相对论的发展

相对论是一种物理理论，它描述了时间、空间和物质的相互关系，是现代物理学的基石。相对论的发展可以分为狭义相对论和广义相对论两个阶段。

狭义相对论是由爱因斯坦在1905年提出的，它基于两条基本假设：光速不变原理和等效原理。光速不变原理指的是，无论观察者的运动状态如何，光速都是不变的。等效原理则是指，加速的观察者会感受到与被吸引的观察者相同的力。基于这两个假设，爱因斯坦发现了时间和空间的相对性，即对于不同的观察者，时间和空间的测量结果可能会有所不同。这就导致了光速度不变和质量-能量等效性等重要结果。

广义相对论是爱因斯坦在1915年提出的，它是对狭义相对论的拓展。广义相对论通过引入引力场的概念，将物质对空间和时间的影响考虑在内，从而形成了一种新的描述引力的方式。广义相对论对于太阳系内行星轨道的解释和黑洞等天体的研究都具有重要意义。

总之，相对论的发展为物理学的发展提供了重要的基础和理论支持。

以太漂移到相对论的发展史

研究历史以太漂流又称以太漂移。在古希腊，以太（Ehter）指的是青天或上层大气，17世纪时，法国科学家笛卡尔最先将以太引进科学，并赋予它某种力学性质。后来，以太又在很大程度上作为光波的荷载物，同光的波动学说相联系。为了证明以太的存在，1887年，迈克耳孙、莫雷一起设计了迈克耳孙- 莫雷干涉实验，他们设计的实验灵敏度足以探测到地球绕太阳运行的速度30千米/秒以太风漂移的速度。但令他们失望的是实验结果未能证明以太存在，测得的光速与仪器的运动方式无关，以此实验结果为基础之一，爱因斯坦的狭义相对论被广泛接受。自那以后，类似的实验进行了多次，正式的结论是空间没有以太，但不是每个人都心甘情愿地吞下这一“苦果”，1902年，希克斯公布了他对迈克耳孙-莫雷干涉实验研究得出以太风以每秒8千米的速度掠过地球，几年后，迈克耳孙以前的同事米勒重新进行了实验，也得出以太风为每秒8千米的结论，他与莫雷再一次做此实验又获得相同结论，但实验的误差范围比以前的实验小了很多。1921年，米勒将他们的实验结果呈送给爱因斯坦，爱因斯坦认为这些实验可能因为作用仪器稍有温度上的差异而导致错误的结论，并说：“上帝是难以捉摸的，但他不怀恶意。”因此，米勒在海拔1800米的威乐逊山雪峰上重做此实验，其结果与迈克耳孙和莫雷在凯斯技术学院较温暖的地下室所做的实验结果一样。意大利国家核物理研究所的康索里认为，既然20世纪所做的一些干涉实验显示可测出以太风，他决定进行一次带有决定意义的现代化的以太漂移实验。他们在德国洪堡大学对迈克耳孙-莫雷干涉仪作了改进，利用激光在两个呈直角的蓝宝石腔室中来回穿行，腔室的大小与激光的波长做到两者在一非常准确的频率发生共振。此实验不间断地进行了一整年。以太的存在将使两腔室之间的共振频率产生差异，这是因为一年中地球环绕太阳的运动导致以太风相对于地球不断改变其取向，从而改变了激光在腔室中的运动速度。在实验结速时，科学家们发现共振频率之差不到1赫兹。以太的存在再一次被否定。但康索里坚持要进行这项实验，他认为到目前为止，这些蓝宝石腔室里的实验都是在光穿越高度真空是进行的，康索里和他的同事科斯坦佐建议在腔室里填充有一定密度的气体，如二氧化碳，来重复在洪保大学所做的实验。这将使用权在腔室内传输的光速减慢，有可能得出不同的实验结果。康索里认为，在真空中进行实验时，对各个方向传播的光波，即使存在以太，也不会显示出光速上的差异，但他指出，某些理论，如量子场论便预见，在有一定密度的气体媒质中传播的光线是能观测到不同方向看来像是有不同速度的，其影响的程度赖于媒质的折射率和相对于以太的运动方向。康索里认为，当地球在以太风中运动时，充气干涉仪-臂中之光线将比另一臂中之光线传播得快，光线传播所经媒质越稀薄，地球的运动速度相对于任何以太的影响就越小，如果以太存在，康索里预期腔室之间的频率差异将会有跳跃式的增长。实验的建立和一年的运行费用共约20万美元，康索里认为是值得的，因为这里带有决定性的现代化以太漂移实验。如果仍未探出以

