相对论的诞生:从困惑到突破的科学征程

王累评文化课程 2024-11-15 05:58:56

19 世纪,麦克斯韦总结前人成果建立了系统的电磁理论,其中存在真空中的光速这一普适常数,但未指出该速度相对于哪个参考系。当时大多数物理学家认为存在一种绝对静止的光传播媒介 “以太”,光速是相对于以太参考系的速度,然而寻找以太的相关实验均以失败告终,如迈克尔逊 - 莫雷实验,这迫使人们重新审视牛顿的绝对时空观。

1892 年,洛伦兹提出洛仑兹以太理论,并发现了洛仑兹变换。

1898 年,庞加莱在《时间的测量》中指出天文学家看待光速问题时假设速度恒定和各向同速,还注意到光速可用于定义不在同一空间的时间的同时性。

1902 年,庞加莱明确指出洛伦兹的理论意味着同时性的相对性。

1905 年,爱因斯坦摒弃以太观念,从相对性原理和光速不变原理两个基本假设着手,在其论文《论动体的电动力学》中提出了狭义相对论,重新诠释了洛伦兹电磁学,将时间和空间与观测者视为一个不可分割的整体。

1883 年,马赫从哲学思辨角度对牛顿的 “水桶实验” 解释进行评判,认为不存在绝对时空,所有运动都是相对的,物体的惯性是宇宙中远场物质对受惯性力物体的引力作用的总和,爱因斯坦受此启发猜测惯性力与引力之间存在内在联系。

1890-1908 年间,匈牙利物理学家厄缶的实验结果表明引力质量与惯性质量以高精度相等,这也使爱因斯坦对惯性力与引力的内在联系产生猜测。

1907 年,爱因斯坦的数学老师闵可夫斯基将狭义相对论整理成 4 维时空的形式。之后,爱因斯坦在发展广义相对论时,了解到黎曼等人的数学成果,并在老友格罗斯曼的帮助下系统钻研黎曼几何,利用其语言建立起广义相对论,将引力作用表现为时空的弯曲,其核心思想为等效原理。

爱因斯坦在 1907-1915 年间不断完善广义相对论,1915 年后也得到许多其他人的贡献,广义相对论的最终形式于 1916 年发布。

相对论是现代物理学的重要基石之一,主要由阿尔伯特・爱因斯坦创立,它包括狭义相对论和广义相对论两个部分。

狭义相对论基本原理:

相对性原理:物理规律在所有惯性参考系中应相同,不存在一个特殊的惯性系。例如,在匀速行驶的火车上和静止在地面上进行的物理实验,其结果应遵循相同的物理规律。

光速不变原理:真空中的光速在任何惯性参考系中都是恒定不变的,与光源和观察者的运动状态无关。这一原理与经典力学中的速度叠加原理截然不同,如迈克尔逊 - 莫雷实验就为光速不变原理提供了有力的实验证据。

时间膨胀:运动的时钟会变慢,也称为时间延缓效应。当一个物体相对于另一个物体运动时,运动物体上的时间流逝会比静止物体上的时间流逝更慢。例如,一对双胞胎,其中一个乘坐高速宇宙飞船旅行,当他返回地球时,会发现自己比留在地球上的双胞胎兄弟更年轻。

长度收缩:运动物体在其运动方向上的长度会缩短。当一个物体以接近光速的速度运动时,在静止观察者看来,该物体的长度会沿着运动方向显著减小。

质能关系:著名的质能方程式 揭示了质量和能量之间的等价性,即质量和能量是同一事物的两种不同表现形式,可以相互转化。这一方程为核能的开发和利用提供了理论基础。

广义相对论基本原理:

等效原理:引力与加速度等效,一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系是等价的。例如,在一个封闭的电梯中,当电梯以加速度 向上加速运动时,电梯内的人会感受到一个向下的力,其效果与电梯静止在地面上受到地球引力的作用相同。

时空弯曲:物质和能量会使时空发生弯曲,而物体在弯曲时空中的运动轨迹就是其在引力作用下的运动轨迹。例如,太阳的巨大质量会使周围的时空发生弯曲,行星沿着弯曲的时空轨道绕太阳运动,这就解释了引力的本质。

