相对论的建立和发展
爱因斯坦相对论的发明过程
爱因斯坦相对论的发明过程一、前言爱因斯坦相对论是现代物理学的重要理论之一，它对于人类认识宇宙和自然界的本质有着深远的影响。
本文将从爱因斯坦相对论的背景、发展历程、基本原理等方面进行详细介绍，希望能够让读者更加深入地了解这一伟大的科学成果。
二、背景19世纪末20世纪初，物理学经历了一场革命性的变革。
在这个时期，人们已经发现了电磁波和光速度不变性这两个重要事实。
然而，当时的物理学家们认为光速度是绝对不变的，即无论在任何参照系中，光速都是恒定不变的。
这种观点被称为“众所周知”的牛顿力学观点。
然而，在19世纪末20世纪初期间，一些实验结果却开始挑战这种观点。
例如1901年，美国物理学家麦克尔逊和莫雷进行了一个著名的实验：他们利用干涉仪测量了光在不同方向上传播时所需时间，并试图通过比较这些时间来检验光速是否是恒定不变的。
实验结果却令人意外：无论干涉仪在何处，光速度都是相同的。
这个结果在当时引起了轰动，因为它表明了光速度的恒定不变性。
三、发展历程1. 爱因斯坦的思考在这个时期，爱因斯坦开始对这个问题进行思考。
他认为，如果光速度确实是恒定不变的，那么就必须假设时间和空间是相对的，并且取决于观察者的参照系。
这种观点与牛顿力学相反，因为牛顿力学认为时间和空间是绝对的，并且独立于观察者。
2. 爱因斯坦的论文1905年，爱因斯坦在一篇名为《关于电动力学基础上一个新观点之建立》的论文中提出了自己的理论。
他认为，在所有参照系中，光速度都是相同的，并且时间和空间是相对的，并取决于观察者。
这个理论被称为“狭义相对论”。
3. 实验验证随着科技水平的不断提高，人们开始能够通过实验来验证这个理论。
例如，以后的实验表明，当物体的速度接近光速时，时间会变慢，并且物体的长度会变短。
这些结果都与爱因斯坦在他的论文中所提出的理论相符。
四、基本原理1. 光速不变原理根据相对论，光速是恒定不变的，并且在所有参照系中都是相同的。
这个原理是相对论最基本的原理之一。
物理学史相对论的建立与发展.PPT
2.3 狭义相对论被承认和接受的过程
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，在相当长的一段时间 内受到冷遇，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 逊在1909年宣称：“以太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”。
但是，直到19世纪还没有一个实验能直接证明以太的存在。 以太漂移实验给出了否定结果。这些结果促使人们对以太和绝 对坐标系的存在产生怀疑。
1.2 收缩假说的提出
迈克耳逊-默雷实验的零结果发表后，爱尔兰物理学家费 兹杰惹立即进行了思考。1889年，他向英国《科学》杂志投 稿，写到：“唯一可能协调这中对立的假说就是要假设物体 的长度回发生变化，其改变量跟穿过以太的速度与光速之比 的平方成正比。”
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2.2 爱因斯坦建立狭义相对论的过程
早在16岁（1895年）时，爱因斯坦就开始思考这样一个问题： “如果我以速度c（真空中的光速）追随光线运动，我应当看到这样 一条光线就好象一个在空中振荡着而停滞不前的电磁场。可是无论是 依据经验，还是按照麦克斯韦方程，看来都不会有这样的事情。”这 是一个悖论，实际上包含了狭义相对论的萌芽。
然而，由于《科学》杂志不久就停刊了，这篇稿件虽然发 表但却鲜为人知，连费兹杰惹本人也不知道这篇稿件是否问 世。两年后，费兹杰惹去世，只是由于他的学生特劳顿多次 提到他的工作，人们才知道他比洛伦兹更早就提出了收缩假 说。
从牛顿到爱因斯坦揭开相对论的面纱
从牛顿到爱因斯坦揭开相对论的面纱爱因斯坦是20世纪最伟大的科学家之一，他的相对论理论彻底改变了我们对时间、空间和物质的认识。
然而，在爱因斯坦之前，还有一个科学巨人——牛顿，他的经典力学为相对论的发展奠定了基础。
本文将带领读者了解从牛顿到爱因斯坦的科学旅程，揭开相对论的面纱。
1. 牛顿力学的奠基众所周知，牛顿是物理学的奠基人之一。
