论动体的电动力学
爱因斯坦
根据范岱年、赵中立、许良英编译《爱因斯坦文集》编辑大家知道，麦克斯韦电动力学——象现在通常为人们所理解的那样——应用到运动的物体上时，就要引起一些不对称，而这种不对称似乎不是现象所固有的。比如设想一个磁体同一个导体之间的电动力的相互作用。在这里，可观察到的现象只同导休和磁体的相对运动有关，可是按照通常的看法，这两个物体之中，究竟是这个在运动，还是那个在运动，却是截然不同的两回事。如果是磁体在运动，导体静止着，那么在磁体附近就会出现一个具有一定能量的电场，它在导体各部分所在的地方产生一股电流。但是如果磁体是静止的，而导体在运动，那么磁体附近就没有电场，可是在导体中却有一电动势，这种电动势本身虽然并不相当于能量，但是它——假定这里所考虑的两种情况中的相对运动是相等的——却会引起电流，这种电流的大小和路线都同前一情况中由电力所产生的一样。
堵如此类的例子，以及企图证实地球相对于“光煤质”运动的实验的失败，引起了这样一种猜想：绝对静止这概念，不仅在力学中，而且在电动力学中也不符合现象的特性，倒是应当认为，凡是对力学方程适用的一切坐标系，对于上述电动力学和光学的定律也一样适用，对于第一级微量来说，这是已经证明了的。我们要把这个猜想（它的内容以后就称之为“相对性原理”）提升为公设，并且还要引进另一条在表面上看来同它不相容的公设：光在空虚空间里总是以一确定的速度C 传播着，这速度同发射体的运动状态无关。由这两条公设，
根据静体的麦克斯韦理论，就足以得到一个简单而又不自相矛盾的动体电动力学。“光以太”的引用将被证明是多余的，因为按照这里所要阐明的见解，既不需要引进一个共有特殊性质的“绝对静止的空间”，也不需要给发生电磁过程的空虚实间中的每个点规定一个速度矢量。
这里所要闸明的理论——象其他各种电动力学一样——是以刚体的运动学为根据的，因为任何这种理论所讲的，都是关于刚体（坐标系）、时钟和电磁过程之间的关系。对这种情况考虑不足，就是动体电动力学目前所必须克服的那些困难的根源。
一运动学部分
§1、同时性的定义
设有一个牛顿力学方程在其中有效的坐标系。为了使我们的陈述比较严谨，并且便于将这坐标系同以后要引进来的别的坐标系在字面上加以区别，我们叫它“静系”。
如果一个质点相对于这个坐标系是静止的，那么它相对于后者的位置就能够用刚性的量杆按照欧儿里得几何的方法来定出，并且能用笛卡儿坐标来表示。
如果我们要描述一个质点的运动，我们就以时间的函数来给出它的坐标值。现在我们必须记住，这样的数学描述，只有在我们十分清楚地懂得“时间”在这里指的是什么之后才有物理意义。我们应当考虑到：凡是时间在里面起作用的我们的一切判断，总是关于同时的
事件的判断。比如我说，“那列火车7点钟到达这里”，这大概是说：“我的表的短针指到7 同火车的到达是同时的事件。”
也许有人认为，用“我的表的短针的位置”来代替“时间”，也许就有可能克服由于定义“时间”而带来的一切困难。事实上，如果问题只是在于为这只表所在的地点来定义一种时间，那么达样一种定义就已经足够了；但是，如果问题是要把发生在不同地点的一系列事件在时间上联系起来，或者说——其结果依然一样——要定出那些在远离这只表的地点所发生的事件的时问，那么这徉的定义就不够了。
当然，我们对于用如下的办法来测定事件的时间也许会成到满意，那就是让观察者同表一起处于坐标的原点上，而当每一个表明事件发生的光信号通过空虚空间到达观察者时，他就把当时的时针位置同光到达的时间对应起来。但是这种对应关系有一个缺点，正如我们从经验中所已知道的那样，它同这个带有表的观察者所在的位置有关。通过下面的考虑，我们得到一种此较切合实际得多的测定法。
