相对论的建立和发展研究概述.ppt

3.追求科学理论的和谐与自然认为科学理论应当完备，即不存在矛盾和不一致的地方，比如牛顿运动定律与事实有矛盾，就应该改革它。认为科学理论应当逻辑简单，概念和假设应当尽量地少，理论应当简洁。认为科学应当对称和谐。爱因斯坦在总结回忆时说：“它象在爬山一样，越是往上爬，越是得到宽广的视野，并且越能显示出我们的出发点与其周围广大地域之间的出乎意外联系。”狭义相对论被承认的曲折经历1.普遍读不懂，不理解

在法国，1910年几乎没有人提到爱因斯坦。J·J·汤姆逊1909年：“以太对我们来说，就象我们呼吸空气一样不可缺少。”

马吉1911年：“我相信，现在没有一个活着的人会断言，时间会是速度的函数。”迈克尔逊至死（1931年）还念念不忘“可爱的以太”，认为相对论是个怪物。§7.3?狭义相对论的遭遇和实验检验2.普朗克支持：“如果相对论是正确的，爱因斯坦就是20世纪的哥白尼。”并发表了爱因斯坦的文章。所以人们常说，普朗克有两大发现!3.实验验证

1906年，考夫曼得出了否定相对论的结果，相对论受到考验！但1907年，爱因斯坦发表文章，坚信相对论是正确的。1911年，索尔威会议召开，由于爱因斯坦在固体比热的研究上有一定影响，人们才注意爱因斯坦的相对论方面的工作。到了1919年，爱因斯坦的广义相对论得到了日全食观测的证实，他成为公众瞩目的人物。狭义相对论才开始受到应有的重视。1921年爱因斯坦获得诺贝尔物理学奖。不过不是由于他建立了相对论，而是“为了他的理论物理学研究，特别是光电效应定律的发现”。诺贝尔物理学奖委员会主席奥利维拉为此专门写信给他，指明他获奖的原因不是基于相对论，并在授奖典礼上解释说：因为有些结论目前还正在经受严格的验证。支持相对论的物理学家：普朗克，当时作为《物理学年鉴》的主编，认识到爱因斯坦论文的价值，及时给予发表。后人评价他有两大发现：一是量子论，二是爱因斯坦。普朗克的学生劳厄，在1911年就致力于宣传相对论。闵可夫斯基立陶宛出生的德国数学家是除爱因斯坦以外，最早注意到时空观变革的学者，他是爱因斯坦大学时的老师，因后者不重视正规课程的学习而不太喜欢这个学生，但他却十分赞赏学生提出的相对论。他以自己精通的几何学知识对相对论进行了四维格式化，重新处理了相对论的基本方程，把洛仑兹变换看作是坐标系在四维空间中的转动，给相对论以更加简洁的表述。泡利，在1921年受他老师的推荐为《数学科学百科全书》撰写了一篇关于相对论的长篇综述文章，得到了爱因斯坦的高度评价，至今还是相对论方面的名著之一。布雪勒，在1908年用改进的方法测量电子的质量，得到的结果与相对论的理论基本相符。狭义相对论有一重要结果，就是预言电子质量会随运动速度增长。从经典电磁理论出发也可以得到类似的结论，因为运动电荷会产生磁场，电磁场的能量增大，相当于质量也增大。经典电磁理论家阿伯拉罕（M.Abraham）假设电子是一个有确定半径的钢性带电小球，它在运动中产生的磁场引起电磁质量，由此推出了电子的质量公式。1901年，实验物理学家考夫曼用β射线的高速电子流进行实验，证实电子的质量确实是随速度变化的。洛仑兹到1904年则根据收缩假说也推出了电子质量公式。后来证明洛仑兹公式与狭义相对论的结果一致。1906年，考夫曼宣布，他的量度结果证实了阿伯拉罕的理论公式，而“与洛仑兹-爱因斯坦的基本假定不相容”。这件事一度竟成了否定相对论的重要依据。在这一事实面前，洛仑兹失望了，他表示，“不幸我的电子变形假说与考夫曼的新结果矛盾，我只好放弃它了。”然而，爱因斯坦却持另一种态度，他在1907年写文章表示，相信狭义相对论是经得起考验的，在他看来那些理论在很大的程度上是由于偶然碰巧与实验结果相符。果然，一年后布雪勒（A.H.Bucherer）用改进了的方法测电子质量，得到的结果与洛仑兹-爱因斯坦公式符合甚好。以后许多实验都证明，狭义相对论的结果是正确的。可是，观念的改变不是一朝一夕之事。只是到了1919年，爱因斯坦的广义相对论得到了日全食观测的证实，他成为公众注目的人物，狭义相对论才开始受到应有的重视。激烈的争论没有停息过。到20世纪三十年代末，从激发氢原子的实验中，无可置疑地证明了时间的相对膨胀。后来，在宇宙线的研究过程中再次明确地得到了证实。这就是说人们在实际的实验中，的确发现快速运动的参考系中的时钟变慢了，特别是宇宙线粒子的速度特别大，这一效应的数值也较大。1938年，查恩和斯皮斯重新分析了布雪勒实验，结论更接近相对论的理论。1940年，罗吉斯通过实验再次证明爱因斯坦理论的正确性。爱因斯坦的狭义相对论谱写了物理学发展史上的令人振奋的新篇章，和量子论一起成为物理学革命的标志性成果，其