图7-5 庞加莱对钟
马赫敢于反对牛顿的思想,在当时很了不起,因为他居然敢说物理学祖师爷不对。他否定了牛顿的观点,认为一切都是相对的,直接反驳了牛顿为了证明绝对空间的“水桶实验”。爱因斯坦对马赫崇拜得五体投地,他觉得马赫说得太对了。
普朗克估计一看到开头就已经两眼发直了,这小子胆子真大,大家讨论了一百年的以太,他说扔就扔了;接着往下看,普朗克发现后边的东西更加毁三观——爱因斯坦把“同时性”给废了,他坚持两个基本的公设。
4.力学的事实是根据非欧几里得几何学描述的,非欧几里得几何学很麻烦,用起来不方便,但是它却像我们通常的空间一样是实实在在的。
庞加莱的思想很伟大,他的预见性非常准确地体现在这个光速各向同性的规定里,其实也已经否定了以太了。但是庞加莱迈出去半步,又把脚收回来了——他不能放弃收缩性假设,假如庞加莱不放弃,那么必然没办法丢掉以太。在洛伦兹的思想里,这个以太是绝对不动的,它其实就代表着绝对空间。庞加莱自己的思想也有矛盾,爱因斯坦看过的他的书,他的思想也对爱因斯坦的启发很大。
还以火车上飞行的苍蝇为例,火车速度是V1,苍蝇在车厢里,相对车厢飞行速度是V2,那么地面上的观察者看起来苍蝇是什么速度呢?按照伽利略变换,这事很简单,加加减减就搞定了。
图7-1 伽利略变换
洛奇旋转钢盘实验以太根本不会被拖动迈克逊-莫雷实验以太被地球完全拖动斐索流水实验以太被流水拖动了一部分恒星的光行差地球在以太里面穿行(以太不动)
庞加莱在1904年做的一次演讲中,讲到前面所描述的“相对性原理”,他是第一个完完整整地表述了相对性原理的人。他还预见到需要一种全新的力学,在这种力学里,光速将是不可逾越的障碍。普通的力学,是这种新力学在低速下的近似,在日常情况下可以好好地工作。
要说那时候的物理学界,已经慢慢地摸到了一场物理学革命的门槛上了,但是要跨越这道门槛,恐怕大家还有很多思想上的包袱。从理论上讲,摆在物理学家面前有个大矛盾:
5.《物体的惯性同它所含的能量有关吗?》
牛顿拥有什么样的观点呢?牛顿认为是存在绝对空间和绝对时间的。“绝对”与“相对”是两个颇具哲学意义的词汇,时间就像一条河流,它均匀地流动着,永不停歇,不依赖外界事物。论语里面也有记载,子曾经曰过:“逝者如斯夫,不舍昼夜”,看来牛顿和孔老夫子想到一起去了。既然时间不依赖外界事物,那么无论是你的时间还是我的时间,都是一样的。空间也是一样,空间也与外界事物无关,一米的长度,无论是在我看来还是在你看来,都是一米,这有什么可奇怪的呢?在大部分人的脑子里,这简直是不言自明的真理,无论你走到天涯海角,一个小时就是一个小时,全宇宙处处相等,如果你发现有差错,那一定是你的表坏了。
图7-7 带有爱因斯坦质能方程的美国核动力航空母舰“企业号”
假设观察者A飘荡在太空里,不受任何力的作用,那么他就是一个惯性观察者。那A根本无法分辨自己是在动还是不动,他完全不知道自己所处的状态。A看到有个观察者B从旁边延直线匀速飞走,那么B也是惯性观察者。只是A与B不是同一个参考系,但A与B两个参考系的力学规律完全一样。假如两个观察者做相同的力学实验,结果也应该是相同的。你必须选定一个参考系,才能讨论物理现象。一个现象,在A看起来是这个样子,在另外一个观察者B看起来又是什么样子呢?两个参考系之间,能不能相互换算呢?
