关于相对论问题

爱因斯坦相对论是近代物理学的重要部门,它的物理思想以 及若干成果,深刻地影响到物理学的许多领域,围绕着与相对论有关的许多 问题的研究和讨论,一直是人们所关心的．自然科学不是上层建筑,但它要 靠人去搞,就可能渗进一些人的阶级意识．事实上,围绕着相对论的许多争 论,已经超出了一般学术讨论的范围．必须重视相对论研究和讨论中两个 阶级、两条路线和两种哲学思想的斗争．这里我们摘录了部分读者来稿、来信中关于相对论问题的一些看法,供大家参阅．     

相对论和光速不变原理

“狭义相对论”提出已有半个多世纪了.人们总是认为它有一个“光速不变”的基本假设.为了证明这个“基本假设”是否成立,布置了一系列光学实验来加以验证.不少人担心,有朝一日这类实验测出光速有变动,是否会威胁、动摇相对论的基础并进而推翻整个相对论理论.相对论难道就这样时时面临着从实验结果可能来的威胁吗? 相对论将麦克斯韦电磁理论和洛伦兹电子学说的有关物理学总汇归纳到空间、时间及其与物质运动相互关系的基本正确认识上,补充发展了牛顿的经典力学,它的已有成就是值得肯定的.我们根据辩证唯物主义的原理,认真分析了整个相对论体…     

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…     

双程光速不变和洛伦兹协变性

狭义相对论的巨大成就并不在于用狭义相对性原理和光速不变原理两条基本假设导出了洛伦兹变换,而在于进一步指出洛伦兹协变性是物理理论成立的普遍条件,从而使相对论原理成为一个普遍的原理,而在理论研究中应用这一原理取得了积极的实际成果,狄拉克将量子力学相对论化,使方程也满足“洛伦兹协变性”,预言了正电子的存在就是一例. 虽然相对论原理日益得到广泛应用,但也有不少人为“双生子佯谬”这一类问题苦脑着,从而怀疑狭义相对论据以建立的两条基本假设的正确性.有人认为:既然光速不变原理从未得到直接的实验检验,是否允许舍弃“光速不变…     

复合粒子量子场论中关于共轭场量和波函数的定义问题

本文讨论了复合粒子场论中如何定义共轭场量以及束缚态的相对论波函数的可能形式,还提出了同时解决这两个问题的可能途径.     

关于相对论动量定义式的推导方法

指出部分大学物理教材中，用完全非弹性碰撞方法推导相对论动量定义式时，必须附加系统质量守恒这一“预期论据”，从而存在着违反逻辑规则等问题．     

华罗庚与爱因斯坦相对论及其扩展——纪念华罗庚诞辰一百周年

华罗庚先生运用矩阵几何与投影几何,研究并简化了爱因斯坦狭义相对论的基本原理,得到惯性运动的对称性,并促进了对德西特不变的狭义相对论的研究.他的深入考察至今仍引领着我们如何面对精确宇宙学的挑战.爱因斯坦相对论作为以宇宙常数Λ>0为特征的宇观物理学的基础面临疑难.相对性原理应该扩充到具有两个不变普适常数c和l,具有24个生成元的惯性运动对称性的相对性原理.于是,存在庞加莱、德西特和反德西特不变的3种相对论,伴随着对偶庞加莱运动学,它们构成相对论三位一体.取……,德西特相对论提供宇观尺度之新运动学,亦可避开相对性的宇宙佯谬.华老不仅是大数学家,而且是大思想家和大教育家,是一位为复兴中华民族而奉献终身的伟大代表.     

关于对相对论动量定义式的推导方法

指出部分大学物理教材中，用完全非弹性碰撞方法推导相对论动量定义式时，必须附加系统质量守恒这一“预期论据”，从而存在着违反逻辑规则等问题。     

如何开展关于相对论问题的讨论(读者来信摘登)

上海市梅陇中学褚君浩 相对论是现代自然科学中一个重要理论,是现代自然科学的“支柱”.以前有些人把相对论视为完美无缺,丝毫不能触犯.现在我们用马列主义、毛泽东思想来分析一下,就可以看出,在这个理论中充斥着形而上学和唯心主义的东西. 对于这种自然科学中的唯心主义、形而上学观点要不要批判,怎样批判?这是一个重要的问题.自然科学理论中的恩想斗争从来不是孤立的,归根结底是两种哲学思想,两种世界观的斗争,它从属于无产阶级和资产阶级的政治斗争.我们当前开展的关于相对论问题的讨论,对促进自然科学领域的革命大批判,巩固无产阶级专政…     

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…     

相对论核多体研究进展

简要评述了相对论核多体理论最近的发展及其在核物质和有限核的微观描述方面的应用 ,所涉及的理论框架主要是相对论 Brueckner- Hartree- Fock理论和相对论平均场理论 .例举了某些最新的应用领域 ,同时也讨论了若干待解决的问题和可能开展的工作. Relativistic many body methods, which include the relativistic Brueckner Hartree Fock (RBHF) theory and the relativistic mean field (RMF) approach, were introduced, while their progress and application for nuclear matter and finite nuclei were presented. The open questions in this field and the trend in future were also discussed.     