如果在空间的A点放一只钟，那么对于贴近 A 处的事件的时间，A处的一个观察者能够由找出同这些事件同时出现的时针位置来加以测定，如果．又在空间的B点放一只钟——我们还要加一句，“这是一只同放在A 处的那只完全一样的钟。”那么，通过在B 处的观察者，也能够求出贴近B 处的事件的时间。但要是没有进一步的规定，就不可能把A 处的事件同B 处的事件在时间上进行比较；到此为止，我们只定义了“A 时间”和“B 时间”，但是并没有
定义对于 A 和 B 是公共的“时间”。只有当我们通过定义，把光从 A 到 B 所需要的“时间”，规定为等于它从 B 到 A 所需要的“时间”，我们才能够定义 A 和 B 的公共“时间”。设在“A 时间”t A ，从 A 发出一道光线射向 B ，它在“ B 时间”, t B 。又从 B 被反射向 A ，而在“A 时间”t`A 回到A 处。如果
tB A t tA tB -=-`
那么这两只钟按照定义是同步的。
我们假定，这个同步性的定义是可以没有矛盾的，并且对于无论多少个点也都适用，于是下面两个关系是普遍有效的：
1 ．如果在 B 处的钟同在 A 处的钟同步，那么在 A 处的钟也就同B 处的钟同步。
2 ．如果在 A 处的钟既同 B 处的钟，又同 C 处的钟同步的，那么， B 处同 C 处的两只钟也是相互同步的。
这样，我们借助于某些（假想的）物理经验，对于静止在不同地方的各只钟，规定了什么叫做它们是同步的，从而显然也就获得了“同时”和“时间”的定义。一个事件的“时间”，就是在这事件发生地点静止的一只钟同该事件同时的一种指示，而这只钟是同某一只特定的静止的钟同步的，而且对于一切的时间测定，也都是同这只特定的钟同步的。
根据经验，我们还把下列量值
c tA
t AB
=-A `2 当作一个普适常数（光在空虚空间中的速度）。
要点是，我们用静止在静止坐标系中的钟来定义时间，由于它从属于静止的坐标系，我们把这样定义的时间叫做“静系时间”。
§2 关于长度和附间的相对性
下面的考虑是以相对性原理和光速不变原理为依据的，这两条原理我们定义，如下。
1 ．物理体系的状态据以变化的定律，同描述这些状态变化时所参照的坐标系究竞是用两个在互相匀速移动着的坐标系中的哪一个并无关系。
2 ，任何光线在“静止的”坐标系中都是以确定的速度 c 运动着，不管这道光线是由静止的还是运动的物体发射出来的。由此，得
时间间隔
光的路程
光速
这里的“时间间隔”，是依照§1中所定义的意义来理解的。
设有一静止的刚性杆；用一根也是静止的量杆量得它的长度是l ．我们现在设想这杆的轴是放在静止坐标系的 X 轴上，然后使这根杆沿着X 轴向 x 增加的方向作匀速的平行移动（速度是 v ）。我们现在来考查这根运动着的杆的长度，并且设想它的长度是由下面两种操作来确定的：
a ）观察者同前面所给的量杆以及那根要量度的杆一道运动，并且直接用量杆同杆相叠合来量出杆的长度，正象要量的杆、观察者和量杆都处于静止时一样。
b ）观察者借助于一些安置在静系中的、并且根据§1作同步运行的静止的钟，在某一特定时刻 t ，求出那根要量的杆的始末两
端处于静系中的哪两个点上。用那根已经使用过的在这种情况下是静止的量杆所量得的这两点之间的距离，也是一种长度，我们可以称它为“杆的长度”。
由操作 a ）求得的长度，我们可称之为“动系中杆的长度”。根据相对性原理，它必定等于静止杆的长度 l 。