不仅仅是空间是相对的,时间也是相对的,这还是靠思维实验来描述。爱因斯坦说,沿着直线排列一大溜的钟,这些钟彼此都是对准的,一个人沿着这条直线飞驰而过,他手里也端着一个钟,这个钟在事先也和其他的钟对好。他在路过一个个钟的时候,拿手里的钟和路边的钟做比较,会发现路边的钟与他的钟走的不一样了——路边的钟走得慢。反过来讲,路边如果有一位观察者的话,他也会发现,对方的钟慢了。空间收缩,时间延缓,这两个效应就被合称为“钟慢尺短”效应。
6.《布朗运动的一些检视》
图7-3 声波叠加
我们可以想象,普朗克作为《物理学年鉴》的主编,看到这一段的时候是如何三观尽毁。这是一个思想的突破口,同时性这个概念一旦被打破,很多东西就可以顺理成章地推导下去。爱因斯坦就以光速不变和相对性原理两条基本公设为前提,顺利地推导出了与洛伦兹完全相同的变换公式。但是这个公式的含义却与洛伦兹的理念不同,洛伦兹认为,他的变换公式是绝对空间与另外一个惯性参照系之间的换算公式,但是爱因斯坦早就放弃了绝对空间这种概念,爱因斯坦认为,这一套公式是任意两个惯性系之间的变换公式,尽管我们仍然称这个公式为“洛伦兹变换”,但爱因斯坦赋予它的意义与洛伦兹天差地别。自然而然,“洛伦兹收缩”也可以顺理成章地推导出来,还包括菲涅尔的“拖拽系数”。只是洛伦兹必须事先唠叨很多假设:假设以太存在,假设光会受到以太的影响……
1.《关于光的产生和转化的一个试探性观点》
庞加莱在《科学与假设》一书中提出了几个有预见性的思想:
● 相对性原理
比如说,在一列匀速直线运动的火车上,有一只苍蝇在飞(图7-2)。以火车为参照系的话,看起来很简单。假如以地面为参考系的话,地面上的人看来,苍蝇的速度是多少呢?显然这是火车速度和苍蝇飞行速度的叠加,简单的加加减减就可以算出来,因此这是中学物理最基本的一个运算,即“伽利略变换”。
V地面=V1+V2
假如换成声音呢(图7-3)?在火车上大喊一声,在地面上的人观察声音的速度,又会怎么样呢?其实道理还是一样,不过是把苍蝇的飞行速度,换成了声波的速度而已。声音依赖空气来传播,火车可是拉着一车空气跟着走的,这叫“完全拖拽”。因此,还是简单的加加减减就搞定了。
牛顿在伽利略的基础上提出,不看外界参照物的话,到底是在做匀速直线运动或者干脆是静止,根本没法分辨,做力学实验是分辨不出来的。不管你弄个摆锤测周期,还是弄个石头搞自由落体实验,最终的测量数据都一样。
奥林匹亚科学院不仅仅看马赫的书籍,还看庞加莱的书籍,庞加莱的《科学与假设》他们就热烈地讨论过。不过爱因斯坦后来不怎么提庞加莱,庞加莱也不提爱因斯坦,个中原委,恐怕只有他们自己知道。倒是奥林匹亚科学院的另外几个人都回忆说庞加莱的书他们曾经看过,而且讨论过。庞加莱就旗帜鲜明地支持相对性原理,也认为应该支持。
他突然开窍了:原来时间和信号的速度之间有着密不可分的联系。贝索先生倒是一脸懵圈,他并不知道自己哪句话启发了爱因斯坦。不出几个礼拜,爱因斯坦那篇划时代的论文就写完了,他在论文的后面还不惜笔墨地写上了感谢贝索先生花时间与他侃大山,给了他很大的启发,于是贝索先生这个打酱油的也一不留神跟随着《论运动物体的电动力学》这篇论文名垂青史。
1.没有绝对的空间,我们能够设想的只有相对运动。
这表明,质量和能量是一回事。横看成岭侧成峰,你观察的方式和角度不同,物质展示出来的形式也不同,可以是质量,也可以是能量。过去大家都知道的质量守恒定律和能量守恒定律,现在已经要合并在一起,称为“质能守恒”了。这个公式太过简洁优美,即使不懂物理学的人也很容易记住,可以说是物理学中知名度最大的公式。
2.《分子大小的新测定方法》
图7-2 运动叠加
