历史百科经典物理学的脱胎换骨——爱因斯坦创立狭义相对论

Posted 2022-03-01 爱因斯坦

篇首语：青，取之于蓝而青于蓝；冰，水为之而寒于水。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了历史百科经典物理学的脱胎换骨——爱因斯坦创立狭义相对论相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

历史百科经典物理学的脱胎换骨——爱因斯坦创立狭义相对论

经典物理学的脱胎换骨——爱因斯坦创立狭义相对论

19世纪前，物理学的大厦是建立在实物粒子和充斥其间的以太这个前提之上的。实物粒子作为构成物质世界的“细胞”人们可以理解，但“以太”是什么呢?物理学家认为它是一种弹性的、可压缩的、无重的物质，它均匀地散布在宇宙之中，相对于地球是静止不动的，因而时间、空间也是绝对不变的。

这一理论曾作为经典物理学的基础风行几百年，直至19世纪末20世纪初，现代物理学的发展才有力地冲击了它，并终于在公元1905年由爱因斯坦推翻了时空不变的神话，完成了从经典物理学到现代理论物理学的一次具有划时代意义的变革。

阿尔伯特·爱因斯坦(1879—1955)，出生于德国一个犹太人家庭。他从小勤奋好学，1900年以优异成绩毕业于瑞士苏黎世大学。在大学里，他把大量的时间花在实验和自学之中，由此而获得了大量的知识，使他能轻松地胜任伯尔尼瑞士专利局的工作。他在专利局工作时期，不但创立了相对论，还在分子运动和现代量子理论方面取得了辉煌的成就。

1905年，年仅26岁的爱因斯坦发表了题为《论动体的电动力学》这篇论文，提出了不同于经典时空观念的新理论。爱因斯坦称这一理论为“相对性理论”，简称“相对论”。以后他又称它为“狭义相对论”，把它的发展形式叫“广义相对论”。

爱因斯坦创立狭义相对论，突破口在于论证、确立同时性的相对性。在经典力学中，同时发生之事对于不同的观察者来说，结果是相同的，也是同时的，这就是同时性的绝对性。但它的理论前提是以太的存在。但1905年以太存在已被彻底否定，那么在高速运动的物质中，两个不同参照系的观察者是否还是绝对同时呢?爱因斯坦作了这样一个理想试验：设两道闪电“同时”下击一条东西走向的铁轨时，对于站在两道闪电中间的观察者甲来说，这两道闪电是同时的;而对于乘坐在高速行驶的列车经过甲面前的观察者乙来说，这两道闪电并非“同时”下击铁轨。因为乙是在行近西方的闪电而远离东方的闪电，故西方的闪电到达他视线内要早些。这个实验表明，同一运动在静止观察者和运动观察者眼中，是各不相同的。这就是同时性的相对性。这一点就是狭义相对论的实验基础和理论依据。

爱因斯坦的狭义相对论，反映了高速运动中物体作匀速运动的时空理论。根据这一理论，物质运动与时间的关系并不是孤立的，而是有机联系的。物体运动速度增加则质量也增加，时、空随物体的运动而变化，运动着的物体在运动方向上长度缩短、时间变慢。这就是著名的“尺缩”、“钟慢”原理。依据这一原理，爱因斯坦推导出了质能关系式，即物体的能量等于其质量乘以光速的平方，表述为：E=mc²。它揭示了原子内部所蕴藏的巨大能量的秘密。爱因斯坦创立狭义相对论后，遭到了各方面的非难，许多守旧派物理学家称相对论为“怪物”。但他不为所动，并在科学界尚未接受他的狭义相对论的时候又扩展了它，创立了广义相对论，从而完成了他一生中的最大贡献。相对论问世以来，经历了实践的检验，已成为现代物理学的基础理论。

创立相对论的爱因斯坦

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