广义相对论简介由牛顿力学到狭义相对论基本观念的发展是其一

广义相对论简介由牛顿力学到狭义相对论，基本观念的发展是，其一：由一切惯性系对力学规律平权到一切惯性系对所有物理规律平权；其二：由绝对时空到时空与运动有关。爱因斯坦进一步地思考：非惯性系与惯性系会不平权吗？物质与运动密不可分，那么时空与物质有什么关系？关于惯性和引力的思考，是开启这一迷宫大门的钥匙，最终导致广义相对论的建立。一、广义相对论的基本原理 1. 等效原理 (1) 惯性质量与引力质量实验事实：引力场中同一处，任何自由物体有相同的加速度a 。根据上述事实及力学定律，可得任一物体的惯性质量m I 与引力质量m G 满足==)(g a I G m m 常量，与运动物体性质无关，选择合适的单位，可令I m ＝G m ＝m ，即惯性质量与引力质量相等。从而，在引力场中自由飞行的物体，其加速度a 必等于当地的引力强度g 。 (2) 惯性力与引力已知在非惯性系中引入惯性力后，可应用力学规律，而惯性力m m F I I ∝∝。在此基础上，讨论下述假想实验。自由空间中的加速电梯S '(如图1) 以S '为参考系，无法区分ma 是惯性力还是引力。因此，也可以认为S '是在引力场中匀速运动的电梯。引力场中自由下落的电梯S *(如图2) 以S *为参考系，无法区分是二力平衡还是无引力。因此，也可认为S *是自由空间中匀速运动的电梯。

′ 图1 自由空间中的加速电梯S ′ 图1 引力场中自由下落的电梯S * 以上二例表明，由I m ＝G m ，可导出惯性力与引力的力学效应不可区分，或者说，一加速参考系与引力场等效。当然，由于真实引力场大范围空间内不均匀，因此，这种等效只在较小范围空间内才成立，我们称之为局域等效。 (3) 等效原理弱等效原理：局域内加速参考系与引力场的一切力学效应等效。强等效原理：局域内加速参考系与引力场的一切物理效应等效。广义相对论的等效原理是指强等效原理。 (4) 对惯性系的再认识——局域惯性系按牛顿力学的定义，惯性定律成立的参考系叫惯性系。恒星参考系是很好的惯性系，不存在严格符合此定义的真正的惯性系。惯性系之间无相对加速度。按爱因斯坦的定义，狭义相对论成立的参考系，或（总）引力为零的参考系叫惯性系。因此，以引力场中自由降落的物体为参考的局域参考系是严格的惯性系，简称为局惯系。引力场中任一时空点的邻域内均可建立局惯系，在此参考系内运用狭义相对论。同一时空点的各局惯系间无相对加速度，不同时空点的各局惯系间有相对加速度。 2. 广义相对性原理原理叙述为：一切参考系对物理规律平权，即物理规律在一切参考系中的表述形式相同。为了在广义相对性原理的基础上建立广义相对论理论，爱因斯坦所做的进一步工作是使引力几何化，即把引力场化作时空几何结构加以表述。对广义相对论普遍理论的研究数学上涉及黎曼几何、张量分析等，超出本简介范围，下面只作浅显的说明。二、引力场的时空弯曲 1. 弯曲空间的概念从高维平直空间可观测低维平直空间与弯曲空间的差异。平面——二维平直空间内：测地线（即两点间距离的极值线）为直线，三角形内角和= ，

