光速不变的一种简单理解

138 2021-07-01 08:01

你自己顺时针转圈,远处有人给你投来一只棒球。从你的头顶看你。如果来球方向在北,那么你在东侧接球,手被打的会疼些,还是你在西侧接球,手被打的更疼些?答案是西侧。

这是因为球被加速了。

 

而在光速不变看来,你两次手会一样疼。

 

迈克尔逊-莫雷实验

 

 

1905年,在洛仑兹提出光速不变观点10年后,爱因斯坦认为既然光速不变,作为静止参考系的以太就没有理由存在。于是抛弃静止参考系以太、以光速不变原理狭义相对性原理为基本假设的基础上建立了狭义相对论。同时保留洛仑兹变换来解释迈克尔逊-莫雷实验和光速不变。爱因斯坦的洛仑兹变换是指纯数学的空间缩短,不再是组成量杆的带电粒子距离缩短。而且这种空间缩短不具有任何实质性的物理意义。(比如两辆速度不同的火箭经过太阳系,那么从慢速火箭上看地球与太阳的空间距离与快速火箭上的看到的空间距离不同,空间距离的物理意义在于引力大小,和阳光辐射强度紧密相关。而实际地球与太阳引力大小和阳光辐射强度与两辆火箭的速度没有任何关系。)

 

狭义相对性原理(狭义协变性原理)还可以表述为:
物理定律在任何惯性系中具有相同的数学形式,即洛伦兹变换对于除引力外的经典物理学定律具有协变性。爱因斯坦把伽利略相对性从力学领域推广到包括电磁学在内整个物理学领域,指出任何力学和电磁学实验现象都不能区分惯性系的绝对运动,包括相对静止或者匀速直线运动。该原理光速不变原理是狭义相对论的两个基本公设。所有惯性系的空间都是各向同性的,空间中的任一点是不动的,空间中的一点通过不同的参照物描述可以不同(物体可以是惯性系)。狭义相对性原理指出,所有惯性系都是等价(平权)的。

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