洛伦兹对他的公式很满意,因为他的公式可以直接推导出斐兹杰惹-洛伦兹收缩,用他的变换公式代替伽利略变换公式。麦克斯韦方程不论怎么做变换,形式都不变。这时候有个物理学家叫佛格特,他跳出来了,说他1887年就已经推算出了这个公式。洛伦兹说你算错了,你把根号都弄到分子上去了,应该放在分母上才对,这不能算数。此时又有个科学家拉摩蹦出来说他1898年就算出来了,而且跟洛伦兹的公式是完全一致——拉摩的《以太和物质》里面已经给出了精确计算,他独立算出了跟洛伦兹一样的变换公式,而且也推算出了斐兹杰惹-洛伦兹收缩,比洛伦兹要早得多。洛伦兹也不服气,他1895年就算出来了,只是那时候计算出的是一阶近似,现在计算出的是二阶近似,他觉得自己做的显然更好。
伽利略在研究相对运动的时候,并没有这些名词概念。他只是坐到一艘全封闭的大船里,吩咐水手,开船的时候不要告诉他,船行驶要缓慢而且平稳,晃得太厉害就露馅儿了。实验的结果验证了伽利略的想法,他看不见窗外的景物,完全感觉不出船开着和停下有什么不一样,无论是测量钟摆,还是自由落体实验都没看出有什么不同(图7-1)。
在洛伦兹看来,以太是绝对不动的,以太基本上可以看作绝对空间坐标系的化身。洛伦兹在以前研究的斐兹杰惹-洛伦兹收缩的基础上,推导出了新的变换。这个变换形式要比简单的伽利略变换麻烦多了,但也并非不易理解,有中学的知识水平都能够理解。
C代表真空中的光速
图7-6 同时性问题
但是,就当时整个物理学界来说,爱因斯坦的论文并没有引起太大的波澜,直到他的论文引起了普朗克的注意。普朗克当时正担任《物理学年鉴》的主编,他一看,这篇论文写得不简单,思想非常大胆新颖。普朗克对爱因斯坦非常赏识,他觉得爱因斯坦简直是当代的哥白尼啊!人们要感谢普朗克,他有两个伟大的发现:第一个是发现了量子,第二个是发现了爱因斯坦。
现在,球已经摆到了罚球线上,大家还在彼此推让,洛伦兹还在观望,庞加莱在旁边指东指西的出主意提意见。磨叽了半天,就是没人起脚。庞加莱一看,皇帝不急太监急,干脆还是我来吧。他过去的思想都是发挥了作为哲学家的一面,现在要发挥数学家的那一面了。他在1905年写了一篇论文,叫做《电子的电动力学》,分析了光行差现象和迈克尔逊的实验。他提出:不可能存在绝对运动。又对洛伦兹的公式进行了整理,公式变得更简洁。“洛伦兹变换”这个名字也是他起的,他觉得这个荣誉应该属于洛伦兹。庞加莱还提出,收缩假设不再是个假设,是满足相对性原理的。现在他的状态,基本上已经站到了球旁边,摆好罚球的姿势,腿也抬起来了,正准备发力!突然发现:球已经被干净利落地踢进了球门,而踢球的不是自己!他不由得四下张望,旁边围观的广大吃瓜群众也十分不解,这是谁干的?谁?
要是换成电磁波呢(图7-4)?比如说一束光,火车上的一束光射向前方,毫无疑问,以火车为观察者来讨论,光速就是C,但是在地面上的观察者看到火车上这一束光,到底是什么速度呢?一大批物理学家们哭晕在厕所,因为电磁波可不是加加减减能搞定的了。说到底,是因为在那时候的物理学家们看来,电磁波是依赖以太传播的,但以太这东西太过诡异,实在是让人捉摸不透。
假如速度火车运行得很慢,而且苍蝇飞得也很慢,那么洛伦兹变换就约等于伽利略变换。毕竟光速太快,火车和苍蝇的速度都小得可怜。假如V1和V2近光速,折算出来的V地面也是接近光速,但撑死了也不会超过光速,光速是极限速度。
3.《热的分子运动论所要求的静液体中悬浮粒子的运动》
那时候,他们讨论最多的还是马赫的《力学史评》。马赫是一位奥地利的物理学家,也是哲学家,他在科学方面最大的贡献是发现了“激波”。为了纪念马赫在空气动力学方面的贡献。大家把速度与当地音速之比称为“马赫数”。他在哲学方面的影响也非常大,马赫的哲学思想被称为“马赫主义”,影响了后来的维也纳学派。马赫对很多过去的物理学思想持怀疑态度,对牛顿的绝对空间与绝对时间观念就非常反对。
