理论体系大同小异──对《等速条件下的空时对称理论》一文的几点看法

爱因斯坦的狭义相对论及其时空观点只能是客观世界的近似反映,有它的局限性和适用范围.随着生产实践和科学实验的进一步发展,必然要对狭义相对论的理论体系进行重新审查,它很可能面临与牛顿刀学同样的命运,也就是说,很可能被作为某种特殊情况而纳入一个适用范围更加广泛的新的理论体系之中.这个新的理论的时空观点必然同狭义相对论的时空观点有所不同.这几点已是多数人的看法了.秦元勋同志企图突破狭义相对论的理论体系,其精神是应当肯定的. 然而秦元勋同志的文章《等速条件下的空时对称理论》(见《物理》杂志第四卷第一期,以下简称为“该文…     

介绍一道相对论例题

相对论时空理论(即洛仑兹变换及其推论:同时 的相对性、爱因斯坦延缓、洛仑兹收缩、讯号速度的 极限和速度相加定理)[1],是狭义相对论的重点和难点 之一;同学们在学习了这部分内容以后,不仅感到概 念抽象,而且在处理作业时遇到困难较多.因此,主 讲教师在讲完这部分内容以后,总要举一两个例题, 为了节省学时,又要顾及较多的内容,一般应该选取 一例多能、复盖面大且难度适中的例题.笔者选用了 一道求时空坐标的例题,现介绍如下,以供参考. 例题:两个惯性系S和S'上各自放置若干时钟, 各自认为自己系的诸时钟同步,S'系以速度v沿S系 的x轴运动.…     

相对论原本

本文介绍了在创建狭义相对论的过程中,"思想实验"和欧几里得《几何原本》对爱因斯坦的启发和影响.爱因斯坦是狭义相对论的唯一创建者.     

在现代物理学里感觉到老庄思想的光芒

相对论和量子力学是在本世纪建立起来的物理学理论,是现代物理学的两大基础.由于它们所涉及的多半是我们日常生活经验之外的自然规律,所以其中有些概念很难用我们日常生活中的直观感觉去理解.最近读到关洪教授的新著《量子力学的基本概念》一书[1],看到他引用老子的话来阐明量子力学,感到很有意思.我在近年来的教学中,也常引用庄子的话来阐明狭义相对论.现将这两个例子写出,以就教于读者.一 关洪教授在《量子力学的基本概念》一书中所讲的如下: “道.可道.非常道. 名.可名.非常名.” 篇首所引语录,是《老子》里开宗明义的两句话.近读汤川秀…     

再论洛仑兹关系的协变性及其速度的含义

洛仑兹关系式 F=qE+qv×B通常也称为洛仑兹力公式,它与麦克斯韦方程组一起,给出了电动力学的基本规律.在宏观电磁现象中,洛仑兹力公式和麦克斯韦方程组是普遍成立的,并适用于一切惯性参考系,具有相对论协变性. 公式F=qE + qv×B中的速度v,与E=0时,公式F=qv×B中的速度v,含义完全相同,是指电荷相对于观察者的速度,也就是电荷相对于与观察者固接的参考系的速度.但最近有的作者又一次强调[1],它也是电荷相对于磁场的速度,应当把“总是误认为公式中的v是带电粒子相对于导体或磁场的速度,实际上应当是指相对于观察者的速度[2]”改为“总是误…     

高速运动物体的表观长度和Terrell转动

一、运动尺子的表观长度 在阐述狭义相对论的文章或教科书中,处处要提到“观察者”,且总是把“观察者”依附于某一参照系,以说明某事件的空一时特征,这无疑是一种方便的表述方法.但当我们读到“从S系中的观察者看来……”这一经常使用的口头语时,就需十分小心了.这种表述容易造成一种假象,以为某观察者真的可看到或观察到他所在的参照系中在同一瞬时发生的各事件的总图象.事实上这是不可能的,因为观察者只能直接了解他所在地点的事件,而别的地方在同一瞬时发生的事件只能依靠某种信号(如光信号)的传递才能得知.一切信号的传递速度都是有限…     

