在人類歷史上兩位最偉大物理學(xué)家牛頓和愛(ài)因斯坦，他們都從事過(guò)引力方面的研究，使得天文學(xué)進(jìn)入到引力天文時(shí)代。
這兩位偉大的科學(xué)家，都有一個(gè)共同的特性，都崇尚簡(jiǎn)約之美。
像牛頓曾說(shuō)，源于極少數(shù)幾個(gè)原理，歐幾里得幾何能夠給出累累碩果，這就是幾何的驕傲。
那么愛(ài)因斯坦也曾說(shuō)過(guò)類似的這樣話，都是從最簡(jiǎn)單的幾個(gè)公理原理出發(fā)，構(gòu)造整個(gè)理論。
狹義相對(duì)論的提出是在1905年，由愛(ài)因斯坦完成的，嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，愛(ài)因斯坦并非是獨(dú)立完成了狹義相對(duì)論，是許多前人科學(xué)家共同的結(jié)晶。
伽利略變換
在20世紀(jì)初，物理學(xué)的天空存在有兩朵烏云，其中一朵烏云就來(lái)自于邁克爾遜莫雷實(shí)驗(yàn)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)使得人們引入了狹義相對(duì)論。
在物理學(xué)當(dāng)中存在伽利略的時(shí)空觀，他認(rèn)為絕對(duì)靜止是不存在的，在所有的慣性系當(dāng)中力學(xué)規(guī)律都具有相同的形式，它滿足伽利略相對(duì)性原理的要求，存在坐標(biāo)的變換。
這就是伽利略的這樣一個(gè)坐標(biāo)變換
這個(gè)坐標(biāo)變換，在力學(xué)當(dāng)中取得了巨大的成功。
時(shí)間一直到19世紀(jì)中葉或者19世紀(jì)晚期，當(dāng)電動(dòng)力學(xué)發(fā)展起來(lái)之后，情況就發(fā)生了變化，Maxwell給了一個(gè)電磁學(xué)的場(chǎng)方程
麥克斯韋場(chǎng)方程
這個(gè)方程可以給出電磁波的波動(dòng)形式，這是一個(gè)波動(dòng)的解，這個(gè)波動(dòng)形式給出傳播速度就是光速。
那么現(xiàn)在問(wèn)題就來(lái)了，這個(gè)速度它到底相對(duì)什么樣的坐標(biāo)系呢？
如果這樣一個(gè)真空當(dāng)中速度是對(duì)應(yīng)某一個(gè)S系所進(jìn)行的，那如果還存在另外一個(gè)S撇系相對(duì)S系存在有速度的話，那么按照伽利略坐標(biāo)變換，那么C一撇和C之間就會(huì)有一個(gè)速度的差。
但是我們也知道，這個(gè)真空情況下，光速是由這兩個(gè)物理常數(shù)所決定，那么C一撇顯然無(wú)法滿足這樣一個(gè)要求。
所以說(shuō)這就是使得Maxwell場(chǎng)方程不服從伽利略作為變換，他不滿足伽利略的的協(xié)變性的要求。
所以在這個(gè)時(shí)候人們就面臨一個(gè)問(wèn)題，這個(gè)電磁波，它的光速到底是相對(duì)于哪一個(gè)坐標(biāo)系？
問(wèn)題提出來(lái)之后，人們肯定就要去思考，如何來(lái)通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這個(gè)問(wèn)題？
在當(dāng)時(shí)人們意識(shí)到，運(yùn)動(dòng)速度最高的一個(gè)物體是誰(shuí)呢？實(shí)際上是我們地球繞著太陽(yáng)做軌道運(yùn)動(dòng)，可以達(dá)到30公里每秒的速度。
邁克爾遜莫雷實(shí)驗(yàn)