所谓“参考系”,就是“观察者参考系”的简称。以谁的角度来观察物理现象,从参考系概念,又引申出了“惯性参考系”概念。在牛顿看来,假如一个观察者是在做匀速直线运动,或者静止,那么他就是一个惯性参考系,简称惯性系。惯性参考系也可以用牛顿第一定律来描述,一个不受力的观察者,就是惯性参考系。
爱因斯坦是思维实验的高手,他描述了一个思维实验(图7-6)来说明“同时性”的问题。他是这么描述的:在一列飞驰的火车上,天上打雷了。这个雷打得有点奇怪,在地下的观察者A看来,这一头一尾是同时被打中的;在车顶也有一位观察者B,他在火车的正中心,头尾到他的距离是一样的;人只能依靠车头车尾传过来的光来知道发生了什么事。火车在往前开,光速可是不变的,车头的光走得近,因为火车往前走,人是迎接飞过来的光;车尾的光走得远,因为车尾的光要多赶几步才能追上观察者。这下倒好,在列车中间的观察者看来,这两件事就不是同时发生的了。因此爱因斯坦说,绝对的时间观念是不存在的,因为观察者的不同,你觉得这件事是同时发生的,其他人看来可不见得是这样,那种放之四海皆准的统一的时间刻度并不存在。
庞加莱提出了一个有趣的思考,对后人的影响是很大的,那就是有关对钟(图7-5)的问题。他提出的问题是:假如巴黎有一个钟,柏林有一个钟,如何才能把两边的钟校准呢?最好是用光信号来对钟,毕竟两地相隔遥远。假如我发射一束光,从巴黎到柏林,柏林看到这一束光,就立刻对准他的钟。只要扣除从巴黎到柏林,光在路上花掉的时间,两边的钟就校准了。那么从巴黎到柏林,光要走多长时间呢?这是不知道的,你必须对好了两地的钟,才能知道光走这段距离的时间差。这样一来,就成了“鸡生蛋,蛋生鸡”的问题了。庞加莱想出了一个非常巧妙的办法,那就是在柏林放一个镜子,一束光发射到柏林,然后反射回巴黎。一来一回的这段时间,就是柏林到巴黎光信号传递的时间差的两倍,毕竟一段路跑了个来回嘛。这样的话,就可以顺利地对准柏林和巴黎的钟了。但是庞加莱思想的深邃绝不仅仅在于抖机灵,他又提出了一个问题:为什么能够使用这种办法来对钟,这种方法需不需要前提条件呢?这就是一个哲学家思考问题的方式,永远在拷问一个结论的适用范围和前提条件。
4.《论动体的电动力学》
假如两者速度接近光速的话(苍蝇和火车的马力真大),简单的加加减减根本就不好使。洛伦兹凑来凑去,凑出了一个公式。我们捞干的,只讲速度叠加,先看公式:
麦克斯韦电磁学与伽利略变换这两条理论是互相不兼容的,可是伽利略变换被认为是相对性原理的数学体现啊,这可麻烦了。
图7-4 光的叠加
有了这个思想,眼前豁然开朗,一个新的物理学时代就此到来。时间也是相对的,并不存在绝对的、统一的时间概念。爱因斯坦一开始也并没有能够想到这一点,后来在自己的心路历程中回忆到,那是一个晴朗的日子,他去找好朋友贝索先生,两个人就时间问题讨论了好久。
那时候的物理学家们已经知道了“同一地点”是相对的,比如说,有一位乘客在行驶的公交车上买车票,他把钱交给了售票员,售票员又把票交给了这位乘客。他们都觉得这是在同一个地点发生的事,因为乘客把钱交给售票员的时候,还有后面售票员把票交给乘客的时候,他们都站着没动,可以认为这是在公交车上同一地点发生的。但是,假如地面上也有一位观察者,他目睹了这一切,他会觉得,这两件事并非在同一地点发生。乘客把钱交给售票员是在某处,等到售票员把票交给乘客的时候,公交车已经开出去好几百米了,这两件事不是在同一地点发生的。所谓的“相对性”,就是不同的观察者,观察同一件事,看到的东西是不一样的。
并不是所有人都同意牛顿牛老爵爷的意见,莱布尼茨就不同意。莱布尼茨说时间不过是一连串事件的罗列。你看到过时间吗?没有啊!你看到的只是运动。沙漏里面沙子漏下是运动,河水流动也是运动,我们都是用周期运动来计量时间的,钟摆是周期运动,心跳是周期运动,电磁振荡还是周期运动。这一切的一切,概莫能外,没人能直接看到时间,我们只能看到运动。时间就如沙漏里面的沙子,不过是发生了一连串的沙粒掉落事件而已。
