歐幾里得172、牛頓力學大廈轟然倒塌、洛倫茲變換、相對論的誕生
2019年5月5日晚上19點28分,網友“芝罘(fú)山人”在貼吧開了一篇名為“從歐幾里得到愛因斯坦——漫話科學史 第一話 關於公理化方法…”的帖子。
…罘、貼吧:見《歐幾里得1》…
…
2019-05-12 15:44,芝罘山人:訊息一出,物理學界迎來了一場大地震,各路人馬議論紛紛,牛頓力學的大廈轟然倒塌。許多人都接受不了,想方設法從牛頓的框架裡給出解釋,無一例外全部失敗了。
…訊息:邁克爾遜和莫雷設計了一個巧妙的實驗,試圖測定光在不同線路下傳播的時間差,以此計算出地球相對於以太的運動速度。結果令人震驚,不管怎麼測,測出的結果都是0,這也就意味著,以太根本不存在,光速在所有參考系中的速度都是同一個值。麥克斯韋對了,牛頓錯了…見《歐幾里得171》…
就當物理學眼看大廈將傾的時候,一個年輕人站了出來,他叫愛因斯坦。在愛因斯坦看來,這些紛紛擾擾、核心就是一個字——慫。不就是牛頓錯了嗎?不就是光速不變嗎?“只不過是從頭再來”。從光速不變這一事實,愛因斯坦開始了他構築全新物理學體系的征程。
…體、系、體系:見《歐幾里得27》…
首先,愛因斯坦開始思考,牛頓的力學體系,到底是哪裡出了問題呢?
在愛因斯坦之前,物理學家洛倫茲就指出,牛頓構築力學體系所依賴的公理,除了三大定律以外,還有一條,就是“伽利略變換”,即在變換座標系的時候,物體在新座標系中的速度即為其在舊座標系中速度,與新舊座標系相對速度的矢(shǐ)量和。
…洛倫茲(荷蘭物理學家)一般指亨德里克·安東·洛倫茲…
…亨德里克·安東·洛倫茲(1853年7月18日~1928年2月4日),英文名:Hendrik Antoon Lorentz。近代理論物理學家、數學家…
…公、理、公理:見《歐幾里得1、2》…
…定、律、定律:見《歐幾里得79》…
洛倫茲推翻這一根深蒂固的“常識”,代之以自己的“洛倫茲變換”。
洛倫茲變換很好的解釋了為什麼光速在任意座標系下均為同一個值,也引入了“時間上的相對性”概念。
…相、對、相對:見《歐幾里得69》…
…性:1.物質所具有的效能;物質因含有某種成分而產生的性質:黏~。彈~。藥~。鹼~。油~。2.字尾,加在名詞、動詞或形容詞之後構成抽象名詞或屬性詞,表示事物的某種性質或效能:黨~。紀律~。創造~。適應~。優越~。普遍~。先天~。流行~…見《歐幾里得10》…
…概、念、概念:見《歐幾里得22、23》…
但是愛因斯坦並不滿足。因為洛倫茲變換從本質上來說,仍然是在牛頓框架下,特別是,洛倫茲將光速不變解釋為在變換規則下的巧合,而不是真空中光的固有性質。
…本、質、本質:見《歐幾里得22》…
…性、質、性質:見《歐幾里得37》…
愛因斯坦認為,牛頓力學的根本矛盾,在於他的絕對時空觀,即在所有參考系下,時間的流逝速度均絕對相同。但是,如果拋棄掉絕對時空觀,又應該如何引入新理論呢?
…矛、盾、矛盾:見《歐幾里得72》…
…絕:甲骨文寫作圖1,左部像一束絲(“糸”),右部是“刀”,整個字表示用刀將絲隔斷,義為斷絕。
此字始見於商代甲骨文及商代金文,其古字形像以刀斷絲,有的在“絲”中部加橫畫表示斷絲。絕的本義是斷,引申指窮盡、不再接續。
用作修飾語,指已到極點的,不能再繼續或超越的。
再引申作副詞,表示沒有餘地、絕對、全然,後面常跟否定詞。
還作形容詞用,表示極少有的。
字義:1.斷:隔~。絡繹不~。
2.窮盡;沒有出路的:~望。彈盡糧~。~境。
3.副詞。1.極:~大多數。~妙。2.全然;絕對:~無其事。
4.獨一無二的:~技。
5.氣息中止;死亡:氣~。悲痛欲~…
…對:見《歐幾里得39》…
…絕對(百度百科):指沒有任何條件限制,不受任何限制…
…絕對(百度漢語)2:1.與“相對”相對。沒有任何條件的;不受任何限制的:~真理。~服從。反對~平均主義。
2.屬性詞。只以某一條件為根據,不管其他條件的:~值。~溫度。~高度。
3.完全;一定:~正確。這些我都檢查過,~沒有錯兒。
4.最;極:我們的同志~大多數都是好同志…
…絕對(科學名詞)3:絕對是一個框架,不渉及具體概念,但不能脫離具體概念存在。絕對的廣義定義是:如果一件事物的概念不受其它任何概念的影響,那麼此概念就是絕對概念…
…理、論、理論:見《歐幾里得5》…
愛因斯坦注意到,在牛頓力學中,兩個物體之間的距離,是不會隨參考系的改變而改變的。愛因斯坦將這一概念做了推廣,他認為,如果將時間視為三維座標之外的第四個座標,那麼由這四個座標構成“四維距離”應該是不隨參考系改變而改變的。
由此為基礎,結合洛倫茲變換,愛因斯坦創立了狹義相對論,並且將原牛頓力學下的已有結論、給出了相對論框架下的新解釋或者新定義。相對論作為一座新的物理大廈屹立在大地之上。
…定、義、定義:見《歐幾里得28》…
“公理化方法是科學的一條腿,觀察實驗是科學的另一條腿,兩條腿一起走路,科學才能發展。缺失了觀察與實驗,邏輯推演就變成無聊的文字遊戲,缺失了公理化方法,觀察實驗就是在黑暗中摸索,摸到什麼全憑運氣。
請看下集《歐幾里得173、缺失觀察與實驗,邏輯推演就變成無聊的文字遊戲》”
若不知曉歷史,便看不清未來