由操作 b ）求得的长度，我们可称之为“静系中（运动着的）杆的长度”。这种长度我们要根据我们的两条原理来加以确定，并且将会发现，它是不同于 l 的。
通常所用的运动学心照不宣地假定了：用上远这两种操作所测得的长度彼此是完全相等的，或者换句话说，一个运动着的刚体，于时期 t ，在几何学关系上完全可以用静止在一定位置上的同一物体来代替。
此外，我们设想，在杆的两端（A 和B)，都放着一只同静系的钟同步了的钟，也就是说，这些钟在任何瞬间所报的时刻，都同它们所在地方的“静系时间”相一致；因此，这些钟也是“在静系中同步的”。
我们进一步设想，在每一只钟那里都有一位运动着的观察者同它在一起，而且他们把§1中确立起来的关于两只钟同步运行的判据应用到这两只钟上。设有一道光线在时 间t A 从 A 处发出，在时间t B 于 B 处被反射回，并在时间t`A 返回到 A 处。考虑到光速不变原理，我们得到：
v c rAB tA tB -=
- 和 v
c rAB
tB A t +=-`
此处rAB表示运动着的杆的长度——在静系中量得的。因此，同动杆一起运动着的观察者会发现这两只钟不是同时进行的，可是处在静系中的观察者却会宣称这两只钟是同步的。
由此可见，我们不能给予同时性这概念以任何绝对的意义；两个事件，从一个坐标系看来是同时的，而从另一个相对于这个坐标系运动着的坐标系看来，它们就不能再被认为是同时的事件了。
§3、从静系到另一个相对于它作匀速移动
的坐标系的坐标和时间的变换理论设在“静止的”空间中有两个坐标系，每一个都是由三条从一点发出并且互相垂直的刚性物质直线所组成。设想这两个坐标系的X 轴是叠合在一起的，而它们的Y 轴和Z 轴则各自互相平行着。设每“一系都备有一根刚性量杆和若干只钟，而且这两根量杆和两坐标系的所有的钟彼此都是完全相同的。
现在对其中一个坐标系（k）的原点，在朝着另一个静止的坐标系（K）的x增加方向上给以一个（恒定）速度v，设想这个速度也传给了坐标轴、有关的量杆，以及那些钟。因此，对于静系K 的每一时间t ，都有动系轴的一定位置同它相对应，由于对称的缘故，我们有权假定k 的运动可以是这样的：在时间t （这个“t”始终是表示静系的时间），动系的轴是同静系的轴相平行的。
我们现在设想空间不仅是从静系K 用静止的量杆来量度，而且也可从动系k 用一根同它一道运动的量杆来量，由此分别得到坐标x ，y，z和ξ，η，ζ。再借助于放在静系中的静止的钟，用§1中
所讲的光信号方法，来测定一切安置有钟的各个点的静系时间t 。同样，对于一切安置有同动系相对静止的钟的点，它们的动系时间τ也是用§1中所讲的两点间的光信号方法来测定，而在这些点上都放着后一种[对动系静止]的钟。
对于完全地确定静系中一个事件的位置和时间的每一组值 x , y , z , t ，对应有一组值ξ，η，ζ，τ，它们确定了那一事件对于坐标系 k 的关系，现在要解决的问题是求出联系这些量的方程组。
首先，这些方程显然应当都是线性的，因为我们认为空间和时间是具有均匀性的。
如果我们置vt x x -=`，那么显然，对于一个在 k 系中静止的点，就必定有一组同时间无关的值x`，y ，z 。我们先把τ定义为x`，y ，z 和 t 的函数。为此目的，我们必须用方程来表明τ不是别的，而只不过是 k 系中已经依照§1中所规定的规则同步化了的静止钟的全部数据。
从 k 系的原点在时间τ0发射一道光线，沿着
X 轴射向x`，在
τ
1时从那里反射回坐标系的原点，
而在τ2时到达；由此必定有下列关系：
τττ1202
1
=+）（ 或者，当我们引进函数τ的自变量，并且应用到静系中的光速不变原理：
()??? ??
