需要從兩個角度去考慮。

第一,光速與光源的速度無關。

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