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澳门六合彩网-金牛网 深层解读迈克尔逊-莫雷实验, 它确实是相对论出身的基础吗?

谜底并非如名义所显,狭义相对论的提议澳门六合彩网-金牛网,与迈克尔逊-莫雷实验关联不深,背后有其他起因。

对于19世纪末物理学界的“两朵乌云”之说,其中之一等于迈克尔逊-莫雷实验,有东说念主甚而以为此实验平直诱发了狭义相对论的出身,实则夸大其辞。

从时期角度注目,迈克尔逊-莫雷实验在1887年张开,而爱因斯坦的狭义相对论却在1905年才问世,相隔长达十余年,但时技能隔并不可讲明什么问题。

发轫梳理迈克尔逊-莫雷实验的配景,实验围绕“以太”办法张开,明确谋划就是寻求以太存在的实证。

那么,究竟何为“以太”呢?

“以太”一词古而有之,率先由亚里士多德提议,但古代“以太”和近当代物理学中的“以太”办法迥然相异,那时更多停留在形而上学层面,与物理学全无关联。在亚里士多德时间,甚而莫得物理学这一学科。

亚里士多德确信,世间万物由四大元素和以太组成,四大元素即水火气土,与我国古代的五行说相差无几。四大元素可见可感,而以太则不为感知所及。

而首个将“以太”引入物理学的是笛卡尔,其引入“以太”解释力的超距作用。跟着时期推移,“以太”办法在近代物理学中越发流行,获得惠更斯、胡可等科学家的认同。在他们看来,光算作一种波,传播势必需要序言,他们将这种序言认定为以太。

牛顿诚然坚捏光是粒子,但他相同认同“以太”的存在,因为对于他来说,“以太”对牛顿力学体系至关紧迫。为何?

因为牛顿力学的基石就是完全时空不雅,六合中存在完全静止的参照系,而以太碰巧知足这一特色。

托马斯·杨的双缝实考据明了光的波动性,而麦克斯韦的电磁表面相同将光视为电磁波,他们也觉得电磁波的传播需要序言,即以太。

于是,牛顿和麦克斯韦等物理学巨匠,皆认同光传播需要以太算作序言。

但问题在于,那时的物理学界尽管谋划以太赓续,可究竟何为以太?

合座而言,“以太”仅仅一个假设的办法,明白仅凭假设是不够的,科学需要实验的撑捏,不然仅凭假设躲闪问题,明白行欠亨。

终点是在麦克斯韦方程组推献艺的光速缱绻公式中,光速与参照系无关,这对于那时的物理学界来说,是难以领受的,因为这意味着牛顿经典力学的崩溃。

那时的物理学家们将以太视为光的参照系,但必须找到以太的实证,不然“以太”办法便无劝服力。

在更早的时候,法拉第曾试图以“场”的办法取代以太,但他的这个目的并未引起凡俗温情,而他的弟子麦克斯韦却认同以太的存在,因此法拉第的“以太即场”表面并未形成太大影响。

不论何如,找到以太的凭证至关紧迫,迈克尔逊-莫雷实验等于在这种配景下张开的。

表面上,找寻以太凭证似乎并不难。因为以太是完全静止的,那么以太相对于太阳也应是静止的。地球绕太阳入手,速率可达每秒30公里,当地球向太阳地方畅通时,会感受到“以太风”。

由于光在以太中传播的速率为光速c,而地球相对以太的速率为v(每秒30公里),那么当地球朝向和背离太阳畅通时,测量出的光速应鉴别为c-v和c+v。

也就是说,地球的畅通地方不同,测量的光速便不同。迈克尔逊-莫雷实验的具体历程虽不尽疏导,但旨趣一致,均欺诈地球畅通形成光速的更正。

然则实验恶果出乎所有这个词东说念主预见,不论地球朝哪个地方畅通,测量出的光速恒久不变。面临这一恶果,连迈克尔逊和莫雷皆无法置信,他们欢喜确信是实验历程或仪器出了问题,也不肯领受这一恶果。

施行上,当今看来,那时的物理学界对这一恶果的响应并不料外,因为若是光速不变,就意味着牛顿经典力学的分解,他们岂肯纰漏领受牛顿力学的垮台?

于是,迈克尔逊和莫雷缜密查抄实验历程,培植实验仪器精度,并屡次相通实验,恶果依然如故。其他很多物理学家也作念了雷同实验,论断一样。

面临这么的恶果,迈克尔逊和莫雷只可无奈领受,尽管他们内心对此恶果格外反抗。他们不得不承认实验恶果,尽管这无异于他们天下不雅的颠覆。

公布恶果后,物理学界大为震恐,诚然恶果指向了“光速不变”,意味着以太可能不存在,但物理学家们并未毁灭以太,他们试图基于实验恶果修正以太的办法,而非透顶抵赖。

可见,那时的牛顿力学在物理学界中地位之上流。

在这种配景下,洛伦兹变换应时而生,它是修正以太的产品,为讲解迈克尔逊-莫雷实验而提议。洛伦兹变换不觉得光速不变,仍坚捏以太存在,觉得以太会沿畅通地方放松,从而导致测量恶果的相反。

也就是说,洛伦兹变换仍然建造在完全时空不雅的基础上,觉得以太是完全静止的参照系。洛伦兹变换提议时期早于狭义相对论,旨在讲解以太。

爱因斯坦提议的狭义相对论,抵赖了以太的存在,提议光速不变,基于光速不变旨趣和狭义相对性旨趣,爱因斯坦提议了伟大的相对论。

在爱因斯坦的表面中,以太不存在,时空也不是完全的。

因此,爱因斯坦的相对论与迈克尔逊-莫雷实验并无平直关联,它完全抵赖了以太和牛顿力学体系的完全时空不雅,而迈克尔逊-莫雷实验则寻求以太的凭证,诚然实验恶果标明以太不存在,但大皆物理学家不肯确信这一恶果,他们通过多样神色对以太的办法进行修正,使之相宜实验恶果,洛伦兹变换等于其中之一。

爱因斯坦的相对论得出的恶果与洛伦兹变换相吻合,这也解释了为何洛伦兹变换成为相对论的基本公式。

如今看来,洛伦兹变换中“以太在畅通方朝上的放松”与狭义相对论中“空间在畅通方朝上的放松”在施行上并无区别,咱们完全不错将以太相识为“空间”。

施行上,科学界中有不雅点觉得洛伦兹才是提议狭义相对论的第一东说念主,这并非无据。洛伦兹已接近相对论的真相,仅仅未终末远大。

爱因斯坦与洛伦兹是至好,洛伦兹死字后,爱因斯坦在哀辞中抒发了对洛伦兹念念想的深深敬仰,但具体影响何如,咱们不知所以。

缅想而言,尽管狭义相对论与迈克尔逊-莫雷实验关联不深,但实验无疑对爱因斯坦产生了影响。毕竟,算作那时物理学界的要紧实验,爱因斯坦不可能不默契。同期,狭义相对论中平直援用了洛伦兹变换,爱因斯坦对公式背后的含义当然了如指掌。

也许澳门六合彩网-金牛网,迈克尔逊-莫雷实验仅是爱因斯坦灵感的开端之一,正如麦克斯韦方程组推导出的光速不变公式一样。在灵感的基础上,爱因斯坦革职“奥卡姆剃刀旨趣”,轻佻剔除了“以太”的办法!