引力红移:在引力场中,光的频率会发生红移,即光的波长变长,频率降低。这是由于光在从引力场强的地方传播到引力场弱的地方时,需要克服引力做功,从而导致能量降低,频率减小。

引力透镜效应:大质量天体如星系、星系团等会使周围的时空发生强烈弯曲,光线在经过这些天体附近时会沿着弯曲的时空路径传播,从而产生引力透镜现象,使背景天体的图像发生变形、放大或产生多个像。

相对论打破了经典力学的绝对时空观,建立了新的时空观念和物理规律,使人们对自然界的认识更加深刻和准确。它统一了时间和空间、质量和能量等基本概念,解决了经典物理学在高速运动和强引力场等情况下的矛盾,推动了物理学的发展。

相对论的质能关系为核能的开发和利用提供了理论依据,原子弹、核电站等都是基于这一理论的应用。此外,广义相对论对引力现象的精确描述和预测,为天体物理学的研究提供了重要的理论工具,帮助人们更好地理解宇宙的结构和演化。

相对论的提出不仅改变了人们对物理世界的认识,也对人类的思想观念产生了深远的影响。它挑战了人们长期以来的绝对时空观和传统思维方式,促使人们更加深入地思考自然界的本质和人类在宇宙中的地位。

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评论列表

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2024-11-29 12:51

⭕️科学/哲学追求确定性(真理/知道)是生存的必须,有现象复杂性。自然绝对诚实/决定论/宿命论,但意识作用于人体(物质)对宿命有广泛扰动。追求确定性(求万变中不变的真理/本质,物质不灭,能量守恒,1+1=2等)。观测有不确定性需要提高观测精度,解释自然“不确定性”“对称或然性”想干啥?❌为不知道找原因吗??没有确定性(不知道)如何利用自然??花瓣飘零不是动量不确定,是大量动量作用观测不足的观测不确定性。空间连续可入,位置和速度的精度没有任何极限。光粒子电荷质量大小不连续,不是运动不连续。特定粒子观测困难,大量粒子分布有观测不确定,不是粒子运动不确定。❌不确定性原理当然是骗!同与不同的确定性是科学认知的根本,“波粒二象性”祸害了这个人类认知的核心根基!!绝对真理客观存在,人类诞生前月亮不运动吗?引力有没有?不言自明!🍎仰望星空信任自然的地心说需要认知进化,能否定绝对真理?地心说依据的不变现象变了吗?没有!号称相对真理是悖论斯坦蔑视自然&欺师灭祖搞骗的伎俩。瞎搞虚幻不确定,量子鬼学,好吗?❌科学追求确定性真理是生存智慧,悖论斯坦想把宇宙中的不同弄成相同(统一场)?证明站着睡觉更高明?

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2024-11-29 12:51

❌解释自然因果是骗术,静电斥力发射是能源之源!!! ………因果是主观思维,没有自然因果(律),前因后果(以知识为因推理论证目的果),是(数学)演绎推理,必须从公理/真理出发,才有意义。🍎牛顿以观察归纳认知自然,定义自然哲学公理作为数学原理/演绎思维因。🍎苏格拉底说,真理(不变现象)是唯一的,因果关系无穷多。只有思维因,没有现象因,现象复杂普遍联系因素无穷多,虚幻无穷多。压垮骆驼的最后一根稻草是复杂现象不是真理/因。………所谓释放核能的原因,空间弯曲引力因,光电效应因果,干涉现象因果,双缝干涉延迟实验因果,轨道能级因果,宏观微观不同因果,高速低速差异因果,不确定性原理因果,祸害了强大微观电磁的深入研究。宏观变化的电磁力,是万有引力的10^36倍以上,物质本质(带电质量体)的静电斥力发射是可利用能源(光子动能/核能化石能太阳能等)的源头(电斥力发射光子/热量)!!!………现象解释都只是辩证法过程,辩证法归纳真理需要同时满足牛顿的三个归纳条件,必要性充分性真实性,这是得到真理(思维演绎因)的唯一方法,从来如此只能如此。………归纳现象发现真理是科学,因果解释现象是有害骗术!

