相对论诞生:爱因斯坦是如何创立狭义相对论的?| 深度( 六 )


这就好比在 跑步机上跑步 , 你觉得自己在往前跑 , 但别人觉得你 没动 。 你向前奔跑的速度刚好和跑步机拖曳的速度抵消了 , 所以别人就观测不到这种 相对运动带来的变化了 。
相对论诞生:爱因斯坦是如何创立狭义相对论的?| 深度
文章图片

然后 ,菲涅尔进一步说 , 不仅 阿拉果的实验观测不到地球相对以太的运动 , 任何 v/c一阶实验(实验结果只跟 地球速度v与 光速c的比值 v/c相关) 都观测不到地球相对以太的运动 , 这是 部分曳引假说的一个必然结果 。
那么 , 菲涅尔的预言到底对不对呢?随着时间的推移 , 大家对这个事情的关注度也越来越高 。
1873年 ,巴黎科学院举办了一场名为“ 光源和观察者的运动对光的传播方式和性质所产生的变化”的大奖赛 , 最后 马斯卡特赢得了大奖 。
马斯卡特做了各种各样的一阶光学实验(比如光的反射、折射、衍射等) , 也重做了一些之前的实验 。 结果是 , 他 没有观察到地球相对以太的运动给这些实验带来了任何影响 。
总之 , 最起码到了19世纪70年代 , 人们已经达成了一项 共识: 精确到v/c一阶的光学实验不会受到地球相对以太运动的影响 。
爱因斯坦在 狭义相对论论文的 第二段也专门提到了这个事 , 大家一定要注意 一阶这个定语 。
08-一阶相对性原理
好 , 到这里 ,光行差、 阿拉果、 斐索流水三个跟以太相关的 一阶实验就讲完了 。 为什么要挑这三个实验呢?
因为 爱因斯坦在1950年与 香克兰教授谈话时 , 说对他影响最大的 实验就是 光行差和 斐索流水实验 , 并且强调“ 它们已经足够了” 。
我这里加一个 阿拉果的实验 , 主要就是为了自然地引出 菲涅尔的 部分曳引假说 。
那么 , 从这几个 早期的以太实验里我们能知道些什么呢? 爱因斯坦又知道了什么 , 为什么他说这些就够了?
相对论诞生:爱因斯坦是如何创立狭义相对论的?| 深度
文章图片

从上面的分析 , 以及我的多次强调 , 相信大家已经知道这几个实验都是 一阶光学实验 , 并且 菲涅尔的理论能很好地解释它们了 。
然后 , 不管是从 部分曳引假说还是从 实验出发 , 精确到v/c一阶的光学实验不会受到地球相对以太运动的影响 , 知道这些就够了 。
大家再来想一想 , “ 一阶光学实验不会受到地球相对以太运动的影响”是什么意思?这句话你再多看几遍 , 你品 , 你细品 。
不会受到地球相对以太运动的影响 , 就是说地球相对以太静止也好 , 运动也罢 , 我们的 一阶光学实验该咋做还咋做 。 不论你处在与以太相对 静止的参考系 , 还是处在相对以太 匀速运动的参考系 ,一阶光学实验完全感知不到 , 无法区分 。
这就是说 ,我们无法通过一阶光学实验区分一个参考系是相对以太静止 , 还是相对以太做匀速直线运动 。 换成了这种句式 , 相信起码看了 上一篇文章 的人立马就能明白是什么意思了 。
对 , 它意味着: 一阶光学实验满足相对性原理!
绕了一大圈 , 我们终于又绕回到问题的核心 , 也就是 电磁现象是否满足相对性原理来了 。 而这些实验则明明确确地告诉爱因斯坦: 最起码在v/c一阶精度下 , 电磁现象是满足相对性原理的 , 这个我们可以打包票 。 至于在v2/c2二阶甚至更高阶的精度下 , 电磁现象是否还满足相对性原理 , 这个现在不敢说 。
而 爱因斯坦说 光行差和 斐索流水就够了 , 意思是你们这些 以太实验能给到 一阶精度的支持就足够了 , 就已经圆满完成了本次任务 。 我还有另外三路大军 , 原本也没怎么指望你们这一路 。

特别声明:本站内容均来自网友提供或互联网,仅供参考,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系,我们将在24小时内删除。