262、不管黑貓、白貓，抓住老鼠就是好貓 相對論淺說（13-2）

在前面我們說到「牛頓力學」和「電磁學」在深層產生了矛盾。

也就是說，如果按照老式的「牛頓速度合成律」，

人們將會得到在不同參考系中，光速是不同的結論。

這樣的問題，使得當時的物理學家感到不安。

後來物理學家給電磁學理論加上了一個前提條件：

即提出光速c只 是相對於「以太」這個參考系來說的，

可是，後來實驗證明「以太」並不存在！

於是，愛因斯坦拋棄了牛頓的思維方式，

愛因斯坦在心中反覆琢磨：

既然原來的理念與現實不符，何必死抱著不放呢？

這裡不需要說什麼『不能改的堅決不改』，

實踐是檢驗真理的唯一標準，

不管黑貓白貓抓住老鼠就是好貓，

於是，愛因斯坦索性把『光速恆定』這一實驗的結果，作為原理來採用。

也就是，

把光的速度無論怎麼觀測

都是恆定的作為『相對論』的前提或原理來對待了。

然後，愛因斯坦假設了『新的相對性原理』，

取代『伽利略的相對性原理』，

即，在慣性系裡，包括光在內的所有物理定律都同樣成立。

不再把光作為特例來看待了。

就是說，光的速度並不是從絕對靜止空間測出的，

而是把它定為無論怎麼觀測都是

每秒約30萬公里（在真空中傳播）。

愛因斯坦以『狹義相對性原理』和『光速恆定原理』為基礎，

通過數學推理改變了有關時間和空間的概念。

在牛頓力學里，時間和空間，都被認為是具有絕對性的概念。

但是愛因斯坦卻顛覆了這種常識：

我們知道，

速度 = 移動的距離➗時間 

要是光的速度恆定的話，

那麼，在實際計算中，

的就只能是距離或時間了！

時間和空間在牛頓力學中被認為是不相干的兩回事，

而在狹義相對論中，則以「時空」的形式合起來考慮。

狹義相對論，建立在物理世界是『4 維時空觀』上的，

即，3維空間加一維時間。

4 維時空可以用一個例子來淺顯地說明：

假如拿一把尺子，放在一個3 維空間，

如果用尺子作『一般性的直線移動』，

這把尺子的形狀是不會發生變化的，

假若把尺子旋轉起來，這時，無論是從我們心中想出來的

或者是用數學公式（洛侖茲變換式*）來計算

（你可以想象那把尺子， 

  像孫悟空手中正在耍著圓圈的『如意棒』），

這把尺子（或者悟空的『如意棒』）

它在各各位置上的坐標數值，都是有聯繫的。

這些聯繫，包括了『時間坐標』與『空間坐標』的聯繫，

就是說，至少從理論上可以表明：

時間與空間是一個統一的不能被分割的整體。

【說明】

*所謂『洛倫茲變換』是觀測者在不同慣性系之間，

對物理量進行測量時所進行的轉換關係。

在數學上表現為一套方程組。

洛倫茲變換，在後面還會進行詳細地解釋的。

以上圖片參考出處依次約為：

www.hjenglish.com//queqiaoba.com//www.aitupian.com  //image.baidu.com.cn//www.nipic.com//tieba.baidu.com //124.xingshuo.net 

(參考《聊聊狹義相對論_by仰觀蒼穹思寰宇》

PDF版48-49 頁) 

謝謝閱讀。

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