广义相对论发展极简史

广义相对论发展极简史一百多年前，科学家阿尔伯特·爱因斯坦提出了广义相对论（General Theory of Relativity，GTR），这项理论改变了人类对宇宙的看法。它引发了一系列的科学发现，以及宇宙的本质的新认识。本文将通过介绍GTR的发展史，来总结一下这个理论的发展过程，以及它对现代科学产生的巨大影响。首先，要讨论GTR的发展史，就要从阿尔伯特·爱因斯坦开始说起。爱因斯坦是德国物理学家，也是20世纪最伟大的科学家之一。1905年，他提出了广义相对论，这是他毕生研究的重要成果。他的理论颠覆了传统的牛顿力学，认为重力不是一种力，而是因为物体对宇宙的引力而引起的变形。爱因斯坦的理论被认为是物理学研究的一个里程碑，它改变了人类对宇宙的认识，也为后来的科学研究提供了重要的基础。 1915年，爱因斯坦将自己的理论扩展到宇宙的范围，提出了宇宙学，这是宇宙学研究的开端。他的理论首先被用来解释宇宙的演化历史，以及宇宙中星系、黑洞等现象。此外，爱因斯坦还提出了“最初的晕动”理论，认为宇宙最初由一股强烈的热量而来，这个理论也被后人证实，被称为“宇宙的大爆炸”。此后，随着宇宙学的发展，爱因斯坦的理论也取得了巨大的进步。1930年代，爱因斯坦开始探索宇宙学中的更复杂的问题，包括宇宙的形状和结构、宇宙的年龄、以及宇宙中星系的起源。他还探索了宇宙的形成机制，发现了黑洞和银弹等现象，为宇宙学研究提供了新的研究方向。 20世纪50年代，随着宇宙学的发展，人们开始深入研究GTR的更为深入的问题，如宇宙的演化、宇宙的属性等。同时，随着宇宙学研究的深入，人们也开始发现GTR的新应用，如宇宙学的数值模拟，以及宇宙学中的新现象。 20世纪90年代，随着科学技术的发展，人们开始深入研究GTR的更深层次的问题，如宇宙的速度、宇宙的演化历史等。同时，科学家们也开始探索GTR的更新的应用，如宇宙学的数值模拟，以及宇宙学中的新现象。此外，20世纪90年代还有一项重要的发现，那就是宇宙的暗物质。暗物质的发现改变了宇宙学的格局，也为GTR的理论提供了新的线索。从上面可以看出，GTR的发展史是比较丰富的。它从爱因斯坦最初的提出，到宇宙学的发展，再到暗物质的发现，都为GTR提供了新的研究视角。GTR不仅改变了人类对宇宙的认识，也为科学的发展提供了巨大的帮助。总的来说，GTR的发展史是比较复杂的，它从爱因斯坦最初的理论，到宇宙学的发展，再到暗物质的发现，都为GTR提供了新的视角，这个理论对于现代科学研究来说至关重要。

力学的发展历程

力学的发展历程力学是物理学的一个重要分支，研究物体的运动和力的作用。它是自古以来人类对自然界运动现象的观察和研究的产物，经过数千年的发展，逐渐形成了现代力学的体系。下面将详细介绍力学的发展历程。 1. 古代力学：古代力学的起源可以追溯到古希腊时期。古希腊的哲学家和数学家，如亚里士多德、阿基米德等，对物体的运动和力的作用进行了初步的研究。亚里士多德提出了天体运动的理论，阿基米德研究了浮力和杠杆原理等。这些古代力学的思想为后来的力学研究奠定了基础。 2. 牛顿力学的诞生：17世纪末，英国科学家艾萨克·牛顿在力学领域做出了革命性的贡献。他提出了经典力学的三大定律，即牛顿第一定律（惯性定律）、牛顿第二定律（力的作用定律）和牛顿第三定律（作用与反作用定律）。这些定律为解释物体运动和力的作用提供了准确而简洁的数学描述，成为了现代力学的基石。 3. 分析力学的兴起：18世纪末到19世纪初，法国科学家拉格朗日和哈密顿等人提出了分析力学的理论体系。分析力学通过建立广义坐标和拉格朗日方程，将力学问题转化为求解变分问题，从而简化了力学问题的求解过程。这一理论体系不仅为力学研究提供了更加灵活和通用的方法，还推动了数学物理学的发展。 4. 相对论力学的发展：20世纪初，爱因斯坦提出了狭义相对论和广义相对论，对经典力学进行了革命性的改进。狭义相对论揭示了光速不变原理和相对论性动力学，广义相对论则描述了引力的几何本质和时空的弯曲。相对论力学在解释高速运动和强引力场下的物体运动方面取得了重要成果，对现代天体物理学和粒子物理学的发展产生了深远影响。 5. 量子力学的崛起：20世纪初，量子力学的诞生彻底改变了我们对微观世界的认识。量子力学描述了微观粒子的运动和相互作用，引入了不确定性原理和波粒二