他的三大定律：惯性定律、牛顿第二定律和作用-反作用定律，构建了经典力学的基本框架。
牛顿力学在描述天体运动、机械物体的运动以及其他日常现象方面非常成功。
然而，牛顿力学无法解释光在真空中的传播以及高速运动体的行为，这为爱因斯坦的相对论理论的诞生创造了机会。
2. 爱因斯坦的相对论思想爱因斯坦在狭义相对论和广义相对论两方面做出了开创性贡献。
狭义相对论主要探讨的是高速相对运动下的时空关系，提出了著名的相对论性质能量公式E=mc²，并阐述了尺缩效应和时间膨胀效应等相对论效应。
广义相对论则进一步扩展了狭义相对论的观点，将引力看作是时空弯曲的结果，提出了曲率引力方程，成功解释了水星近日点进动等多个实验验证。
3. 实验验证与科学共识相对论理论的提出需要实验验证来验证其准确性。
光的干涉实验、测量光速的迈克尔逊-莫雷实验等实验证据为相对论打下坚实的基础。
此外，引力波的探测和日食观测等也进一步证实了爱因斯坦的理论。
科学界逐渐形成共识，相对论成为现代物理学的重要基石。
4. 相对论的影响与应用相对论不仅在理论物理学中有着重要地位，也为现代技术的发展做出了贡献。
相对论对GPS导航系统的精确定位起到了关键作用，也对粒子加速器、核裂变等领域产生了重大影响。
此外，相对论的思想也渗透到哲学、文学等领域，引发了广泛的思考和探索。
5. 相对论的局限性和未来的发展尽管相对论在解释各类经典实验上具有高度准确性，但它仍有一些局限性。
比如，相对论无法与量子力学进行统一，无法解释黑洞内部的奇点等问题。
这些问题成为了现代物理学研究中的难题，也催生了超弦理论等新的物理学理论的提出。
相对论发展史
一. 两朵乌云
1900，开尔文勋爵： 物理学旳大厦已经建成，将
来旳物理学家只需要做些修修补补 旳工作就行了。但是，明朗旳天空 还有两朵乌云：一朵与黑体辐射有 关，另一朵与迈克尔逊试验有关。
第一朵乌云：黑体辐射
量子论
1900
第二朵乌云：迈克尔逊试验
1905
相对论
量子论旳诞生
量子说
光子说
• 光波是“以太”旳弹性振动。 • 以太相对于地球运动吗？ • 光行差现象（1728，1810）：以太相
对于地球有运动。 • 迈克尔逊试验（1881，1887）：没有
测出这一运动。
洛伦兹旳解释： 以太相对于绝对空间静止。 洛伦兹收缩：
l l0 1 v2 / c2
x’=x-vt y’=y z’=z t’=t
暗能量 动力学暗能量 广义相对论在宇观尺度失效
0.5% 4% 0.3% 29%
65%
黑洞
r
r
2GM c2
(视界） r=0奇点
洞外 洞内
t 时间 空间
r 空间 时间
信息疑难
霍金
(S.W.Hawking)
索恩
普瑞斯基
(John Preskill )
(Kip.Throne)
2023年7月21日,霍金 “我输了”
光线偏折
广义相对论： =1.75"
牛顿理论： =0.875"
试验观察：（1923年：爱丁顿
西非普林西比;
巴西，阴雨）
=1.98 0.12"
今日：
=1.89"
引力波
• 广义相对论预言：有引力波，以光速传 播
• 发觉脉动双星（PSR1913+16）轨道周期 每年降低约万
广义相对论的产生与发展
广义相对论的产生与发展
广义相对论的产生和发展
广义相对论是20世纪最重要的物理学理论之一，它是以爱因斯坦为主要领导者的一系列研究的结果。
在历史上，它改变了科学界对宇宙和物理学自然法则的看法。
广义相对论的起源要追溯到17世纪以前，起源于希腊哲学家柏拉图的两面运动定律。
由此，一些科学家，如牛顿，提出了其他的假设，即宇宙的空间和时间是相对的，但这种看法很快就被证明是错误的。
爱因斯坦在20世纪初开始针对这一问题的研究，他意识到两个宇宙存在的相性，这一理论最终修正了新牛顿力学，出现了“散射物理学”。
不久，爱因斯坦提出了“广义相对论”，依据这一理论，宇宙是十分广阔的时空结构，物理现象受到“弯曲”，他宣称它是“相对论”。
之后，爱因斯坦不断改进他的理论，它最终在1920年被写入论文并用于引力的解释，推动了物理学的发展。
由此，这项天才的理论改变了宇宙，物理学和天文学的研究方向，使得更多的科学家介入这一新的领域，并形成了新的模型。
今天，广义相对论仍然是物理学的重要基础，在天文学方面，它也发挥了至关重要的作用，并给人们提供了关于宇宙结构和未来展望的非常重要的科学框架。