-+=?????
???? ??++-++v c x t x v c x v c x t t `,0,0`,``00000021τττ，，，，，，如果我们选取x`为无限小，那么：
t
c x t v c v c ??-+??=???
?? ??++-τ
νττ1`1121 或者，
0`2
2=??-+??t
x c τντν 应当指出，我们可以不选坐标原点，而选别的点做为光线的出发点，因此刚才所得到的方程对于 x ' , y , z 的一切数值都该是有效的。
作类似的考查——用在 H 轴和 Z 轴上——并且注意到，从静系看来，光沿着这些轴传播的速度始终是
ν2
2
-c
，这就得到：
0=??y τ
0=??z
τ
由于τ是线性函数，从这个方程得到：
???
? ??--=`22x t a c νντ 此处 a 暂时还是一个未知函数()ν?，并且为了简便起见，假定在 k 的原点，当，τ=0时，t =0。
借助于这一结果，就不难确定ξ，η，ζ，这些量，这只要用方程来表明，光（象光速不变原理和相对性原理所共同要求的）在动系中量度起来也是以速度c 在传播的。对于在时间τ=0向ξ增加的方向发射出去的一道光线，其方程是：
τξV =， 或者 ?
??
? ??--=`22x t aV c ννξ 但在静系中量度，这道光线以速度ν-V 相对于 k 的原点运动着，因此得到：
t c x =-ν
`
如果我们以t 这个值代入关于ξ的方程中，我们就得到：
`2
2
2
x a
c c
ν
ξ-=
用类似的方法，考察沿着另外两条轴走的光线，我们就求得：
???
? ??--==`22x t ac c c νντη 此处 t y
c =-ν
2
2 ； 0`=x
因此
y c
a
v
c 2
2-=η 和 z c
a
v
c 2
2-=ζ
代入x`的值，我们得到：
()????
??-=x t c 2νβν?τ，
()()vt x v -=β?ξ，
()y v ?η=， ()z v ?ζ=，
此处 ??
?
??-=
c v 2
11β
而?暂时仍是v 的一个未知函数。如果对于动系的初始位置和τ的零点不作任何假定，那么这些方程的右边都有一个附加常数。
我们现在应当证明，任何光线在动系量度起来都是以速度c 传播的，如果象我们所假定的那样，在静系中的情况就是这样的；因为我们还未曾证明光速不变原理同相对性原理是相容的。
在 0==τt 时，这两坐标系共有一个原点，设从这原点发射出一个球面波，在 K 系里以速度c 传播着。如果（ x , y ，z ）是这个波刚到达的一点，那么
t
c z y x 2
222
2
=++
借助我们的变换方程来变换这个方程，经过简单的演算后，我们得到：
τζηξ
2
2
2
22
c =++
由此，在动系中看来，所考查的这个波仍然是一个具有传播速度 c 的球面波。这表明我们的两条基本原理是彼此相容的。
在已推演得的变换方程中，还留下一个v 的未知函数?，这是我们现在所要确定的。
为此目的，我们引进第三个坐标系 K'，它相对于k 系作这样一种平行于Ξ轴的移动，使它的坐标原点在Ξ轴上以速度-v 动着。设在 t =0 时，所有这三个坐标原点都重合在一起，而当 t =x=y=z = 0 时，设 K`系的时间t`为零。我们把在K`系量得的坐标叫做x`,y`,z`，通过两次运用我们的变换方程，我们就得到：
()()()()t v v v v v t c -=???
???????+--=??ξτβ?2`，
()(){}()()x v v v v v x -=+--=??τξβ?`，
()()()y v v v y -=-=??η?`， ()()()z v v v z -=-=??ζ?`，
由于x`,y`,z` 同x,y,z 之间的关系中不含有时间 t ，所以 K 同 K`这两个坐标系是相对静止的，而且，从 K 到 K ’的变换显然也必定是恒等变换。因此：
()()1=-v v ??