所以人們構(gòu)造了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，像邁克爾遜莫雷實(shí)驗(yàn)，一個(gè)電磁波通過(guò)干涉的條文來(lái)研究，通過(guò)不同的傳播路程，那這個(gè)電磁波到達(dá)時(shí)間是否有延時(shí)？
如果這個(gè)真空當(dāng)中傳播的速度跟某一個(gè)介質(zhì)有關(guān)，這個(gè)介質(zhì)人們認(rèn)為它是存在一個(gè)絕對(duì)的參考系。
在這個(gè)絕對(duì)參考性當(dāng)中，光速的傳播是為C，并把這樣個(gè)介質(zhì)叫做以太。
那地球相對(duì)于這個(gè)絕對(duì)的參考系，以太它運(yùn)動(dòng)行為會(huì)怎樣呢？
如果地球相對(duì)于以太存在有一定的速度的話，那么這個(gè)光沿著不同的路程過(guò)來(lái)，那它就會(huì)有時(shí)間上的差異。
但是測(cè)量的結(jié)果告訴我們，它沒(méi)有時(shí)間差，實(shí)際上是這個(gè)結(jié)果也預(yù)示著我們，要么地球就是跟著以太一起在走，或者是拖曳著跟著以太一起走的。
那對(duì)于這個(gè)問(wèn)題的給出，它是基于速度的平方所給出的結(jié)果。
人們實(shí)際上還構(gòu)造了對(duì)速度的一次方的一些實(shí)驗(yàn)，其他這樣實(shí)驗(yàn)所給出的結(jié)果實(shí)際上是部分拖曳的效果。
所以說(shuō)這就存在了一個(gè)問(wèn)題，為了解決這個(gè)疑難，洛倫茲引入了這樣一個(gè)動(dòng)尺縮短的這樣概念，沿著運(yùn)動(dòng)的方向，這把尺子就可以縮短了。
這就可以把邁克爾遜莫雷實(shí)驗(yàn)的問(wèn)題解決
而對(duì)于尺子為什么縮短，它的物理的本質(zhì)原因是什么，并沒(méi)有加以解釋
狹義相對(duì)論
愛(ài)因斯坦，提出了狹義相對(duì)論，他把狹義相對(duì)論用最簡(jiǎn)潔的方式再現(xiàn)出來(lái)。
他首先給出第一條相對(duì)性原理說(shuō)，物理定理在一切慣性系當(dāng)中都具有相同的形式
這個(gè)說(shuō)法跟伽利略的相對(duì)論非常的近似，但是對(duì)于伽利略的相對(duì)論時(shí)間和空間上是割裂的。
對(duì)于愛(ài)因斯坦而言，因?yàn)樗训退龠\(yùn)動(dòng)和高速運(yùn)動(dòng)相結(jié)合，使得時(shí)間和空間構(gòu)成了整體，變成了時(shí)空。
第二條原理是光速不變?cè)?/strong>，他認(rèn)為在任何慣性系當(dāng)中，真空中的光速都是一個(gè)常數(shù)，當(dāng)然這個(gè)速度也是粒子能夠達(dá)到的最大速度。
在狹義相對(duì)論下，可以給出一些預(yù)言，如動(dòng)遲縮短，動(dòng)鐘延緩，運(yùn)動(dòng)物體的質(zhì)量會(huì)增大。
對(duì)于這些預(yù)言，只有當(dāng)粒子速度、運(yùn)動(dòng)物體的速度接近光速的時(shí)候才變得顯著。
人們之所以對(duì)狹義相對(duì)論發(fā)現(xiàn)得比較遲，原因就是因?yàn)槲覀兩钤诘退俚氖澜缋?。只有?dāng)麥克斯韋電磁波引入之后，這個(gè)問(wèn)題才凸顯出現(xiàn)。
也就是說(shuō)，以前的人壓根沒(méi)往這方面想。所以，狹義相對(duì)論應(yīng)時(shí)代而誕生，愛(ài)因斯坦也順勢(shì)而為。
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