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2024-11-29 12:53

光速不变假说见证了高超的骗术!——— 任何全称命题证伪当然有效,证明/证实当然无效。全称命题光速不变违背相对速度自然公理,已有效证伪!!!任何数学演绎能推理出来全称命题“光速不变”吗???无论多少次实验能证明全称命题“光速不变”吗???任何实验精度能证明“光速不变”吗???光速不变只能是创造假说当然是骗。相对光速/光速变化/超越光速当然都是正常现象。 光子穿越太空的引力偏折是光速不变吗??光反射驱动光帆光速不变??相对速度变化导致多普勒效应和红移,是光速不变??光子离开黑洞速度变吗?光子进入黑洞速度也不变吗?掩盖谎言需要更多谎言!………光速常数C是经验公式的一个常数,不是光速不变,地球引力常数G当前还在努力提高观测精度。———量子不确定性原理如何解释光速不变这种无限的确定性???

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2024-11-29 12:53

❌解释光电效应是个笑话。物理机制根本没有涉及,对光谱特性,对光电子能量分布,对偏振和温度影响等都不能解释。是半知乱解,害大于利(笨蛋好于坏蛋)。发现光电效应是宝贵的金山,本是一条通往微观世界的大道。胡编解释光电效应不是真理,是毒药祸害,掩埋了科学真相阻碍了求知探索,贩卖自然因果骗术!!!………证明光速不变(全称命题)是胡编!光反射驱动光帆恰恰证伪了光速不变。多普勒效应和红移就是相对光速变化。光子进入引力场比如黑洞光速不变??光子穿越太空的引力偏折是光速不变吗???⭕️迈克尔逊-莫雷实验结果的理解::证伪了麦克斯韦的电磁以太/电磁波学说,有质量的光子惯性运动,一点也不奇怪。光子对实验装置相对速度基本不变,两路速度差极小,地球重力对光子速度影响太小也测不到,近似为惯性系。

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2024-11-29 12:52

⭕️⭕️不是空间弯曲是道德弯曲。 ———引力本质是空间弯曲? 空间弯曲影响轨道还是影响受力?空间弯曲导致空间移动,空间跑掉了?如何观测?弯曲空间如何对质量有力作用?平直空间不认识质量??空间如何知道材料密度差异??骗子改变导弹和汽车的轨道方向是用力还是用空间弯曲?空间弯曲能弯住升空气球吗?活见鬼!体积太大会被空间卡死吗???水星椭圆进动轨道弯的套路不一样?👻两个质点靠在一起,质量引力的作用力和反作用力,空间往哪个方向弯呢?骗子知道吗?………人人可知空间静止可入,对物体没有力作用,没有空间弯曲是道德弯曲!!………质量随相对速度变化很有趣!相对速度无穷多,哪有高速低速之分?静质量是相对哪个速度参考系呢?各个方向相对速度不一样,难道各个方向质量不同吗?相对速度到处都是,明天还是。有原因和本质吗???………苏格拉底说,真理是唯一的,因果关系无穷多/不确定。❌不要搞道德弯曲,绝对空间的非惯性系变化及其观测才是真正的航天问题。

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2024-11-29 12:52

❌万能骗术无底洞:::—— 无中生有创造假说解释稀奇,你能证有吗?永远不可能。你能证无吗?永远不可能(时空无限,号称科技没达到)。解释稀奇号称证明,虽然是(悖论)骗,但你只好被迫证伪/无,进入万能骗术无底洞!!!………鬼把戏总是极难识破的,科学鬼把戏可以持续玩到人类灭绝!!!⭕️真善皆美!!!由真理得食物,善良是分配食物,没有真,善是不可能的。更爱真理是人类的最高智慧和希望。……… 终身搞悖论的爱因斯坦,雅称悖论斯坦,搞的是两头骗,万能骗,诱惑哲学复合骗,终身骗,祸害真理,当然只能是人类公敌!!一些人鼓吹骗子肯定有一种快乐,一种缺德愚蠢的快乐,蔑视自然瞎编科学前沿虚幻希望,祸害工程实践,搞骗术无底洞。骗子的温水煮了100多年了,他们的干劲今天仍然是如此之大!!!人类社会难道不需要猛醒吗???