物理学发展的三个时期
物理学发展的三个时期物理学是随着人类社会实践的发展而产生、形成和发展起来的，它经历了漫长的发展过程。
纵观物理学的发展史，根据它不同阶段的特点，大致可以分为物理学萌芽时期、经典物理学时期和现代物理学时期三个发展阶段。
(一)物理学萌芽时期在古代，由于生产水平的低下，人们对自然界的认识主要依靠不充分的观察，和在此基础上进行的直觉的、思辨性猜测，来把握自然现象的一般性质，因而自然科学的知识基本上是属于现象的描述、经验的总结和思辨的猜测。
那时，物理学知识是包括在统一的自然哲学之中的。
在这个时期，首先得到较大发展的是与生产实践密切相关的力学，如静力学中的简单机械、杠杆原理、浮力定律等。
在《墨经》中，有力的概念(“力，形之所以奋也”)的记述；光学方面，积累了关于光的直进、折射、反射、小孔成像、凹凸面镜等的知识。
《墨经》上关于光学知识的记载就有八条。
在古希腊的欧几里德(公元前450-380)等的著作中也有光的直线传播和反射定律的论述，并且对光的折射现象也作了一定的研究。
电磁学方面，发现了摩擦起电、磁石吸铁等现象，并在此基础上发明了指南针。
声学方面，由于音乐的发展和乐器的创造，积累了不少乐律、共鸣方面的知识。
物质结构和相互作用方面，提出了原子论、元气论、阴阳五行说、以太等假设。
在这个时期，观察和思辨虽然是人们认识自然的主要手段和方法，但也出现了一些类似于用实验来研究物理现象的方法。
例如，我国宋代沈括在《梦溪笔谈》中的声共振实验和利用天然磁石进行人工磁化的实验，以及赵友钦在《革象新书》中的大型光学实验等就是典型的事例。
总之，从远古直到中世纪(欧洲通常把五世纪到十五世纪叫做中世纪)末，由于生产的发展，虽然积累了不少物理知识，也为实验科学的产生准备了一些条件并做了一些实验，但是这些都还称不上系统的自然科学研究。
在这个时期，物理学尚处在萌芽阶段。
(二)经典物理学时期十五世纪末叶，资本主义生产关系的产生，促进了生产和技术的大发展；席卷西欧的文艺复兴运动，解放了人们的思想，激发起人们的探索精神。
从传递到相对论
从传递到相对论引言自从人类开始思考宇宙的起源和运作方式以来，物理学家一直在努力理解并描述自然界的规律。
从古代的传递理论到现代的相对论，物理学的发展经历了漫长的历程。
本文将探讨从传递理论到相对论的发展历程，介绍两种理论的基本原理和效应，以及相对论对我们对宇宙的理解带来的深刻影响。
传递理论在传递理论中，光被认为是由媒质中的微小颗粒传播的，这些颗粒被称为“特质”。
根据传递理论，光的传播速度是无穷大的，而且光传播的路径是直线。
这一理论在伽利略时代得到了广泛接受，并成为几个世纪的物理学基础。
然而，在19世纪末，关于光的性质的一系列实验结果开始对传递理论提出了挑战。
其中最著名的实验是迈克尔逊-莫雷实验，该实验试图测量地球在绕太阳运动的同时，光在地面上前进的速度是否会发生变化。
然而，实验结果表明，无论地球远离还是靠近光源，光的速度都保持不变。
这一实验结果的出现让物理学家产生了困惑和怀疑，因为根据传递理论，地球离光源越远，光的速度应该会减慢。
麦克斯韦方程组为了解释迈克尔逊-莫雷实验的结果，物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦提出了电磁理论，该理论成为现代物理学的基石之一。
麦克斯韦方程组描述了电磁场的演化和传播规律，这些方程非常复杂，但它们成功地预测了电磁波的存在和传播速度。
根据麦克斯韦方程组，电磁波的传播速度是恒定的，并且与光速相等。
这使得物理学家开始怀疑光可能是一种电磁波。
詹姆斯·克拉克·麦克斯韦的电磁理论为物理学的发展开辟了新的道路，也为后来爱因斯坦的相对论奠定了基础。
狭义相对论在20世纪初，阿尔伯特·爱因斯坦提出了相对论，从根本上改变了我们对时间、空间和光传播的理解。
爱因斯坦的狭义相对论基于两个主要的假设：相对性原理和光速不变原理。
相对性原理指出，在所有惯性参考系中，物理定律都具有相同的形式。
这表明物理现象的描述应该与观察者的运动状态无关。
光速不变原理指出，光在真空中的传播速度是恒定的，不受观察者运动状态的影响。
爱因斯坦物理学方面的成就
爱因斯坦物理学方面的成就爱因斯坦：物理学巨匠的伟大成就爱因斯坦（Albert Einstein）是20世纪最杰出的物理学家之一，他的成就对于现代物理学的发展产生了深远的影响。