超光速存在吗？

本文通过实例说明自然界确实存在超光速现象，但这与狭义相对论并不矛盾。问题在于狭义相对论说的是“实物粒子的速度不可能大于真空中的光速”，它并没有排除存在超光速现象的可能性。     

光子与相对论麦克斯韦分布电子散射截面的蒙特卡罗计算方法

高温全电离等离子体的辐射输运问题中,光子与电子的Compton散射与逆Compton散射是其中重要的特性,光子与相对论麦克斯韦电子散射的描述及截面的计算非常复杂且费时.本文提出了一种用于模拟计算光子与相对论麦克斯韦速度分布电子散射截面的蒙特卡罗计算方法.给出了各步骤的具体实现办法,推导了对应的计算公式,研究了相对论电子速率抽样方法,编写了光子与相对论电子散射的微观截面的蒙特卡罗计算程序.开展了高温全电离等离子体中,不同能量光子与不同温度电子散射的微观散射截面计算和分析.模拟计算结果显示,在电子温度低于25 keV情况下,本文方法与多重数值积分方法的计算结果非常接近;但随着电子温度继续升高,二者差异逐渐增大并较明显,经分析,可能是本文方法目前的电子速率抽样偏差所致,希望将来能够找到更好的相对论电子速率抽样方法以克服此缺陷.     

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…     

四维速度在狭义相对论中的承前启后作用分析

四维速度矢量在狭义相对论中具有承前启后的作用,一方面关联着光速不变原理决定的相对论四维时空,另一方面关联着相对性原理决定的协变力学定律和电动力学定律.长期的教学实践表明,重视和加强四维速度矢量及其承前启后作用的教学,可以更有效启发初学者理解狭义相对论的来龙去脉和理论体系,更有利于促进他们夯实物理基础.     

长杆的相对性转动

本文主要通过回顾和重新考察狭义相对论下长杆的匀速转动研究,指出伽利略公式在狭义相对论框架下是不自洽的.利用惯性系下的狭义相对论传递公式,通过连分数和递推关系,导出狭义相对论下匀速转动长杆的转速公式.这一相对性转动公式中,转动线速度总小于光速的情况,从而伽利略转动公式中的视界问题得到解决.文中还验证了相对论转动公式的自洽性,并比较了相对论长杆转动和经典转动的横向多普勒频移,其结果可用于检验相对性转动公式.     

想象力比知识更重要——从相对论的起源谈起

文章介绍了爱因斯坦相对论的起源,并对学校教育进行了思考.相对论起源于爱因斯坦对光速问题与相对性问题的研究,从相对论的起源与建立不难发现,其中最具关键性作用的并非人们的既有知识,而是爱因斯坦超乎寻常的想象力.相对论的起源充分证明,在推动科学发展的知识创新活动中,想象力与创新精神比知识更重要.人的知识是有限的,然而想象力是无限的,想象力与创新精神是知识进化的源泉.学校教育的目的不仅在于传授知识,更重要的在于激发人的想象力与培养人的创新精神.     

狭义相对论学习中学生的错误理解研究概述

狭义相对论作为经典物理与近代物理的分水岭,对学生认识科学本质具有深远的影响.然而实际教学与研究显示,学生对狭义相对论存在许多错误理解.为了解决这一问题,本文梳理了国内外关于狭义相对论学习的相关研究.根据狭义相对论的知识框架,总结了学生在狭义相对论学习中普遍存在的错误理解,并分析其背后的原因,以期为未来狭义相对论的教学与研究提供借鉴.     

不能把相对论绝对化

相对论的建立,是有一定条件的,即相对的.不能绝对化地看待相对论的规律,列宁教导我们:要“任何关于物质构造及其特性的科学原理都具有近似的、相对的牲质;自然界中没有绝对的界限”;因此,从分析相对论的内在矛盾入手,弄清相对论的适用范围与限制,批判把相对论绝对化的倾向,是很重要的. 一、关于相对论的两条原理 相对论是建立在两条原理上的:(1)狭义相对性原理:物理体系的状态据以变化的定律,同这些状态的变化是以两个彼此作相对匀速平行移动的坐标系中的哪一个为参考,是无关的;(2)光速不变原理:光在真空中总是以一个确定的速度c传播着,这个…     

《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?