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没有理解相对论的相对论先驱
来源:科技百科 专题:物理天地 ( 字号:   )

今天是荷兰物理学家洛伦兹的诞生纪念日,洛仑兹生于1853年,他是一位多才全能的物理学家,在物理学的许多领域中都作出了极为引人注目的贡献: 经典电子论的创立、“洛仑兹力”的确定、“塞曼效应”的发现与解释、洛仑兹变换的确立等都凝聚着这位物理学家的一生心血,用物理学家拉莫的话讲: “概括洛仑兹一生的工作,相当于接收到一次半世纪的物理学史全面教育,而这半个世纪曾开创了物理学的新纪元.”

洛仑兹正是生活在物理学的革命时代,一方面以牛顿力学为基础的经典物理学渐趋完善,另一方面,新的物理现象,新的发现的出现越来越暴露了经典物理学的缺陷,人们有必要彻底修正经典物理学大厦,麦克斯韦电磁波理论的成功,麦克斯韦预言的电磁波也为赫兹等人证实,电磁波在真空中的传播速度为光速,即每秒30 万公里.令人疑惑的是电磁波的传播并没有指明参照系,这与经典运动是难以一致的,为此又有人提出了“以太”介质,即认为光及电磁波的传播速度是相对于以太而言的。

为了证实以太介质的存在,科学家们在长达几十年的时间里都在寻找证据,最后迈克尔逊的实验否定了以太的存在,以太渐渐为物理学家们所摈弃,从而进入了相对论时代。

洛仑兹是以太学说的支持者之一,这位颇有成就的物理学家至死都没有放弃以太的存在.在迈克尔逊实验后,为了挽救以太,摆脱实验结果造成的令人困惑的局面,1892年,他提出了“收缩假说”,即认为物质运动时,由于组成物质粒子间相互作用的变化,物质将在运动方向上缩短,从而机械性地解释了迈克尔逊的实验结果.洛仑兹还发现,当电子高速运动时,电子的质量也会随运动速度的增加而增加,而当他把“收缩理论”中的时间t 用另一与运动速度有关的时间t”(洛仑兹称之为“运动系统中的本地时”)取代后,他发现他的“收缩理论”就呈现出一种和谐的美,这种空间收缩及时间的变换关系就是洛仑兹变换,它适用于一切惯性坐标系。

在洛仑兹变换提出一年后(1905年),爱因斯坦就创立了狭义相对论,从本质上揭示了时间与空间,物质和运动,质量和能量,动量和能量的统一性,其中很多结论是与洛仑兹是相同的,以致于英国数学、物理学家惠特克把相对论的功绩全部归之于洛仑兹.然而在物理本性上,洛仑兹理论是以以太为参考系,他所引进的时间t”仅作为数学上的一个辅助量,而没有赋给它真实的物理含意.事实上,在爱因斯坦提出相对论后,洛仑兹一直不承认相对论,当很多事实证实相对论的正确性时,他虽表示祝贺和赞誉爱因斯坦,但一定也不理解,他在相对论时代生活了二十多年(1928年去逝),但至死都没有理解相对论。

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