为什么呢
因为在爱因斯坦爷爷出生之前,相对论就已经创建,并应用至今。
等等!相对论不是爱因斯坦创建的吗
很遗憾,存在三种不同的相对论,所以不能将狭义广义相对论简称为相对论。
我们来聊聊另一个相对论---伽利略相对论。还是伽利略原著的原文吧。
1632年,伽利略在《
;把你和一些朋友关在一条大船甲板下的主舱里,再让你带几只苍蝇、蝴蝶和其他小飞虫。然后,挂上一只大水瓶,让水一滴、一滴地滴到下面的宽口罐里。大船停止不动时,你留神观察,小虫都以等速向舱内各方向飞行,鱼向着各个方向随便游动,水滴滴进下面的罐子里。你把任何东西扔给你的朋友时只要距离相等,向着一个方向不比另一方向用更多的力,你双脚起跳,向哪个方向,跳过的距离都相等
在使船以任何速度前进,只要运动是匀速的,也不会忽左忽右的摆动。你将会发现,上述的现象丝毫没有变化,你也无法从其中任何一个现象来确定船是运动还是停着不动。即使船运动得相当快,在跳跃时,你将和以前一样,在船底甲板跳过相同的距离,你跳向船尾也不会比跳向船头来的远,虽然你跳到空中时,脚下的船底板向你跳的相反方向移动,你把什么东西扔向你的同伴时,不论他是在船头还是船尾,只要你自己站在对面,你也并不需要用更多的力。水滴将像先前一样,滴在下面的罐子里,一滴也不会滴向船尾,虽然水滴在空中时,船已经行驶出了很远的距离
如果点香冒烟,则将看到烟像一朵云一样向上升起,不会向任何一边移动。所有这些一致的现象,其原因在于船的运动是船上一切事物所共有的,也是空气所共有的,这正是为什么我说你,应该在甲板下面的缘故;因为如果这个实验在露天进行,就不会跟上船的运动,那样上述某些现象就会发现或多或少的显著差别。毫无疑问,烟会随同空气本身一样远远地落在后面。至于苍蝇、蝴蝶,如果它们脱离船的运动有一段客观的距离,由于空气的阻力,就不能跟上船的运动。
简单的说,封闭的空间是绝对空间,物体以这个封闭的空间为绝对参照系作绝对运动。这就是经典力学的基础---伽利略相对论,也是到目前为止,人类唯一可以实践应用的相对论。
伽利略相对论又称为伽利略相对性运动原理,数学上称为伽利略变换。狭义、广义相对论又称为狭义相对性运动原理和广义相对性运动原理,在数学上称为洛伦兹变换。狭义广义相对性运动原理和狭义广义相对论是等价的。我们来看看爱因斯坦的原话。
[爱因斯坦《狭义与广义相对论浅说》第48页]:
;只要这些参考物底相对K是处于匀速直线无转动运动状态,这些参考物体对于表述自然界定律应该与K完全等效;所有这些参考物体都应认为是伽利略参考物体。以往我们假定相对性原理只是对这些参考物体才是有效的,而对于其他参考物体则是无效的,在这个意义上,我们说它是狭义相对性原理或狭义相对论。
看到了吗狭义相对性原理和狭义相对论是一个意思。
因此,伽利略相对性原理和伽利略相对论是一个意思。
到目前为止,人类所有科学仍建立在经典物理学的基础上,其中经典力学又建立在伽利略相对性运动原理的基础上。
地球上所有的运动现象都使用伽利略相对论来描述,例如计算速度。鱼、潜艇、船只以水为参照系来计算速度,鸟、飞机、子弹、炮弹、火箭以空气为参照系为参照系计算速度。没有一个人会使用爱因斯坦的狭义相对论或广义相对论来描述运动,这两个理论也无法自洽解释地球上的任何客观现象。
为什么呢
事实上,伽利略相对论和狭义广义相对论的区别在于,前者以绝对空间为参照系进行绝对运动。
而爱因斯坦拒绝绝对空间、拒绝绝对运动,两个物体只能互为参照运动。
[爱因斯坦《狭义与广义相对论浅说》47页]:
;从我们由狭义相对性原理所接受的观念来看,每一种运动都只能被认为是相对运动这一点一直是很清楚的。
《狭义与广义相对论浅说》第188页]:
;相对论这个名称同下述事实有关,从可能的经典观点来看,运动总是显示一个物体对另一个物体的相对运动,运动绝不可能作为对于空间的运动,或者所谓;绝对运动而被观察到,他们不为绝对运动的概念的引进提供任何根据,或者用比较简短但不那么精确的话来说,没有绝对运动。
按照狭义广义相对论,一条鱼与一只鸟互为参照运动,不会考虑河水和空气的存在,更不会考虑河水和风速,因此无法计算鱼和鸟的速度。
综上所述,爱因斯坦的狭义广义相对论根本无法描述地球上的运动现象,也没有任何实践应用。因此,是否存在狭义广义相对论对人类科技发现没有丝毫影响。
对了,回到话题本身。如果没有爱因斯坦,相对论被发现的概率是100%。
科学精神是:理性、怀疑、批判和实证。丧失了批判性思维能力,那就会人云亦云。
爱因斯坦创立了狭义和广义的相对论,使他成为举世闻名的物理学家,可是在日常生活里我们运用不到相对论,就以为相对论和我们没关系。
其实呢GPS系统,就是因为相对论产生的,“没有相对论,就没有全球卫星定位系统。”
有学者发现:“根据爱因斯坦于1905年发表的狭义相对论,由于运动速度的关系,卫星上的原子钟每一天会比地面上的原子钟慢7微秒;而根据1916年发表的广义相对论,由于在重力场中不同位置的关系,卫星上的原子钟会比地面上的每天快45微秒。二者综合,GPS卫星上的原子钟每天会比地面上的快38微秒。如果不对时间进行校准,定位位置将发生漂移,每天漂移距离约为10千米。”
而当爱因斯坦发明了相对论后,他也不知道相对论会怎样影响生活 ;所以当时人们根本想象不到相对论有什么用?