社会相对论的重构与发展

社会相对论的重构与发展在现代社会，社会相对论成为了一个备受关注的话题。随着科技和信息的飞速发展，社会结构和观念的多样性日益显露。那么，我们应该如何理解社会相对论的重构与发展呢？首先，社会相对论的重构意味着我们需要摒弃以往对社会现象的单一解释，而去接纳并尊重不同的观点和立场。过去的社会学理论往往注重对社会的普遍解释，而忽略了不同个体和群体之间的差异，从而导致了许多社会问题的产生。对于相对论的重构，我们需要从全球化和多元性的角度出发，洞察社会的复杂性和多样性。只有通过多元的视角来解释社会现象，我们才能真正理解和包容社会中的各种差异。其次，社会相对论的发展意味着我们需要关注社会结构和个体之间的相互作用。社会结构包括了各种制度、规则和价值观念，它们对个体和群体的行为和态度有着深远的影响。而个体的行为和态度又会反过来影响社会结构的变化。因此，社会相对论的发展需要探讨社会结构和个体之间的相互作用，以及它们如何塑造和影响彼此。除了以上的重构和发展，社会相对论还需要关注社会变迁和社会不平等。社会的发展是一个持续不断的过程，社会结构和观念在不同的历史时期会发生变化。同时，社会不平等也是一个重要的议题。社会相对论应该呼吁我们对于社会不平等的认识和关注，通过研究和行动来实现社会的公正与平等。正如上述所提到的，社会相对论的重构与发展需要从多元的视角出发，关注社会结构和个体之间的相互作用，以及社会变迁和社会不平等等方面。这一发展过程将使我们对社会的认知更加全面和深入，同时也将为我们解决现实社会问题提供指导。然而，在社会相对论的重构与发展过程中，也存在一些挑战和问题。首先，如何平衡个体的权利与社会的整体利益是一个重要的课题。社会相对论的发展要求我

自然科学发展对哲学发展的意义--爱因斯坦相对论的哲学意义

自然科学发展对哲学发展的意义--爱因斯坦相对论的哲学意义爱因斯坦相对论是科学发展史上一项重大成就，它发挥了重要的作用，不仅对科学的发展产生了巨大的影响，也对哲学的发展产生了深远的影响。爱因斯坦相对论提出了一种新的物理观点，比以往的物理观点更为宽广和全面。它指出，在自然界中，没有任何一个绝对的参照系，任何事物都是相对的，都是相互影响的。这一观点，不仅推翻了以往绝对物理观，而且也推翻了古典哲学中的一些基本思想。爱因斯坦相对论的发展，标志着哲学思想的一次重大转变，同时也改变了人们对客观事物的认识。它把客观事物的发展从原来的绝对性发展为相对性，把世界从原来的一元性发展为多元性，这对于哲学思想的发展具有十分重要的意义。爱因斯坦相对论对哲学思想的影响也是深远的。人们对客观事物的认识，让人们重新审视客观事物的本质，重新审视世界的本质，从而改变了人们的哲学思维。它把客观事物的发展从原来的绝对性发展为相对性，把世界从原来的一元性发展为多元性，这给哲学思想的发展带来了新的可能性。爱因斯坦相对论的出现，也提出了一种新的哲学思想——认识论。它提出了“客观性”和“主观性”的概念，认为客观事物

受到主观思想的影响，主观思想也受到客观事物的影响，客观性和主观性是相互联系的，而不是绝对独立的。这一思想对哲学思想的发展具有深远的影响。综上所述，爱因斯坦相对论的发展对哲学思想的发展具有重要的意义。它提出了一种新的物理观点，改变了人们对客观事物的认识，把客观事物的发展从原来的绝对性发展为相对性，把世界从原来的一元性发展为多元性，提出了一种新的哲学思想——认识论，这些都对哲学思想的发展具有重要的意义。

爱因斯坦的物理成就

爱因斯坦的物理成就一、相对论爱因斯坦最著名的成就之一就是相对论。他在狭义相对论和广义相对论方面的研究为物理学的发展开辟了新的道路。狭义相对论是爱因斯坦于1905年提出的，它主要涉及到的是运动物体的相对性、光的传播速度以及质能关系等。相对论颠覆了牛顿的经典力学观念，提出了时间和空间的相对性，即不同参考系下时间和空间的测量结果是不一样的。这一理论的提出引起了物理学界的震动，并且得到了实验观测的证实。广义相对论是爱因斯坦在狭义相对论的基础上于1915年提出的，它主要研究了引力的本质和引力场的性质。广义相对论将引力解释为时空的弯曲，通过爱因斯坦场方程描述了引力场的形成和演化规律。这一理论在解释太阳系行星运动、宇宙膨胀和黑洞等重力现象方面取得了巨大成功。二、光电效应爱因斯坦还在光电效应方面做出了重要贡献。他于1905年提出了光子概念，解释了光电效应的机制。光电效应是指当光照射到金属表面时，会引起电子的发射现象。爱因斯坦通过假设光的能量是以量子的形式传播的，即光子的假设，解释了光电效应中电子的能量转

