米尺收縮，時鐘變慢，為什麼相對論不講這些？

2023-04-01 03:51:24 2

天文學在線

大多數人理解的愛因斯坦相對論的邏輯與其初衷背道而馳

這是不幸的，因為這部分內容，即完全相反的內容，是原始相對論的本質；這部分內容與洛倫茨、龐加萊、菲茨傑拉德、海維賽德和其他在他之前發展了一些理論的人的觀點相脫離。

的錯誤邏輯方向也讓人們想知道為什麼相對論沒有提到時鐘是如何變慢的，為什麼極點的長度會縮短。人們也很驚訝為什麼物理學家總是相信狹義相對論，它同時取代了許多其他理論。

和往常一樣，愛因斯坦在解釋相對論和大多數理論的區別時非常清楚。我們可以區分物理學中的各種理論大多數都是建設性的他們試圖在一開始就用相對單一的形式系統從材料中建立一個具有更複雜現象的模型。因此，氣體動力學試圖將機械運動、熱運動和擴散運動簡化為分子運動，即在分子運動假設中建立相應的理論當我們說我們已經成功地理解了一系列自然過程，我們的意思是我們已經找到了一個涵蓋所有討論過程的建設性理論。

除了這個最重要的理論範疇外，還有另一個範疇叫做「原理論」這個理論使用的是分析方法，而不是綜合方法。構成其基礎和起點的要素並不被認為是被構建的，而是由經驗發現的。它們是自然過程的一般特徵，是產生數學公式標準的原則，並且必須滿足這些數學公式的獨立過程或理論表達式。

因此，基於永恆的運動是不可能的這一事實，熱力學試圖用分析的方法推導出獨立事件必須滿足的必要條件。結構理論的優勢在於其理論完備、應用靈活、直觀清晰，而原理理論的優勢在於其邏輯完善和基本原理的基礎。

和相對論屬於後一類

(愛因斯坦，1919)

「結構」和「原理」相結合的方法，這是愛因斯坦不同於前人的地方如果我們追蹤洛倫茲、赫韋賽德或龐加萊的意圖來解釋乙太網漂移實驗的無效結果，我們可以看到他們試圖結合已知物理理論的結構理論。也就是說，他們研究了在靜止的以太參照系中構建的電磁方程，然後推測了像帶電球體這樣的物體在以太中被激發時，其形狀會如何變化(從而推斷出洛倫茲收縮和其他現象)愛因斯坦做的完全不同。基於乙太網參考系統中構建的物理定律，前人提出了微物理結構來證明乙太網參考系統的不可檢測性。相反，愛因斯坦反過來看它

也就是說，他假定不可探測性是普遍的，是自然法則的一部分，並把它提高到原則的水平根據相對論和光量子假說，愛因斯坦進一步推導出這兩個特徵對物理定律意味著什麼所有這些結論只佔了他1905年論文的第一頁。文章的其餘部分用於推斷結果，即不可探測性在力學和電動力學(當時流行的結構理論)中非常普遍

的數學家應該認識到愛因斯坦的原理和方法與他們討論的邏輯結構相似:基於某些前提，他們可以得出一般結論，這些結論只有在這些前提成立的領域才是準確和有效的。典型的例子當然是歐幾裡德幾何(諷刺的是，它也促成了愛因斯坦相對論的誕生)有一種民間說法是，使用「建造方法」的人最初被愛因斯坦的行為嚇壞了。據報導，龐加萊諷刺地說，愛因斯坦只是因為假設了他和其他人試圖證明的東西而受到表揚。不管這是不是最初的反應，在短短的幾年裡，他們已經理解並欣賞了愛因斯坦方法的影響。洛倫茨明確地將其歸因於愛因斯坦，因為他促進了這種概念上的變化，他的理論可以推導出如此多的深遠結果。

愛因斯坦的理論和熱力學之間的類比很有幫助。它證明了原理理論是一個強有力的理論，當世界物理發生巨大變化時它仍然有效。但是在他們的熱力學理論結構中，薩迪·卡諾和克勞修斯沒有考慮氣體或物質的微物理理論對微物理學來說，他們完全是不可知論者。他們的結論基於四個原則(熱力學三定律加上所謂的零定律)，他們只是要求我們接受這些原則。考慮到這些，他們展示了根據這些原理可以推導出多少關於任何涉及熱的過程的推測，而微觀物理學在這一點上沒有被考慮在內。這些原始原理之所以成立，僅僅是因為這些推測性的結論與實驗觀察結果非常一致。

這是一個巨大的優勢，因為熱力學可以通過衍生的氣體動力學理論、原子理論和量子革命保持其有效性，並且現在還可以用於其他物體如黑洞的研究。熱力學本身並不在乎我們可以用統計力學來描述基於它的許多類型的物質。有趣的是，我們可以做到這一點，這是非常有意義的工作，但它與熱力學邏輯無關，只要它的四個原則仍然有效。

的相似性是顯而易見的。愛因斯坦提出了他的兩個原理，然後用它們推導出關於任何涉及物體間相對運動的物理過程的各種結論。同樣，這個推論完全獨立於微觀物理學。沒有人需要擔心什麼微物理過程會導致每一米尺度縮小或減慢每一個時鐘——解決這些問題當然會很有趣，但相對論的邏輯並不能解釋這些現象。作為一個原理理論，只要這個原理是合理的，那麼任何可以使用的測量標尺或時鐘都必須遵循愛因斯坦的理論，不管它是如何製造的或者在原子水平上發生了什麼。如果不是這樣，就有可能區分不同的慣性系統。因此，在可預見的未來，在量子革命、量子場論和任何新物理學的衝擊下，愛因斯坦相對論的邏輯仍然具有強大的生命力(這是大多數人願意打賭的)那些不承認相對論是原理理論的人可能會感到很困惑。物理學家準備把幾乎所有的賭注都押在洛倫茲不變性概念的持續有效性上，這一概念已經存在了一個世紀，而看似相似(建設性)的理論不斷被圍繞其發展的新理論所取代。這是不同的

1，值得注意的是，愛因斯坦一開始也從構造方法開始，但最終意識到他沒有取得任何進展。這迫使他尋找一個更強大的工具:

。漸漸地，我渴望有可能嘗試根據已知的事實構建假說，以發現真正的規律。你嘗試的時間越長，你就會越絕望。然而，我開始越來越相信，只有找到一個普遍的原則，我才能得到一個明確的結果。我以前能看到的例子是熱力學(愛因斯坦，自傳筆記)

2。雖然這句話的版本經常被重複，但我找不到龐加萊說或寫這句話的來源。我能找到的最接近的是洛倫茨的，但這是他稱讚愛因斯坦並承認他的方法更強大的前提。如果有人知道可靠的信息來源，請讓我知道

參考

1。維基百科全書

2。天文術語

翻譯:甜豆帶花

作者:Quora

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