关于高速运动物体视形状的研究的进展

狭义相对论建立以后,人们认为洛伦兹收缩是可以用照相方法拍摄下来的.时隔五十五年,这件事发生了戏剧性的变化,这主要是由于 Penrose,Terrel和Weiskopf等人的文章的发表.他们文章的基本结论陈述为:“一个运动的球体总是显现为一个球”;“洛伦兹收缩是不能拍照的”;“一个运动中的物体只有表面上的一种旋转”.这些结论使人们在这个问题上的看法来了个180°的转弯.这种观点逐渐进入教科书.我国从六十年代中期开始介绍了Terrel等人的观点.然而深入的研究表明,Terrel等人的观点忽视了高速运动物体视形状的一些主要特征,容易使人误解.国外在六…     

爱因斯坦与物理规律的协变性

爱因斯坦是２０世纪最伟大的物理学家,他毕生从事理论物理学的研究工作,在物理学的六个领域──狭义相对论、广义相对论、分子运动论、量子论、科学宇宙学和统一场论中都作出了巨大贡献．爱因斯坦不仅是一位伟大的科学家,也是一位富有哲学探索精神的杰出的思想家,从协变性思想出发,建立相对论的过程正是爱因斯坦科学思想的一个体现．本文试图阐明爱因斯坦在建立狭义相对论和广义相对论的过程中,协变性思想起的重要作用,介绍近几十年来,协变性思想对理论物理学发展的推动作用． 一、狭义相对论与洛仑兹协变性 顾名思义,“协变”一词…     

运动磁铁场中的电磁感应

本文用狭义相对论讨论运动磁铁场中金属棍内的电磁感应现象，分析观察者测得的电场的起源和性质，介绍“表观电荷”的概念，并从路的角度对棍中的感应现象进行分析．     

狭义相对论中动尺收缩效应之认识

1905年,爱因斯坦创立了狭义相对论,从而把牛顿力学中对宏观低速物体的研究推广到高速运动的物体,得到了一套崭新的时空观.动尺收缩是狭义相对论时空观的经典效应,狭义相对论时空观的基础是同时的相对性.因此同时的相对性与动尺收缩效应存在必然的联系.     

简评《空间与时间》一书

去年出版了一本书名为“空间与时间”的小册子[1].其后,该书作者(以后简称作者)又通过各种形式进一步阐述和宣传该书的基本观点.从这些宣传中,可以看到,作者认为他已经达到了下列目的: 1.介绍狭义相对论的基本概念; 2.批判爱因斯坦空时理论体系,创立作者称为“空时对称理论”的新体系,突破相对论. 他究竟是不是已经达到了这些目的呢?对此,我们有完全不同的看法.我们愿意在这里谈谈我们的意见,与作者商榷. 一、相对论是相对真理.渗进爱因斯 坦体系中的唯心论、形而上学和相 对主义应当批判 十九世纪后期,人类的生产实践和科学实验有了很大的…     

关于高速运动物体视觉形象的讨论

讨论了高速运动物体上面元的朝向与可见性的关系．用狭义相对论进行了简单的理论计算,结果表明高速运动物体的可见部分正是经“Terrell转动”后“朝向”观察者的部分,该结论体现了狭义相对论的完美和对称．     

运动的带电金属板所产生的光电效应及其电学特性

首次将带电金属板所产生的光电效应和狭义相对论巧妙的结合起来,进而得出在地面观察者看来:运动的带电金属板间的电压会变小,电场强度不变,电容变大.     

浅谈狭义相对论的三个效应

狭义相对论中由"光速不变"而产生了三个常见的相对论效应:时间膨胀、长度收缩和同时的相对性.实际上,光速不变原理所导致的效应不止这些,下面就介绍三个很有意思的相对论效应:前灯效应(headlight effect)、光行差效应(aberration effect)和角压缩效应(angular compresson effect).     

迈克耳孙实验对创立狭义相对论起了决定作用吗?