移过程。爱因斯坦的光子理论为量子力学的发展奠定了基础，对于后来的光谱学和量子力学的建立起到了重要的推动作用。光电效应的研究也为后来的激光技术和光电器件的发展提供了理论基础。三、波粒二象性爱因斯坦对于波粒二象性的研究也是他的重要成就之一。他在1905年提出了光的波粒二象性，即光既可以当作波动现象解释，也可以当作粒子现象解释。这一理论在解释光的干涉和衍射现象方面起到了重要作用。爱因斯坦的波粒二象性理论对于量子力学的发展具有重要意义。它不仅为波粒二象性的研究提供了重要的思路，也为后来的波函数和量子态的建立提供了理论基础。总结起来，爱因斯坦在相对论、光电效应和波粒二象性等方面的贡献是不可忽视的。他的物理成就不仅在当时引起了巨大的震动，也为后来的科学研究提供了重要的理论基础。爱因斯坦的物理成就将永远铭记于科学史上，对于人类认识世界的发展起到了重要的推动作用。

相对论对量子力学的启示与发展

相对论对量子力学的启示与发展量子力学和相对论已经在20世纪就成为了物理学的支柱理论，其在历史的发展中既是独立的，同时又是紧密的交织在一起。早期的量子力学和相对论之间主要是爱因斯坦其光量子理论为量子论的发展做出了重要贡献。狭义相对论和概念性的追求不强，然而爱因斯坦本人，虽然未参与到量子力学架构之中，但是其却以相对论作为基础，在物理或者方法论上对于量子力学研究上产生了非常重要的作用。本文主要就相对论的发展和量子力学之间的启示进行分析，并探讨其发展。 1 初期量子力学和相对论的联系分析量子论其主要是源自黑体辐射问题探索，从普朗克的研究成果来看，一切辐射振子的能量均只能够被限制为E=nhγ，其中h 为自然常数，h=6.55x10-27尔格·秒。量子力学概念的提出从事实上来看，其主要是将连续性的原理作为经典物理学的支柱，但是普朗克其本人却未曾认识到这点。另外洛伦兹曾经试图将电磁模型和机械模型解释为辐射机制或者h常数，其意义与以太自由度的限制相关。即每个自由度均会拒绝任何大小的能量，除非以 hγ的份额出现。他对自由度进行限制，并且将几组毗邻的振动耦合在一起，以此来确保麦克斯韦方程有效。爱因斯坦曾在1905年提出了光量子的假设，其观点为：光 1/ 6

束的能力不仅可以吸收与发射中的量子性，并且空间也不是进行连续分布的。虽然爱因斯坦的光量子假说是从麦克斯韦理论与实践矛盾中产生，并且也是重物提所持理论观念的分歧。随后一段时间，爱因斯坦将经典力学和麦克斯韦的电磁理论统一在一起，并奠定了狭义相对论基础。并且爱因斯坦指出光以太的存在其实是多余的，因为按照所阐明的见解，不需要引进一个具有特殊性质，并且绝对静止的空间，同时也不需要给发射电磁过程的虚空间每一点规定的速度矢量。对于以太概念的否认，使得人们认识到了光不是一种臆想的媒质状态和类似物质实体存在的东西。直到1991年，索尔末会议之后，光量子假说逐渐被认同，并且迅速扩展到了原子结构的问题研究。玻尔解决了原子结构的稳定性解释，并且导算出了氢光谱的巴尔末公式。1916年，爱因斯坦建立了广义相对论，并且再次将重心转向了量子论，他希望通过广义相对论来对数学基础进行推广。从广义的相对论，不仅可以推导出引力场的性质，而且还能够对想磁场的性质进行推导。 2 相对论在量子力学中的构建量子力学主要沿三条途径慢慢的建立起来，分别是薛定谔波动力学、海森堡矩阵力学和狄拉克q数理论。 2.1 海森堡矩阵力学海森堡矩阵力学是基于波尔理论建立起的，其主要的重心在微观客体的粒子性上。海森堡矩阵力学针对波尔理论只能计算能 2/ 6