我们现在来探究()v ?的意义。我们注意k 系中H 轴上在ξ=0，η=0，ζ=0和ξ=0，η=0，ζ=0之间的这一段。这一段的H 轴，是一根对于K 系以速度v 作垂直与它自己的轴运动的杆。它的两端在K 系中的坐标是：
vt x =1，
()
v l
y
?=
1
， 01
=z
和 vt x
=2
，
02
=y
，
02
=z
在 K 系中所量得的这杆的长度也是 ()v l ?；这就给出了函数φ的意义。由于对称的缘故，一根相对于自己的轴作垂查运动的杆，在静系中量得的它的长度，显然必定只同运动的速度有关，而同运动的方向和指向无关。因此，如果。v 同-v 对调，在静系中量得的动杆的长度应当不变。由此推得：
()()
v l v l -=?? ， 或者 ()()v v -=??。 从这个关系和前面得出的另一关系，就必然得到()1=v ?，因此，已经得到的变换方程就变为：
)2
x v
t c
-
=（βτ，
()vt x -=βξ
y =η
z =ζ
此处 ??
? ??-=
c v 2
11
β
§4 关于运动刚体和运动时钟所得
方程的物理意义
我们观察一个半径为R 的刚性球，它相对于动系k 是静止的，它的中心在k 的坐标原点上。这个球以速度v 相对于K 系运动着，它的球面方程是：
R
2
2
2
2=
++ζ
ηξ
用x,y,z 来表示，在t=0时，这个球面方程是：
R z y
c v x
2
22
2
2
21=++??
?
? ??
??? ??-
一个在静止状态量起来是球形的刚体，在运动状态——从静系看来——则具有旋转椭球的形状了，这椭球的轴是：
?
?
? ??-c v R
2
1， R ， R
这样看来，球（因而也可以是无论什么形状的刚体）的 Y 方向和 Z 方向的长度不因运动而改变，而 X 方向的长度则好象以
愈大，缩短得就愈厉害。对于。v=c ，一
切运动着的物体——从“静”系看来——都缩成扁平的了。对于大于光速的速度，我们的讨论就变得毫无意义了；此外，在以后的讨论中，我们会发现，光速在我们的物理理论中扮演着无限大速度的角色。
很显然，从匀速运动着的坐标系看来，同样的结果也适用于静止在“静”系中的物体。
进一步，我们设想有若干只钟，当它们同静系相对静止时，它们能够指示时间t ；而它们同动系相对静止时，就能够指示时间τ，现在我们把其中一只钟放到k 的坐标原点上，并且校准它，使它指示时间τ。从静系看来，这只钟走的快慢怎样呢？
在同这只钟的位置有关的量x,t 和τ之间，显然下列方程成立：
????
??--=
??
?
??x v t c c v 2211
τ 和 vt x =
因此， t t t c v c v ?????
? ??
---=-=??? ????
?
??22
111τ 由此得知，这只钟所指示的时间（在静系中看来）每秒钟要慢
?
?
