有关相对性的思考.doc

《有关相对性的思考.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、有关相对性的思考我们总是在相对的事物中寻求统一。有关相对性的叙述，古希腊哲学家巴门尼德(Parmenide)早在公元前六世纪就有提出。在他看来，宇宙是被分割成一个个独立的二元:明与喑，厚与薄，热与冷，轻与重，在与非在。他把对立的一极视为正极，另一极视为负极。这种止负之极的区分在我们看来幼稚简单，但却意味深长。一正一负，都不是绝对的：50W的灯泡相对于30W的较亮，相对于80W的较暗;100页的书相对于10页的书较厚，相对于1000页的书较薄；38°C相对于36°C较热,相对于39°C较冷・・・中国古籍《尚书纬•考灵曜》载：“地

2、有四游，冬至地上行北而西三万里，夏至地下行南而东三万里，春秋二分是其屮矣。地恒动而人不知，譬如闭舟而行不觉舟之运也。”该书又写道：“春则星辰西游,夏则星辰北游，秋则星辰东游，冬则星辰南游。”这可以说是最古老的相对性原理叙述。生活中，绝对的事物极为少数，而相对的事物居多，这不单单是因为事物总在发生变化或总会有所变化，而在人类理性的思考中，在人类富有思考性的对比辨证的眼光下，不同的参照生出不同的效果。其实，结果是绝对的，一定的，效果是相对的，依参照可变的。我们知道，绝对也是相对于相对的，我们所说的绝对的事物，通常情况下是相对的绝对

3、。如果连真理都不全是绝对的绝对，那么我们只有寻求事物的平衡点，在相对的事物中寻求统一。由此，相对性尤为重要，引人思考。以下以伽利略的相对性原理，牛顿的经典力学，爱因斯坦的相对论为出发点和依据，阐述本人对相对性有过的仔细思考，和一些微薄见解。在1632年出版的《关于两大世界体系的对话》中，作者伽利略曾以“表明所有用来反对地球运动的那些实验全然无效的一个实验”为题，详细地叙述了封闭船舱内发生的现象。他写道：“把你和一些朋友关在一条大船甲板下的主舱里，再让你们带几只苍蝇，蝴蝶和其他小飞虫，舱内放一只大水碗，其中放儿条鱼，然后，挂上一

4、个水瓶,让水一滴一滴地滴到下面的一个宽口罐里。船停着不动时，你留神观察：小虫都以等速向舱内各个方向飞行；鱼向各个方向随便游动；水滴滴入下而的罐子屮；你把任何东西扔给你的朋友时，只要距离相等,向这一方向不必比另一方向用更多的力；你双脚齐跳，无论向哪个方向跳过的距离都相等。当你仔细观察这些事情后，再使船以任何速度前进，只耍运动是匀速的，也不忽左忽右的摇动，你将发现，所有上述现象丝毫没有变化，你也无法从其中任何…个现象来确定，船是在运动还是停着不动・・・”由此，伽利略相对性原理：在一个封闭的系统中，无论进行怎样的力学实验，都不能判断

5、一个惯性系统是处于静止状态或是在作匀速直线运动。伽利略要说明的一个根本思想是：不能以任何力学实验来判断舟行还是舟止，从而证明地球是在运动的，而人也不能对此有所观察。伽利略相对性原理的止确性不容置疑，它也是最早被引入物理学中的基本原理之一，是牛顿的宇宙观的基础，与牛顿的绝对空间和绝对时间的概念有玄接联系。此外伽利略坐标变换式的核心思想是牛顿理学中的绝对时空观。牛顿力学认为物体的运动，虽在时间和空间中进行，但是时间的流逝和空间的性质与物体的运动彼此没有任何联系，这种把物质和运动完全脱离的“绝对时间”和“绝对空间”的观念是把从低速范

6、围内总结出来的结论加以绝对化的结果。伽利略变换跟牛顿的绝对时间和绝对空间的概念有直接关系。在《原理④》的附注中，牛顿写道：“绝对的，真实的和数学的时间，由其特性决定，自身均匀的流逝，与一切外在物体无关•••”又写道:“绝对空间，其自身特性与一切外在事物无关，处处均匀，永不移动。”那么这个绝对的空间究竟在哪？爱因斯坦说：“对此，牛顿和他同时代最有批判眼光的人都是感到不安的；但是人们想要给力学以清晰的意义，在当时却没有别的方法。”所以不能把牛顿提出的绝对时空概念仅仅看作是由于牛顿世界观方面的缺陷。绝对的吋空“在恒星所在的遥远的地方

7、”，人类无法企及。所以我们所在是一个相对的时间，有长有短；相对的空间，有大有小。这才是真实的世界，而不是只存在于人类大脑的理想化世界中。狭义相对论和广义相对论，可谓是人类发展史上无可复制的瑰宝。不单单在物理学方而，哲学，美学，社会学，这对双生花，都这么流光溢彩，美不胜收。在狭义相对论中，相对性原理和真空中光速不变原理统一起来，它们协调一致，在仍然坚持了空间的均匀性和吋间的均匀性的同时，表明了两者的统一性。一些原来彼此孤立的概念，定理，定律在新的理论中统一起来，原来的有些原理作为特例而被包含在新的理论之屮，这样一来，整个理论既和

8、谐又统一。广义相对论是对狭义相对论的补充和推广。由点及而，概念，原理，数学方程等的对应协调性徒统一性也是不可比拟的。广义相对性原理作为广义相对论的基石之一，爱因斯坦赋予它的自然规律对于一切坐标系都是有效的含义，深刻地揭示了大自然的和谐性与统一性以及简单性，其有效性已得到大量事