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2024-11-29 12:53

证实/证明理论是骗术:::需要证明的真理/理论是骗,号称证明真理/理论也是骗!!!真理理论作为预测未来的全称命题(全时空),证伪当然有效,证明/证实当然无效。号称证明XX论和万有引力定律,一天证明10000次,有用吗???实验只是证明了具体现象真。号称证明公理公设,假说冒充公设,肯定都是骗。所有自然规律都是对过去的观测归纳,未来是不变的,这个不可能知道原因,只能信任自然。真理不证自明无法证明!!——相对真理也是骗术,真理是客观存在的绝对真理,人类诞生之前没有人类的观测,月亮不运动吗???引力有没有???都是显而易见!仰望星空信任自然的地心说需要认知进化,能否定绝对真理吗???地心说依据的现象变了吗?没有!号称相对真理是悖论斯坦蔑视自然欺师灭祖搞骗的伎俩。❌❌大胆假设,细心求证,都是骗术,是悖论斯坦发家的“两头骗”!用假设猜想后脑勺肯定没用,搞1000年的鬼故事(假说)也真不了,牛顿自然哲学反对任何创造假说!!!无人机,潜水艇,轮子,核弹的发明创造都是由公理和观测经验大胆演绎的结果/现象,与自然复杂现象一样,真理不变现象无穷多。苏格拉底说,万变中寻求不变的真理。

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2024-11-29 12:53

❌质能方程是一个鬼把戏!!!———能量的具体内涵是动能和势能,是物理公理规定的物理概念。物质质量是其不变的内在本质,能量(动能和势能)都是物质相互作用和相对运动变化的度量(质量不变),是变化现象。能量不是物质的本质,咋能与孤立质量等效???场无质量居然有能量?………数学都是基于物理公理的演绎,超越物理公理的数学能量理解当然是虚幻(1+1=2是自然哲学/物理公理,牛顿定义自然哲学公理作为数学原理)。………🍎🍎物质的本质是带电质量体,物质不灭,电荷守恒,电磁力与万有引力统一于物质的不变本质。能量,力,场,波等宇宙一切自然现象,都是物质/粒子相互作用相对运动的变化现象,没必要搞虚幻,搞虚幻是祸害。号称物质是波/波是物质/物质是能量,都是搞骗。质能等效是脱离基本公理的数学虚幻,欺师灭祖&蔑视自然,祸害基本概念和认知方法。———有人知道悖论斯坦的狗屁能量内涵是啥吗???狗屎核弹方程是如何应用的???………有趣的是木星象太阳一样自发光,它们的大气也相似。木星是裂变发光还是聚变发光??木星大气中的氦和氢有没有可能是裂变反应释放的???

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2024-11-29 12:53

❌❌悖论斯坦//悖论潘多拉,背叛数学由公理演绎证明特称命题的传统,号称证明全称命题公设公理。以光速不变假说祸害相对速度公理,数学冒充物理,祸害绝对时空,祸害能量质量引力等物理基本概念和认知方法,以二象性祸害自然科学认知的核心根基——同与不同的确定性,瞎编自然因果(律),以创造假说冒充祸害公设形而上学。后谎言掩盖解释前谎言搞了一辈子,祸害数学,祸害物理,祸害哲学,祸害绝对真理,终身搞骗,祸害极大极深极广,100多年了,还在鼓吹骗子,居然成了一门生意?………一个恶贯灵魂的彻底的人类公敌!!!狗屎都有用,欺骗有啥用?观测归纳认知自然,从来如此,只能如此。迷信跪拜蔑视自然&欺师灭祖的悖论斯坦,瞎搞科幻假说,人类将无法逃脱第六次地球生物大灭绝。———假说科幻骗子招摇过市,“科学家”比赛鼓吹神话悖论斯坦骗子以抬高自己,科学还有希望吗???