他在相对论、光电效应和统计物理等领域的突破性贡献，使他被誉为物理学史上的巨匠。
下面将重点介绍爱因斯坦在这些方面的伟大成就。
一、相对论的建立爱因斯坦的相对论是他最伟大的成就之一。
相对论是关于时间、空间和物质相互关系的理论。
狭义相对论于1905年提出，广义相对论于1915年正式发表。
狭义相对论改变了人们对时间和空间观念的理解，引入了时间的相对性和光速不变原理。
广义相对论则将引力解释为时空的弯曲，提出了著名的“等效原理”和“引力波”概念。
相对论的建立彻底改变了牛顿力学的框架，为后来的量子力学和宇宙学奠定了基础。
二、光电效应的解释爱因斯坦对于光电效应的解释也是他的重要成就之一。
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。
爱因斯坦于1905年提出了光量子假设，认为光是由一系列离散的能量量子组成的。
他解释了光电效应中观察到的现象，通过假设光子具有固定的能量，解释了光电效应的特性，从而为光子学的发展奠定了基础。
这一解释为后来量子力学的发展铺平了道路。
三、统计物理学的贡献除了相对论和光电效应，爱因斯坦在统计物理学领域也有重要的贡献。
他对布朗运动的研究为统计物理学奠定了基础。
布朗运动是指在液体或气体中微小颗粒的无规则运动。
爱因斯坦通过研究布朗运动，提出了著名的爱因斯坦方程，解释了颗粒在流体中的运动规律。
这一方程为统计物理学的发展提供了重要的理论基础，并为原子理论的验证做出了重大贡献。
总结一下，爱因斯坦以其在相对论、光电效应和统计物理学等领域的伟大成就，成为了现代物理学的巨匠。
他的相对论理论改变了人们对于时间和空间的理解，光电效应的解释为光子学的发展奠定了基础，而他在统计物理学领域的贡献也为原子理论的验证提供了重要的理论支持。
爱因斯坦的成就不仅影响了当时的物理学界，也对后来的科学研究产生了深远的影响。
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相对论的建立和发展
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•爱因斯坦和洛伦兹在一起
相对论的建立和发展
•不出五个星期，（1905年6月），爱因斯坦就写好了那篇历史 性文献《论动体的电动力学》，1905年9月发表在著名的德文杂 志《物理学年鉴》上。在这篇论文中，爱因斯坦十分果断地把 相对性原理和光速不变原理这两条看起来似乎矛盾的设想放在 一起作为基本出发点。他称之为两条公设，内容如下： • “1.物理体系的状态据以变化的定律，同描述这些状态变化 时所参照的坐标系究竟是两个在互相匀速移动着的坐标系中的 那一个并无关系，（相对性原理）。” • “2.任何光线在静止的坐标系中都是以确定的速度v运动着， 不管这道光线是由静止的还是运动的物体发射出来的，（光速 不变原理）。”
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相对论的建立和发展
•1900年 苏黎世联邦工业大学师范系毕业。 •1902年 在瑞士联邦专利局工作 •1909年 离开专利局任苏黎世大学理论物理学副教授。 •1911年 任布拉格德语大学理论物理学教授，1912年任母校 苏黎世联邦工业大学教授。1914年，应能斯脱的邀请，回德
国任威廉皇帝物理研究所所长兼柏林大学教授，直到1933年。
1905年他发表了有关狭义相对论的三篇文章。
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相对论的建立和发展
• 早在16岁（1895年）时，爱因斯坦就开始思考这样一个问题： “如果我以速度c（真空中的光速）追随光线运动，我应当看到 这样一条光线就好象一个在空中振荡着而停滞不前的电磁场。可 是无论是依据经验，还是按照麦克斯韦方程，看来都不会有这样 的事情。”这是一个悖论，实际上包含了狭义相对论的萌芽。 •爱因斯坦对这个问题的思考，经历了很长的过程。他回忆说： “最初当我有这个想法时，我并不怀疑以太的存在，不怀疑地球 相对以太的运动”。甚至他还设想用热电偶做一个实验，比较沿 不同方向的两束光线所放出的热量。 • 不久爱因斯坦得知迈克耳孙-莫雷实验的零结果。他由此认 识到，地球相对于以太的运动是不能用任何仪器测量的。他继续 回忆说：“如果承认迈克耳孙的零结果是事实，那么地球相对于 以太运动的想法就是错的，这是引导我走向狭义相对论的第一 步。”