近年来,我国物理学界对如何评价迈克耳孙实验在创立狭义相时论中的作用,发生了热烈的争论.一种意见倾向于:根据爱因斯坦本人的许多言论,迈克耳孙实验在创立狭义相对论的过程中并未起直接的作用,甚至连1905年以前爱因斯坦是否知道这个实验也还有疑问;另一种意见倾向于:爱因斯坦不仅知道这个实验,而且正如过去多数学者和教科书所说的那样,这个实验对创立狭义相对论起了决定性作用.两种意见都有爱因斯坦本人的言论为据:前者举出他晚年一系列谈话和信件,后者则根据1982年才发现的爱因斯坦1922年在日本所作的《我是怎样创立相对论的?》讲演(发表…     

我的学习与研究经历

<正>1933年到1937年我在北平崇德中学念了四年书,从中一到中四.崇德中学当时有差不多三百个学生,有一间很小的图书馆,我常去里面翻阅各种杂志和书籍.我第一次接触到二十世纪的物理学就是在那间图书馆内看到了Jeans的《神秘的宇宙》中译本(见图1).Jeans把1905年的狭义相对论、1915年的广义相对论和1925年的量子力学用通俗的语言描述,使得我发生了浓厚的兴趣.     

关于普物教材中洛仑兹变换的推导

(一) 近年国内外出版的普物教材中,普遍对狭义相对论作了初步介绍,其中有些还以简明的方式,对洛仑兹坐标变换公式作了推导。在这些推导中,往往包含一个未加论证的论断,就是:“若惯性系 S’对惯性系 S的速度为(+v), 则 S系相对于S系的速度为(-v)。”① 在经典力学中,这是显而易见的。显线一点说,考察S系和 S’系的原点o和o’.“S’对S的速度为。”意味着在单位时间内o和o’的距离增加v由于经典力学中时间间隔和距离均为绝对量,故对S’系来说,o点在单位时间内同样应(向相反方向)移动了距离v──即“S系对S系的速度为(-v)” 在狭义相对论…     

物理学时空观必须变革

《物理》杂志年来发表了不少关于相对论讨论的文章,对这些文章的观点,我们认为存在着下述问题:　1.所谓相对论问题,实质应是时空观的问题,如果眼光仅局于突破相对论或光速不变的圈子,这样就难以认清当前发展物理学时空观所需抓的主要矛盾是什么. 2.要使讨论不致脱离物理学实际,必须首先弄清现有时空观与实践是否存在尖锐的矛盾,矛盾又是什么。 3. 我们认为,主要矛盾不在于光速及狭义相对论;现在的物理学基本概念(包括物质和时空的观念)与实验的冲突在于我们碰到了物质时空的另一个层次,而理论则与此脱节.因此,现在时空观念应被推翻的是时空…     

《从零学相对论》连载

第1讲 狭义相对论的引入 相对性原理是牛顿力学的一个重要出发点.然而,麦克斯韦(以下简称麦氏)的电磁理论问世之后,相对性原理曾一度遭遇过严峻的挑战,最终导致狭义相对论的诞生.因此,要介绍狭义相对论的引入动机,有必要讲清以下三个问题: 1.什么是相对性原理? 2.麦氏电磁理论为何曾一度对相对性原理提出过严峻挑战? 3.上述挑战如何诱发爱因斯坦创立狭义相对论?     

这样的“体系”好吗?──与秦元勋同志商榷

列宁教导我们:“任何关于物质构造及其特性的科学原理都具有近似的、相对的性质;自然界中没有绝对的界限……”1).作为物理原理的狭义相对论也只能是客观世界的近似的反映.爱因斯坦在建立相对论体系时,渗进了唯心论、形而上学及相对主义的反动哲学思想,把相对论绝对化,甚至把其中一些原理歪曲为主观任意的东西,在物质观、时空观、运动观等方面也有许多问题,这些观点是阻碍科学发展的,应该批判. 但是,要突破相对论,必须以毛主席的哲学思想作指导,以实践作基础.从这个角度看,我们认为,秦元勋同志的文章[1](以下有时简称“该文”)有一些重要问…