即便在1978年开始研发GPS的目的也不是给大家用的,而是给导弹、核潜艇定位的。1983年,韩国航空007号航班误入到苏联领空,被当做敌袭击落,当时任职的美国总统里根宣布GPS将向民众开放,以防止类似的悲剧再发生。1989年第一颗新一代的GPS卫星发射成功,1994年24颗GPS卫星全部入轨。
今天在我们生活中广泛应用的卫星导航系统,在1905年的时候就连科幻小说家也都想象不出来的。
从中学到大学你会发现理科在现实生活中用到的比较少,这是为什么呢?
因为理科的目的是在于探索这个世界的规律,而这些规律该如何得到应用,那就是工科的事情了。
理科的成果基本上都是超前于时代的,且理科的研究是艰难的、缓慢的。我们只有坚持不懈地进行投入,不断拓展人类的认知边界,才能提供给工科理论以便解决生活中的实际问题。
每一样理论诞生以后,谁都想不到对日常生活有什么样的作用,所以理科影响着我们的生活,只不过有很多人不知道而已。
下一个能够颠覆物理学界,类似于“相对论”一般的科学理论,我认为或许在五十年之内就能出现!它,就是“超弦理论”!我们都知道,在人类文明的发展历程中,真正让我们有了翻天覆地一般变化的功臣,不是身居高位的那些政治家;
而是,一位又一位,在科学的道路上不断探索的科学家,学者!是他们的努力,才让二十一世纪的人类,在各方面都与众不同!时至今日,距离我们的时代最近的一位科学大牛;
就是上世纪著名物理学家爱因斯坦了!没有读过他人生历程的朋友,可能都不会了解他究竟有多么伟大, 多么不可思议!二十世纪最重要的三个物理学支柱,狭义相对论,广义相对论,量子力学;
其中两大“相对论”,是爱因斯坦的创举;而量子力学的建立,背后最重要的奠基人,也是爱因斯坦!但是,一百年过去了,物理学,在很大程度上,一直在“吃老本”!
上一次,我们用相对论打破了牛顿经典力学,让一切变得截然不同;现在,我们急需“新理论”带来的变革,让人类再次在前进的道路上迈出一大步!那么, 我们还要多久?我们的方向在哪里?
美国哥伦比亚大学天文系教授韦恩,在二零一九年的全球科技峰会上,预言人类将在二零六五年再次“革新”,从而踏入另一个时代!也就是说,五十年之内!
而这次的“新理论”,将会比相对论,经典力学,量子力学更宏伟,更让人沉醉!它是“超弦理论”,能够统一物理学中的四大力, 让我们找到微观世界和宏观世界的联系;
成功归纳和总结完整的宇宙!因此,让我们拭目以待吧!
从质能关系E=mc²=m0c²/√[1-(v²/c²)]来分析,大致按照物质变化的过程分为两大部分:
一部分是与参考系相关的部分,即与v有关的部分。例如在静止参考系看来某运动物体具有动能,而在运动系中看来,该物体仅有静能。这部分“多”出来的能量可以理解为参考系所附加的“赝能量”(有点类似于经典力学非惯性参考系中惯性力的概念),没有对应的物质基础。
另一部分蕴含在静能中,仅在发生变化时才释放出来,例如核能、化学能等。这部分能量主要是储藏在力场中。
举个电磁学的例子,我们知道空间电磁波具有动量和能量(例如电视就是因为空间中的电磁波驱动天线中的带电粒子才有了信号),对应地也就有质量,那么对于受到电磁力作用的粒子而言,必然有相应的质量对应于粒子的电磁场中。例如束缚在离子键中的离子化合物NaCl,必然要比单独的Na离子和Cl离子质量重(NaCl电离需要吸收能量,如果精确地分析多出来的质量与电离能一定也满足质能关系)。
同样的道理,核反应中释放的能量对应的就是核力场的质量,化学反应释放(吸收)的能量就对应化学键的键能。量子场论的分析揭示了这种场能的载体,例如电磁力的载体就是光子,换句话说光子就是一片飞舞的电磁场(注意其静质量为0)。
综上所述,物质大体上可分为实物粒子和场物质,德布罗意公式λ=h/p表明二者在一定程度上是等价的。而相对论则更进一步把物质和能量等价起来,其讨论的物质并不是什么“新”的物质,而是包含实物粒子和场物质的总体,更不能片面的理解为实物粒子。
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