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30, 6月 2022
以太说的被推翻洛伦兹悲观失望爱因斯坦却提出了相对论!

“以太”是一种比较古老的概念,在古希腊哲学中就已出现,如毕达哥拉学派称气为冷的以太,海和潮湿是厚的以太,灵魂是以太的一个片断等。在西方近代自然科学发展史中,“以太”被人们作为一种假设的物质提出来,用以解释某些自然现象。

17世纪后,为解释光的传播,以及电磁和引力相互作用现象,科学家们重新提出了“以太说”,当时认为:光是一种机械的弹性波,但由于这类波的传播必须有某种弹性媒质作为媒质,而光却可以通过真空传播,所以必须假设存在一种尚未为实验发现的以太作为传播光的媒质。为释光在传播中的各种性质,必须认为以太是无所不在的,没有质量的,而且是“绝对静止”的,电磁和引力作用则看作是以太中的特殊的机械作用。

1887年物理学家迈克尔逊和莫雷以无可辩驳的实验事实否定了争论50年的以太说,为物理学冲破传统的经典物理学的束缚创造了极为重要的条件。但是,当时绝大多数物理学家都为难了,放弃以太说吧,又说明不了电磁波和光的传播速度等现象;承认以太说吧,地球又没有相对于以太的运动,就要放弃哥白尼的地球运动说。他们痛苦不堪,找不到解决问题的出路。

当时荷兰的物理学家洛伦兹(1853-1928),已是誉满全球的学者,他对迈克尔逊和莫雷推翻了以太说,感到悲观失望,他绝望地唉叹道:“真理已经没有标准了,也不知道科学是什么了!我很悔恨我没有在这些矛盾出现的5年前死去”,真是可怜兮兮。

洛伦兹具有很高深的学识,他在数学计算能力和物理学的基础知识方面都要比爱因斯坦娴熟和深厚,他在1895年指出,任何相对于“以太的运动,对于参与地球运动的观察者来说,想凭借光和电磁现象是观察不出来的,从而引出了新时空概念。他还提出任何运动着的物体,在其运动的方向上,都会出现缩短现象,并提出了“洛伦兹坐标变换式”,为相对论奠定了基础。但他不敢冲破典物理学的框架去想象驰骋,只能在旧框子里东碰西撞。

相反,爱因斯坦却敢于冲破经典物理学的旧有理论和观念,充分发挥自己的创造力,建立了相对理论。

相对论是关于时空和引力的理论,根据其研究对象的不同,分为狭义相对论和广义相对论。“同时的相对性”、“四维时空”、“弯曲时空”等全新的概念的提出,改变了人类对宇宙和自然的“常识性”观念。相对论在科学史上树立了一块划时代的丰碑。

想象力概括着一切,是进化的源泉,是科学研究中的实因素,是科学家纵横驰骋的翅膀。固步自封,作茧自缚,则扼制想象力的发挥,束缚自己的创造力,甚至造成无可弥补的失误。

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