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  • 1 # 科學謎航

    1887年,邁克爾遜莫雷實驗終結了以太假說,讓當時的人們意識到光在真空中是不需要媒介就能傳播的。在此之前,麥克斯韋創立了電與磁的統一理論,預言了電磁波的存在,並指出了光速的值和電磁波傳播速度是一致的,從而人們意識到光就是電磁波。再者洛倫茲首先提出了洛倫茲變換,它有別與傳統的伽利略變換。

    1905年,主人公愛因斯坦登場了,正是基於以上的這些前人做出的貢獻,愛因斯坦從光的角度出發。

    假設了光速不變性,以及認為相對性原理是物理學的終極理論,所有的物理學定律都應該被相對性原理限制,不滿足相對性原理的公式都應該被改造成滿足相對性原理的形式。這就是說一切物理‬定律‬應該在所有慣性系中均有效,或者說,一切物理定律(除引力外)的方程式都應該在洛倫茲變換下保持形式不變。

    在此之前,麥克斯韋方程組就是不滿足相對性原理的,所以愛因斯坦改造了它,並發表了<<論動體的電動力學>>,從而創立了狹義相對論。他對狹義相對論的思考主要來自於麥克斯韋方程式與牛頓力學的不相容性,以及光速在式中永遠為常數的特色。至於他的洛倫茲變化形式是他獨立推匯出來的,事先並未知曉洛倫茲已經做出了這個工作。

    至於廣義相對論,那不是隻言片語可以講明白的,廣義相對論一出來就把狹義相對論的慣性系給斃了。

    我們來看看它的兩個基本原理是:一,等效原理:慣性力場與引力場的動力學效應是區域性不可分辨的;二,廣義相對性原理:所有的物理定律在任何參考系中都取相同的形式。

    根據廣義相對論,引力的本質其實是物質彎曲時空產生的幾何效應。物體(或者能量)處於時空中時,時空的結構會被彎曲。在彎曲時空中,物體會沿著測地線運動,從而讓我們觀測到引力效應。

    愛因斯坦花了10年的時間從狹義到廣義,期間還學習了黎曼幾何,最後猜出了引力場方程,成功解釋了水星近日點進動和光線彎曲的問題。在目前的計算中,廣義相對論的精確度遠遠高於牛頓力學。

    但是它是否是引力的最終理論,還是存在疑問的。

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