从实验上来讲,一连串的实验结果彼此相互矛盾:
小伙伴们都有疑问:到底运动学里的相对性原理,能不能在电磁学里适用呢?首先就要讲到参考系的问题。
庞加莱这个对钟的办法的确是需要前提条件,那就是光速一来一回是相等的。假如光从巴黎飞到柏林和从柏林飞到巴黎的时间不等,这个对钟的办法就根本不能用。庞加莱做出了一个规定,光正着走反着走,速度都一样,乃至于光朝任何一个方向走,速度都一样,术语叫做“各向同性”,这个前提是非常重要的。别忘了,假如按照过去的思想,光是靠以太传播的,地球在以太中穿行,以太相对于地球是有运动的。就好比小船在渡过一条河流,发动机功率又没变,顺流而下和逆流而上怎么可能是同一个速度呢?在迈克尔逊最初的想法里,光速显然不是各向同性的。
物理学的游戏规则就是如此,我们要用尽量少的假设来搭建整个理论体系,人为的规定越少越好。洛伦兹还是需要一个静止的以太,但是爱因斯坦根本就不需要这个劳什子,他只用简单的运动学就搞定了。不过在解决了一大堆过去非常头痛的遗留问题的同时,爱因斯坦也搞出了一堆奇葩结论,比如说“钟慢尺短”效应,爱因斯坦还是用思维实验来描述这个现象:假如有个人匀速沿着直线从你面前飞驰而过,他手里拿着一把一米长的尺子,你也拿着一把一米长的尺子;飞驰而过的一瞬间,两个人相互对比了一次尺子,双方都觉得,对方的尺子比自己的短,尺子在运动的方向上会发生收缩现象。洛伦兹他们一帮物理学家以前就为这个收缩伤透了脑筋,他们认为这是真的缩短了,因此想法子用各种实验去检测。其实这不是真的缩短了,而是因为双方的运动状态不同,因此他们有着不同的空间尺度,所以才会出现匪夷所思的一幕:双方都觉得自己的尺子长,对方的尺子短了。
米涅娃回到了爱因斯坦身边,她一边带孩子一边操持家务,爱因斯坦的小屋开始变得干净整洁。爱因斯坦平时去专利局上班,办公室就在邮电大楼的四楼,视野十分开阔。好友贝索先生也来到了专利局工作,他们成了同事。爱因斯坦仍然喜欢业余时间与“奥林匹亚科学院”的成员碰头讨论科学问题,朋友们尊称爱因斯坦为“院长”,爱因斯坦也经常称呼另外一位成员哈比希特为“冷血的老鲸鱼”或者“干瘪的书虫”。索洛文和贝索先生也常来参加。小伙伴们相处得非常融洽,互相之间开开玩笑,偶尔恶作剧一下,也是很常见的事。
美国核动力航空母舰“企业号”(图7-7)庆祝服役四十周年,水兵们就在甲板上摆出了这个质能方程。
到了1907年,爱因斯坦在一篇新的论文——《关于相对论原理和由此得出的结论》中明确描述了这种现象,在第十一节里他描述了“质量对于能量的相依关系”,一系列的公式经过不断简化,得到了一个非常漂亮的公式:
1.相对性原理
我们在100多年以后回望这段历史,会非常敬佩那个年纪轻轻的毛头小伙子爱因斯坦。很多人死活都不放弃以太这个东西,美国的迈克尔逊一辈子念念不忘这个“可爱的以太”,当时掀起了一股“保卫以太”运动,英国的汤姆逊甚至在1909年还宣称:“以太并不是思辨哲学家异想天开的创造,对我们来讲,就像我们呼吸的空气一样不可缺少。”爱因斯坦很崇拜的哲学大神马赫,也不承认爱因斯坦的理论,洛伦兹也不同意爱因斯坦的观点,尽管爱因斯坦推导的公式和他的一模一样。洛伦兹倾向于放弃相对性原理,爱因斯坦的两条公设里面就有相对性原理,于是洛伦兹为了区别爱因斯坦的理论和自己的理论,把爱因斯坦的理论称为“相对论”。对于这个名字,爱因斯坦并不认为是自己理论的精髓,因为相对性原理由来已久,并非自己的独创,他更加偏爱光速不变原理,这才是他自己的独创,也是整个理论的支柱。不过后来大家叫开了,都叫相对性原理,爱因斯坦也就逐渐接受了这个名字,相对论就相对论吧。
