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时间:2020-06-04
《物理学史6.3 狭义相对论被人们接受的经过.doc》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、6.3 狭义相对论被人们接受的经过 由于人们的思想长期受到传统观念的束缚,一时难于接受崭新的时空观,爱因斯坦的论文发表后,相当一段时间受到冷遇,被人们怀疑甚至遭到反对。在法国,直到1910年几乎没有人提到爱因斯坦的相对论。在实用主义盛行的美国,最初十几年中也没有得到认真对待。迈克耳孙至死(1931年)还念念不忘“可爱的以太”,认为相对论是一个怪物。英国也不例外,在人们的头脑里以太的观念太深了,相对论彻底否定以太的必要性,被人们看成是不可思议的事。当时甚至掀起了一场“保卫以太”的运动。J.J.汤姆生在1909年宣称:“以太
2、并不是思辨哲学家异想天开的创造,对我们来说,就象我们呼吸空气一样不可缺少”①。1911年美国科学协会主席马吉(M.F.Magie)说:“我相信,现在没有任何一个活着的人真的会断言,他能够想象出时间是速度的函数。”被爱因斯坦誉为相对论先驱的马赫,竟声明自己与相对论没有关系,“不承认相对论”。有一位科学史家叫惠特克(S.E.Whittaker)在写相对论的历史时,竟把相对论的创始人归于彭加勒和洛仑兹,认为爱因斯坦只是对彭加勒和洛仑兹的相对论加了一些补充。爱因斯坦是1922年获诺贝尔物理奖的。不过不是由于他建立了相对论,而是“
3、为了他的理论物理学研究,特别是光电效应定律的发现”。诺贝尔物理奖委员会主席奥利维亚(Aurivillus)为此专门写信给爱因斯坦,指明他获奖的原因不是基于相对论,并在授奖典礼上解释说:因为有些结论目前还正在经受严格的验证。普朗克和闵可夫斯基(H.Minkowski)可以说是支持相对论的代表。正是普朗克,当时作为《物理学年鉴》的主编,认识到爱因斯坦所投论文的价值,及时地予以发表。所以人们常说,普朗克有两大发现,一是发现了作用量子,二是发现了爱因斯坦。他的学生劳厄在1911年就致力于宣传相对论,大概也是受了他的影响。闵可夫斯
4、基本是爱因斯坦的老师,1908年发表《空间与时间》一文,把空时-时间合并成四维空间,重新处理了相对论的基本方程,把洛仑兹变换看成是空间-时间四维坐标的变换。这样就可以使相对论的规律以更加简洁的形式表达出来。关于狭义相对论受人们怀疑和反对的情况,可以举电磁质量的实验检验来作些说明(注)。狭义相对论有一重要结果,就是预言电子质量会随运动速度增长。从经典电磁理论出发也可以得到类似的结论,因为运动电荷会产生磁场,电磁场的能量增大,相当于质量也增大。经典电磁理论家阿伯拉罕(M.Abraham)假设电子是一个有确定半径的钢性带电小球
5、,它在运动中产生的磁场引起电磁质量,由此推出了电子的质量公式。1901年,实验物理学家考夫曼用β射线的高速电子流进行实验,证实电子的质量确实是随速度变化的。洛仑兹到1904年则根据收缩假说也推出了电子质量公式。后来证明洛仑兹公式与狭义相对论的结果一致。1906年,考夫曼宣布,他的量度结果证实了阿伯拉罕的理论公式,而“与洛仑兹-爱因斯坦的基本假定不相容”。这件事一度竟成了否定相对论的重要依据。在这一事实面前,洛仑兹失望了,他表示,“不幸我的电子变形假说与考夫曼的新结果矛盾,我只好放弃它了。”①然而,爱因斯坦却持另一种态度,
6、他在1907年写文章表示,相信狭义相对论是经得起考验的,在他看来那些理论在很大的程度上是由于偶然碰巧与实验结果相符。果然,一年后布雪勒(A.H.Bucherer)用改进了的方法测电子质量,得到的结果与洛仑兹-爱因斯坦公式符合甚好。以后许多实验都证明,狭义相对论的结果是正确的。可是,观念的改变不是一朝一夕之事。1911年索尔威会议召开,由于爱因斯坦在固体比热的研究上有一定影响,人们才注意注参看5.2.3节。到他在狭义相对论方面的工作。只是到了1919年,爱因斯坦的广义相对论得到了日全食观测的证实,他成为公众注目的人物,狭义
7、相对论才开始受到应有的重视。 ①S.Goldberg,HSPS,vol.2(1970),p.88.①A.I.Miller,Einstein′sSpecialTheoryofRelativity,Addison-Welley,1981
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