阅读了德国著名物理学家基尔霍夫、赫兹等人的著作，钻研了
麦克斯韦的电磁理论和马赫的力学，并经常去理论物理学教授
的家中请教。另一方面，他的大部分时间是去物理实验室去做
实验，迷恋于直接观察和测量。
PPT坦在苏黎世联 邦工业大学的实验室里 做过许多实验，这是他 用过的仪器
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相对论的建立和发展
•爱因斯坦不是象洛仑兹那样，事先假设某种时空变换关系，而 是以这两个公设为出发点，推导出时空变换关系。他非常简洁 地建立了一系列新的时空变换公式之后，立即推导出了运动物 体的“长度收缩”、运动时间的“时钟变慢”、同时性的相对 性以及新的速度合成法则等等，由此形成一套崭新的时空观。
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• 他阅读了许多著作发现，所有人试图证明以太存在的试验 都是失败的。经过研究，爱因斯坦发现，除了作为绝对参照系 和电磁场的荷载物外，以太在洛伦兹理论中已经没有实际意义。 于是他想到：绝对参照系是必要的吗？电磁场一定要有荷载物 吗？ • 当时的物理学家一般都相信以太，也就是相信存在着绝对 参照系，这是受到牛顿的绝对空间概念的影响。19世纪末，马 赫在所著的《发展中的力学》中，批判了牛顿的绝对时空观， 这给爱因斯坦留下了深刻的印象。
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•1.牛顿力学时空观
• 绝对的，真正的和数学的时间自己流逝着，并由于它的本
性而均匀的与任何外界对象无关的流
逝。
——牛顿
• 绝对空间，就其本质来说，独立于外界任何事物，总是始
终如一和静止不动的。
•
——牛顿
•2、迈克尔逊——莫雷实验
• 由于人们把“以太”选作绝对静止的参照系，因此在19
•1940年加入美国国籍。
•1955年4月18日去世。
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• 三、狭义相对论的建立
• 1900年，爱因斯坦大学毕业。1901年，他获得了瑞士国籍。 1902年，在他的朋友格罗斯曼的帮助下，爱因斯坦终于在伯尔尼 的瑞士联邦专利局找到了一份稳定的工作——当技术员。 • 在伯尔尼专利局的日子里，爱因斯坦广泛关注物理学界的 前沿动态，在许多问题上深入思考，并形成了自己独特的见解。 在十年的探索过程中，爱因斯坦认真研究了麦克斯韦电磁理论， 特别是经过赫兹和洛伦兹发展和阐述的电动力学。爱因斯坦坚信 电磁理论是完全正确的，但是有一个问题使他不安，这就是绝对 参照系中以太的存在。
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• 爱因斯坦少年时期就对哲学有兴趣。康德的《纯粹理性批判》，马赫的 《力学史评》都给了他深刻的影响。1902年前后，爱因斯坦和几个年轻朋 友组成“奥林比亚科学院”每晚聚在一起，研读斯宾诺莎、休谟、彭加勒 等人的科学和哲学著作。斯宾诺莎关于自然界统一的思想，休谟的时空观， 马赫对牛顿绝对时空观的批判都引起爱因斯坦极大的兴趣。
•1920年 应洛伦兹和埃伦菲斯特（即P.厄任费斯脱）的邀请，
兼任荷兰莱顿大学特邀教授。回德国不到四个月，第一次
世界大战爆发，他投入公开的和地下的反战活动。他经过8
年艰苦的探索,于1915年最后建成了广义相对论。
•1921年
获诺贝尔物理奖。
•1933年
受德国纳粹迫害，移居美国，为普林斯顿研究
所研究员。
世纪，人们热衷于寻找出地球相对于以太的绝对速度。1881
年，美国人迈尔耳逊设计了一个实验，但是却得到“0”结果。
1887年迈尔耳逊和莫雷合作，又重复实验，但实验结果仍然
是“零结果”。根据这一结果，“以太”显然是一厢情愿的
设想，尽管不断改进，但结论却相同。