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2024-11-29 12:52

⭕️时光倒流是数学当物理的骗术!是毫无意义的思想实验。8分钟前的太阳光,几十亿年前的遥远星光,地层中几万年前的琥珀苍蝇,所谓的超光速观测,。。。只是影响一些意识信息,用光观测雷电(来的快),用声音观测雷电(有滞后),都不能改变雷电本身。钟摆移动到月球表面变慢了,时间定义还是没变,谁的时光倒流了???❌号称修正GPS原子钟的笑话: 狭义相对论让钟变慢,再来个广义相对论让钟变快,关键是反复修正还是不行(误差90%)!详见论文“部分相对论效应对北斗原子钟性能影响分析” ⭕️ 时间是观测经验(次数-先后)抽象理想化概念(精度无限/只受定义复现影响),如同长度、质量、圆pi数字文字等公设概念定义,源自观测经验,不是假说,不是现象真,用于表达现象真。观测同一对象100次,如何识别这些意识记忆,时间!时间是意识记忆序列的标识符,没有记忆就无法观测时间和运动变化。记忆有绝对顺序(不搞进退倒流)就是绝对时间,观测时刻就是现在,时间流动的感觉就是意识记忆在发生。年少记忆少当然感觉时间慢!⭕️绝对时空清清楚楚无法改变,相对时空是数学虚幻,装神弄鬼白日做梦,只能是近似。宇宙时时处处可放羊???当然是鬼把戏。

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2024-11-29 12:53

❌波与场❌都是数学当物理,捉影弄鬼的把戏::水波/声波/沙丘波,都是物质/粒子相对运动的宏观时空分布。🍎波粒二象性?以干涉衍射现象否定光是粒子,又去解释粒子干涉衍射,当然是骗术笑话。更荒唐在于二象性祸害了认知自然的核心根基/同与不同的确定性。 🍎场是数学虚幻,只能由源完全确定,不可观测(源力不是场力,源能量不是场能量),物质的场到处飞吗?飞的方向如何确定?地球场给你引力,你给地球场引力?也是笑话!!场速是光速,地球速度显然不同,地球场跑了吗?~~~场与波都是捕风捉影的把戏,祸害深远。………赫兹电磁波实验,激励源是电火花,感应接收也是电火花,显然是光子动能传播与光电效应(发现晚于赫兹实验),用了电磁波来解释而已。电磁波理论(尚未发现电子)只是基于宏观电磁观测的数学方法,牛顿的物质相互作用相对运动才是一切宏观微观现象的唯一根本!!带电是物质本质属性,不需要也不可能由变化磁场产生,磁力对电磁粒子做功影响了正负电荷分布而已。❌水波声波永远不可能象光子一样真空直线传播。两朵乌云包括光电效应当然都是电磁理论的谬误,骗子借机祸害经典力学体系,何其疯狂??

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2024-11-29 12:51

牛顿晚年研究上帝神学,是敬畏信任自然,他希望自然哲学与上帝协调一致。牛顿归纳万有引力是只能如此理解(公设),不知道为什么有引力而且确定明天还有???这种人类认知自然的极限困惑(终极因的因不可能知道,成了悖论斯坦利用的搞骗技巧),寄托于上帝是一种有效的共识方法。愚蠢的人居然为此贬低嘲笑牛顿,这些能改变牛顿的崇高和伟大吗?………自然绝对诚实有确定性,但自然宿命/决定论有复杂性::意识可以作用于人体(物质),清清楚楚比比皆是,对自然宿命具有广泛的扰动。而且,万物普遍联系持续发展,宿命的复杂现象有观测困难的不确定性(水往低处流隐藏了万有引力)。修建水坝不能改变自然法则,只是重复了一个已有的自然现象。———信任自然(唯物主义)观测归纳(必要充分真实)认知自然/真理,有了真理才能有逻辑演绎论证应用推理,从来如此,只能如此,是人类生存包括科学的唯一根本。………所有自然规律都是对过去自然现象的观测归纳,为什么这些规律在未来还是那样???没人知道。只能信任自然(科学尽头)———唯物主义的信念!!!将绝对诚实的自然想象成人格化的上帝或神,是一种有主观心理作用的信仰罢了。

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