语言相对论的产生和发展

语言相对论的产生及发展语言相对论往往被称作"萨丕尔-沃尔夫假说"。实际上, 美国语言学家、人类学家萨丕尔〔Edward Sapir 和美国语言学家沃尔夫〔Benjamin Lee Whorf 并没有合著过,也没有明确地为实证研究提出过假说。"萨丕尔-沃尔夫假说"这一说法是萨丕尔的学生,美国语言学家、人类学家哈利?霍衣哲〔Harry Hoijer 在1954 年提出的〔Koerner 2002：2。①后来的学者, 如美国心理语言学家罗杰?布朗〔Roger Brown〔1976 等,将假说分为两类：强式,语言决定论〔Linguistic Determinism,即语言决定思维、信念、态度等；弱式,语言相对论〔Linguistic Relativity,语言反映思维、信念、态度等〔高一虹,1994：4 。前者认为语言不同的民族,思维方式彻底不同,后者认为语言不同的民族,思维方式上有差异。但值得注意的是,萨丕尔和沃尔夫并未作此区分,沃尔夫本人也并不允许极端的语言决定论。目前,研究者通常使用沃尔夫自己的术语, 即语言相对论〔Linguistic Relativity。这个陈述暗示了萨丕尔和沃尔夫并不是最早或者惟一对语言和思维的关系进行研究的学者。其他思想流派也有对这个问题的研究。对语言和思维之间关系的思量可以追溯到古希腊时期。对语言相对论来说,其思想发展历程大致经过以下几个时期。古希腊时期

古希腊哲学家柏拉图认为,世界存在于预设的外部理念, 语言若要存在下去,就必须竭力正确地反映这些理念。"除了我们把思维准确地称作由心灵与它自身进行的无声的对话之外,思维和言谈是一回事。""从心中发出通过嘴唇流出来的声音之流称作言谈。"② 持该种观点的人认为,语言的暗地里是普遍的理性本质,为天下人共有,至少为所有思想家共有。词语无非是这种深层精华的表达媒介,语言是反映内在思想活动的"标签",是体验世界的工具,还没有考虑到语言对思想的作用。德国语言学传统时期直至18 世纪晚期19 世纪早期,人们才逐渐认识到不同民族有不同的特征, 即民族精神。随着这种认识的发展,逐渐形成为了民族主义。 1820 年,德国语言学者洪堡德〔Wilhelm Von Humboldt 将语言学和民族浪漫主义的研究联系起来,认为正是语言构造了思维。思维由内部对话产生,这个过程使用了语言使用者相同的语法结构。所使用语言的语法被认为反映了这个民族国家的世界观〔Weltanschauug 。"语言的多样性不仅仅是符号和声音的多样性,而且是价值观的多样性。"③ 语言有多种形态类型, 比如德语、英语等。洪堡德认为, 这些印欧语系的语言是最完美的语言类型,这也解释了这些语言的使用者相对于较差语言的使用者的主导地位。

2017-2018学年高中历史3学案：第11课物理学的重大进展含答案

第四单元近代以来世界的科学发展历程第11课物理学的重大进展一、经典力学 1．背景（1)文艺复兴运动不仅解放了人们的思想，也对科学研究产生了重要影响。（2)16世纪末17世纪初，伽利略发现了自由落体定律等物理学定律，开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学,为后来经典力学的创立和发展奠定了基础。 2．建立（1）提出:1687年,牛顿出版了《自然哲学的数学原理》。（2)内容：物体运动三大定律和万有引力定律等。（3)特征： ①以实验为基础。

②以数学为表达形式。 3．地位及作用：经典力学体系对解释和预见物理现象，具有决定性意义。后来，根据万有引力定律,人们发现了海王星等。二、相对论的创立 1．背景:到了19世纪，经典力学无法解释研究中遇到的一些新问题，面临着挑战。 2．内容 (1）狭义相对论:物体运动时，质量会随着物体运动速度增大而增加,同时,空间和时间也会随着物体运动速度的变化而变化，即会发生尺缩效应和钟慢效应. (2)广义相对论:空间和时间的性质不仅取决于物质的运动情况，也取决于物质本身的分布状态。 3．意义（1)相对论的提出是物理学领域的一次重大革命。 (2）它否定了经典力学的绝对时空观,深刻地揭示了时间和空间的本质属性。（3）它也发展了牛顿力学,将其概括在相对论力学