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•§7.2 爱因斯坦创建狭义相对论 的经过
• 爱因斯坦是德国人，有犹太血统， 1900年毕业于瑞士 苏黎世工业大学，1901年入瑞士国籍，大学毕业两年后才在 伯尔尼瑞士专利局找到技术员的工作。就在专利局工作期间， 1905年头几个月一连发表了四篇重要论文，分别在辐射理论、 分子运动论和力学与电动力学的基础理论等三个不同的领域 提出了新的见解。其中《论动体的电动力学》一文更具有划 时代的意义，文中第一次提出了崭新的时间空间理论，一举 解决了光速的不变性与速度合成法则之间的矛盾以及电磁理 论中的不对称等难题。爱因斯坦把这个理论称为相对性理论， 简称相对论，后来又叫狭义相对论。
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• 另外一个佯谬就是：快速运动参考系中的钟，与静止参考 系中的钟相比，它走慢了。----这就是所谓的时间膨胀，也叫 时间延迟。 • 在1911年4月波隆哲学大会上，法国物理学家P．朗之万用 双生子实验对狭义相对论的时间膨胀效应提出了质疑，设想的 实验是这样的：一对双胞胎，一个留在地球上，另一个乘坐火 箭到太空旅行。飞行速度接近光速，在太空旅行的双胞胎回到 地球时只不过两岁，而他的兄弟早已死去了，因为地球上已经 过了200年了。这就是著名的双生子详谬。双生子佯谬说明狭 义相对论在逻辑自恰性上还存在不完善的地方。
换
兹1895年的著作
彭家勒 提出相对性原理
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•二、爱因斯坦简介
•
1879年3月14日生于德国乌尔姆一个犹太人家庭。 父亲
是小商人，母亲是钢琴家。上学后，成绩平平，但爱动脑筋，
12岁曾证明勾股定理。
• 1896年，爱因斯坦正式成为一个无国籍的人，并考进了联
邦工业大学。大学期间，爱因斯坦迷上了物理学，一方面，他
•
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相对论的建立和发展
• 1905年5月的一天，爱因斯坦与一个朋友贝索讨论这个已 探索了十年的问题，贝索按照马赫主义的观点阐述了自己的看 法，两人讨论了很久。突然，爱因斯坦领悟到了什么，回到家 经过反复思考，终于想明白了问题。第二天，他又来到贝索家， 说：谢谢你，我的问题解决了。原来爱因斯坦想清楚了一件事： 时间没有绝对的定义，时间与光信号的速度有一种不可分割的 联系。他找到了开锁的钥匙，经过五个星期的努力工作，爱因 斯坦把狭义相对论呈现在人们面前。
8相对论的建立和发展
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2020/11/29
相对论的建立和发展
• 相对论好象是：“光彩夺目的火箭，它
在黑暗的夜空，突然划出一道道十分强烈的
光辉，照亮了广阔的未知领域。”
•
——德布罗意
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相对论的建立和发展
•§7.1 历史背景
• 相对论是科学技术发展到一定阶段的必然产物，是电磁理 论合乎逻辑的继续和发展，是物理学各有关分支又一次综合的 结果。19世纪后半叶，光速的精确测定为光速的不变性提供了 实验依据。从电磁理论出发，光速的不变性是很自然的结论。 然而这个结论却与力学中的伽利略变换抵触。
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相对论的建立和发展
•一、走在爱因斯坦前面的人
人名
贡献
影响
麦克斯韦 创建电磁理论
赫兹
修改麦克斯韦方程
佛格特
1887年提出佛格特变换， 洛伦兹知道佛格特的工
与洛伦兹变换相似
作，但没有足够注意。
拉摩
拉摩进动和拉摩变换
费兹杰惹 独立地提出洛伦兹变换
洛伦兹
提出电子论和洛伦兹变 爱因斯坦读过洛伦
• 3、真空中的光速 • 根据麦克斯韦的电磁理论，光速“c”应为一常数， 与牛顿力学的速度叠加法则相矛盾。 • 4、物理学家面临的选择 • 要么对牛顿力学做一些顾此失彼的解释，修修补 补，要么彻底抛弃，建立新的理论。