愛(ài)因斯坦--狹義相對(duì)論

1、愛(ài)因斯坦第一假設(shè)愛(ài)因斯坦第一假設(shè)谷銳譯原文：Slaven全部狹義相對(duì)論主要基于愛(ài)因斯坦對(duì)宇宙本性的兩個(gè)假設(shè)。第一個(gè)可以這樣陳述：所有慣性參照系中的物理規(guī)律是相同的此處唯一稍有些難懂的地方是所謂的“慣性參照系”。舉幾個(gè)例子就可以解釋清楚：假設(shè)你正在一架飛機(jī)上，飛機(jī)水平地以每小時(shí)幾百英里的恒定速度飛行，沒(méi)有任何顛簸。一個(gè)人從機(jī)艙那邊走過(guò)來(lái)，說(shuō)：“把你的那袋花生扔過(guò)來(lái)好嗎？”你抓起花生袋，但突然停了下來(lái)，想道：“我正坐在一架以每小時(shí)幾百英里速

2、度飛行的飛機(jī)上，我該用多大的勁扔這袋花生，才能使它到達(dá)那個(gè)人手上呢？”不，你根本不用考慮這個(gè)問(wèn)題，你只需要用與你在機(jī)場(chǎng)時(shí)相同的動(dòng)作（和力氣）投擲就行?；ㄉ倪\(yùn)動(dòng)同飛機(jī)停在地面時(shí)一樣。你看，如果飛機(jī)以恒定的速度沿直線飛行，控制物體運(yùn)動(dòng)的自然法則與飛機(jī)靜止時(shí)是一樣的。我們稱(chēng)飛機(jī)內(nèi)部為一個(gè)慣性參照系。（“慣性”一詞原指牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律。慣性是每個(gè)物體所固有的當(dāng)沒(méi)有外力作用時(shí)保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的屬性。慣性參照系是一系列此規(guī)律成立的參照系。另

3、一個(gè)例子。讓我們考查大地本身。地球的周長(zhǎng)約40，000公里。由于地球每24小時(shí)自轉(zhuǎn)一周，地球赤道上的一點(diǎn)實(shí)際上正以每小時(shí)1600公里的速度向東移動(dòng)。然而我敢打賭說(shuō)SteveYoung在向JerryRice（二人都是橄欖球運(yùn)動(dòng)員。譯者注）觸地傳球的時(shí)候，從未對(duì)此擔(dān)心過(guò)。這是因?yàn)榇蟮卦谧鹘频膭蛩僦本€運(yùn)動(dòng)，地球表面幾乎就是一個(gè)慣性參照系。因此它的運(yùn)動(dòng)對(duì)其他物體的影響很小，所有物體的運(yùn)動(dòng)都表現(xiàn)得如同地球處于靜止?fàn)顟B(tài)一樣。實(shí)際上，除非我們意識(shí)到

4、地球在轉(zhuǎn)，否則有些現(xiàn)象會(huì)是十分費(fèi)解的。（即，地球不是在沿直線運(yùn)動(dòng)，而是繞地軸作一個(gè)大的圓周運(yùn)動(dòng)）例如：天氣（變化）的許多方面都顯得完全違反物理規(guī)律，除非我們對(duì)此（地球在轉(zhuǎn)）加以考慮。另一個(gè)例子。遠(yuǎn)程炮彈并非象他們?cè)趹T性系中那樣沿直線運(yùn)動(dòng)，而是略向右（在北半球）或向左（在南半球）偏。（室外運(yùn)動(dòng)的高爾夫球手們，這可不能用于解釋你們的擦邊球）對(duì)于大多數(shù)研究目的而言，我們可以將地球視為慣性參照系。但偶爾，它的非慣性表征將非常嚴(yán)重（我想把話(huà)說(shuō)得嚴(yán)

5、密一些）。這里有一個(gè)最低限度：慣性系是一個(gè)靜止或作勻速直線運(yùn)動(dòng)的系。愛(ài)因斯坦的第一假設(shè)使此類(lèi)系中所有的物理規(guī)律都保持不變。運(yùn)動(dòng)的飛機(jī)和地球表面的例子只是用以向你解釋這是一個(gè)平日里人們想都不用想就能作出的合理假設(shè)。誰(shuí)說(shuō)愛(ài)因斯坦是天才？旁的地面上。Dave用手中的電筒“發(fā)射”光子。光子相對(duì)于Dave以每秒300000000米秒的速度運(yùn)行，Dave以100000000米秒的速度相對(duì)于Nolan運(yùn)動(dòng)。因此我們得出光子相對(duì)于Nolan的速度為40

6、0000000米秒。問(wèn)題出現(xiàn)了：這與愛(ài)因斯坦的第二假設(shè)不符！愛(ài)因斯坦說(shuō)光相對(duì)于Nolan參照系的速度必需和Dave參照系中的光速完全相同，即300，000，000米秒。那么我們的“常識(shí)感覺(jué)”和愛(ài)因斯坦的假設(shè)那一個(gè)錯(cuò)了呢？好，許多科學(xué)家的試驗(yàn)（結(jié)果）支持了愛(ài)因斯坦的假設(shè)，因此我們也假定愛(ài)因斯坦是對(duì)的，并幫大家找出常識(shí)相對(duì)論的錯(cuò)誤之處。記得嗎？將速度相加的決定來(lái)得十分簡(jiǎn)單。一秒鐘后，光子已移動(dòng)到Dave前300，000，000米處，而Dav

7、e已經(jīng)移動(dòng)到Nolan前100，000，000米處。其間的距離不是400，000，000米只有兩種可能：1、相對(duì)于Dave的300，000，000米距離對(duì)于Nolan來(lái)說(shuō)并非也是300，000，000米2、對(duì)Dave而言的一秒鐘和對(duì)Nolan而言的一秒鐘不同盡管聽(tīng)起來(lái)很奇怪，但兩者實(shí)際上都是正確的。愛(ài)因斯坦第二假設(shè)谷銳譯原文：Slaven時(shí)間和空間時(shí)間和空間我們得出一個(gè)自相矛盾的結(jié)論。我們用來(lái)將速度從一個(gè)參照系轉(zhuǎn)換到另一個(gè)參照系的“常識(shí)