爱因斯坦还得出了另外一个结论,那就是光速是一切运动速度的上限,没有任何有质量的物体运动速度能超过光速,也没有任何信号的传播速度能超过光速。爱因斯坦在电磁学部分还讨论了电子动能的问题:假如可以超过光速,那么电子的动能会出现无穷大的情况,这显然是不可能的。动能无限大,其实就是质量无限大,质量的大小似乎跟蕴含的能量是相关的,而且质量是包含能量的直接度量。这个思想在爱因斯坦给哈比希特的信里提到过。当时,放射性已经被发现了,爱因斯坦希望能用放射性来证明自己的设想,比如说,镭盐辐射出了一定的能量,那么质量必定会有变化。
在专利局小职员爱因斯坦自己看起来,1905年是不平凡的一年。他非常兴奋,在给奥林匹亚科学院朋友的信里,也抑制不住自己的开心——他这一年有六篇论文是分量最重的:
爱因斯坦的支持者不算多,但是质量很高,以普朗克为首的一波大牛力挺爱因斯坦。但是,一个法国人把一道难题摆到了爱因斯坦的面前,这个难题至今还是物理爱好者津津乐道的问题,也是各类科幻题材常用的一个理论。这到底是什么问题呢?且听下回分解。
在这两条前提之下,可以推导出整个体系。
3.发生在不同地点的两件事是不是同时的?我们甚至也没有直接的办法来知道。
● 麦克斯韦电磁学
由此可见,“同一地点”是相对概念,并不是各种状态的观察者看到的都是同样的情景。物理学家们普遍都知道这回事,但是大家都觉得:“同时性”是不会有问题的。比如说七点钟火车到站了,那么意味着手表指针指向七点和火车到站这两件事就应该是同时发生的,在路边蹲着的人看到这件事同时发生;在飞速驶过的火车上看,这件事也同时发生;在天上的鸟看来,这两件事还是同时发生的。但爱因斯坦并不这么认为,他认为:在光速不变的情况下,“同时性”也是相对的。假如观察者的状态不同,他不见得会看到这两件事同时发生。
爱因斯坦一顿抱怨过后,指出现实中的困难。一系列妄图证明地球相对于光媒介运动的实验都失败了,大家想找以太,找来找去也找不到。“光在虚空之中,总是以固定的速度传播,跟光源无关”,这应该是一条公设,公设是一切数学推导的基石,不需要光以太这种概念,以太是多余的。
● 伽利略变换
数学家庞加莱在旁边围观好久了,不由得感叹——贵圈真乱!物理学家们掰扯不清,看来需要他这个数学家兼哲学家出手了!
2.没有绝对的时间。大家都认为钟摆摆过来和摆过去时间是一样的,真是这样吗?我们根本没有任何办法来直接比较过去的一分钟和未来的一分钟是否相等。
第一篇讲述的是光电效应,他提出了“光量子”概念。爱因斯坦日后凭这篇论文拿下了诺贝尔奖,他自己也说是“非常革命的”。其实每一篇分量都很重,都不亚于他拿诺贝尔奖的第一篇论文。一个人在短短的一年之内就拿出来这么多高质量的论文,的确是个奇迹。但是最有里程碑意义的是第四篇论文,因为在现在看来,这一篇论文是一场不折不扣的物理学革命。
那么爱因斯坦的论文到底写了些什么,引得普朗克赞赏有加?首先,爱因斯坦一上来就表达了不爽,就拿当年法拉第做的那个螺线管实验来讲吧,一个螺线管,假如有个磁铁从里面快速地抽出来,螺线管就会感应出电流,这个实验恐怕中学也都演示过。但是按照现有的电动力学来看,螺线管固定不动,抽动磁铁是一回事儿,反过来,磁铁不动抽动螺线管是另外一回事儿。这两个过程的计算方法完全不同,虽然最后的结果是一样的,造成这种问题的罪魁祸首就是所谓的“绝对空间”。拿出这样不对称的理论,大家有脸没脸啊?这样的理论,实在是不够优美。
E=mc2
2.光速不变
爱因斯坦和奥林匹亚科学院的小伙伴们都深知这个问题极其麻烦,按照麦克斯韦的电磁学理论,这个速度就是C。人家算出来的结果与观察者没啥关系,但是这显然跟大家公认的“伽利略变换”相矛盾。这事儿让物理学家们极其痛苦,为什么机械运动与电磁运动是那样的不同,能不能把电磁与机械运动统一起来呢?电动力学不就是干这个的吗?爱因斯坦陷入了深深的思索……