之中，推动物理学发展到一个新的高度。三、量子论的诞生与发展 1．背景（1)19世纪末20世纪初，人们对物质的认识深入到了原子内部。（2)微观的粒子运动不能用经典力学的理论来说明。 2．过程（1）使人类对微观世界的基本认识取得革命性的进步。

(2）量子论与相对论一起,构成了现代物理学的基础,弥补了经典力学在认识宏观世界和微观世界方面的不足. （3）不仅推动了物理学自身的进步，而且开阔了人们的视野，改变了人们认识世界的角度和方式。 [轻巧识记] 经典力学 [易错提醒] 爱因斯坦的相对论并未全面否定牛顿力学体系。爱因斯坦的相对论只是否定了牛顿力学体系的绝对时空观，并没有否定整个牛顿力学体系。牛顿力学是相对论力学在低速状态下的一个特例。牛顿力学是整个力学的基础，至今仍指导着物理学的发展。相对论发展了牛顿力学，打破了传统的绝对时空观. ［名师点拨] 经典力学的建立是人类认识上的巨大飞跃

狭义相对论的发展

狭义相对论的开展用新的概念解释狭义相对论:在"约定〞了光速在任何相对匀速运动的坐标系里恒为C，可以推得它们的度量及坐标读数变换是洛仑兹变换。用严格的步骤推导物质波的形成是光量子系统洛仑兹变换的结果。……。狭义相对论和洛仑兹变换开创了物理学的新纪元。然而随着科学迅猛开展，尤其是数学研究的深入，爱因斯坦当年用“列车〞“光索〞“事件〞等概念来解释狭义相对论的四维空间的理论的观点，似乎显得有些陈旧。“列车〞“光索〞“事件〞等一般来说都是宏观范畴的量值。为了开拓对粒子物理学的研究，必须要建立起以微观邻域为背景的四维时空观。然而，无论是宏观还是微观，对物质空间的描写都离不开度量，对物质空间的四维描写也应该和度量有关。因此认为有必要研究四维时空的度量关系，结果发现：如果把狭义相对论建立在度量关系的根底上，用度量变换的关系来解释狭义相对论，不仅可以使令人难以理解的狭义相对论变得浅近易懂，而且能把它开拓到平动以外的各种运动形态所描写的物理空间，如自旋空间，虚空间等等里去，使它在微观令域应用得更广泛，更深入。〔一〕用度量的观来解释四维空间的变换。用度量变换观点来解释狭义相对论的建立的要点如下： 1 ，每一个运动着的三维坐标系都有各自独立的一个三维空间度量和一维时间度量，构成四维度量。在同一个坐标系里，四维度量是不变的，这是因为在同一个坐标系里，能量的读数是连续不变的。在相对运动着的不同坐标系里，各自的四

维度量应该是不同的，这也是因为在相对运动着的不同坐标系里，能量的读数是不同的缘故。然而，坐标系主要表现为数学的概念，而能量是客观存在的。为了保证坐标系之间能量特征〔包括动能和势能的差值，等等〕的连续性，一致性，坐标系之间的度量必须建立相应的变换关系。 2 ，速度的读数和坐标系四维度量有关。同一个运动质点，在不同的坐标系里因为坐标系四维度量的不同，速度的读数是不同的。定义了度量就确定了速度的读数。反而言之，确定了某个速度的读数也可以定义度量。在相对运动的各个坐标系之间，为了保证能量特征的连续性，一致性，还可以利用约定某种速度在各个运动着的坐标系里始终为恒量，借此来定义各个坐标系的度量，从而建立起相对运动坐标系之间度量变换的关系。物理学的历史传统正是这么传做的。按照传统的约定，在任何相对运动着的坐标系里，光速恒为C_。然而这仅仅是一种约定。依照此约定来定义相对运动着的坐标系的度量，找出它们的变换关系，可以验证这种变换关系即洛仑兹变换。这也就是说为什么四维时空的变换关系是洛仑兹变换呢？正是由于约定了光速恒为C。 3_，按照广义相对论的阐述，坐标系的度量应该和物质分布有关.而狭义相对论研究的是物质分布均匀的平度空间. 在平度空间里，或者在局部坐标系的局部邻域里，物质分布被认为是均匀的。因此同一方向的度量是一致的，度量空间是线性空间。在相对运动的坐标系之间，无论是平度空间，或者局部邻域的局部坐标系，度量的变换关系是线性变换。