? ??--
c v 2
11秒，或者——略去第四级和更高级的[小]量——要慢
c
v 2
2
2
1秒。
从这里产生了如下的奇特后果。如果在K 系的A 点和B 点上各有一只在静系看来是同步运行的静止的钟，并且使 A 处的钟以速度
v 沿着AB 联线向B 运功，那么当它到达B 时，这两只钟不再是同步
的了，从 A 向 B 运动的钟要比另一只留在B 处的钟落后c
v
t 2
2
2
1
秒
（不计第四级和更高级的［小」量） , t 是这只钟从A 到B 所费的时间。
我们立即可见，当钟从A 到B 是沿着一条任意的折线运动时，上面这结果仍然成立，甚至当A 和B 这两点重合在一起时，也还是如此。如果我们假定，对于折线证明的结果，对于连续曲线也是有效的，那么我们就得到这样的命题：如果A 处有两只同步的钟，其中一只以恒定速度沿一条闭合曲线运动，经历了t 秒后回到A ，那么，比那只在A 处始终未动的钟来，这只钟在它到达A 时，要慢
c
v
t 2
2
21秒。由此，我们可以断定：在赤道上的摆轮钟 ① ，比起放在两极的一只在性能上完全一样的钟来，在别的条件都相同的情况下，它要走得慢些，不过所差的量非常之小。
§5 速度的加法定理
在以速度v 沿K 系的X 轴运动着的k 系中，设有一个点依照下面的方程运动：
τξξw =，τηηw =，0=?，
此处w ξ和w η都代表常量。
求这个点对于K 系的运动。借助于§3中得出的变换方程，我们把x,y,z,t 这些量引进这个点的运动方程中来，我们就得到：
t v v x c
w w 2
1ξξ
+
+= ，
t v y w c
w c v ηξ2
2
11+
-=
?
??
?? ， 0=z
这样，依照我们的理论，速度的平行四边形定律只在第一级近似范围内才是有效的。我们置：
?
?
? ????? ??
+=dt dv dt dx U 2
22
w w w ηξ2
22
+= ，
w w arctg ξ
ηα=
α因而被看作是ν和w 两速度之间的交角。经过简单演算后，我们得到：
()c
c w w w w U 2
2
2
2
cos 1cos 2sin α
νανανν
+
-++=
??
? ??
值得注意的是，v 和w 是以对称的形式进入合成速度的式子里的。如果w 也取X 轴（Ξ轴）的方向，那么我们就得到：
c
vw w
v U 2
1++=
从这个方程得知，由两个小于c 的速度合成而得的速度总小于c 。因为如果我们置k c v -=，λ-=c w ，次处k 和λ都是正的，并且小于c ，那么：
c c k k c k c c
U 〈λ
λλ
+
----=22
进一步还可看出，速度c 不会因为同一个“小于光速的速度”合成起来而有所改变。在这场合下，我们得到：
c c
w w
c U =+
+=
1 当v 和w 具有同一方向时，我们也可以把两个依照§3的变换联合起来，而得到有U 的公式。如果除了在§3中所描述的K 和k 这两个坐标系之外，我们还引进了另一个对k 作平行运动的坐标系k`，它的原点以速度w 在Ξ轴上运动着，那么我们就得到x ，y ，z ，t 这些量同k`的对应量之间的方程，它们同那些在§3中所得到的方程的区别，仅仅在于以
c
vw
w
2
1++ν
这个量代替“v ”：由此可知，这样的一些变换——必然地——形成一个群。
我们现在已经依照我们的两条原理推导出运动学的必要命题，我们要进而说明它们在电动力学中的应用。
二 电动力学部分
§6 关于空虚空间麦克斯韦－赫兹方程的变换。
关于磁场中由运动所产生的电动力的本性
设关于空虚空间的麦克斯韦－赫兹方程对于静系 K 是有效的，那么我们可以得到：
z M y N t X c ??-??=??1， y Z
z Y t L c ??-
??=??1 x N z L t Y c ??-??=??1， z
X
x Z t M c ??-??=??1 y L x M t Z c ??-??=??1， x
Y
y X t N c ??-??=??1 此处（Ｘ，Ｙ，Ｚ）表示电力的矢量，而（Ｌ，Ｍ，Ｎ）表示磁力的矢量。
如果我们把中所得出的变换用到这些方程上去，把这电磁过程参照于那个在§３中所引用的、以速度v 运动着的坐标系，我们就得到如下方程：
?βηβτ??
?
? ?
?
+?-???? ??-?=??Z c v M Y c v N X c 1，, ξβ?τβ???
? ?
?-?-??=???? ??-?Y c v N L N c v Y c 1，, ηξβτβ??-
???? ??
+?=???? ??+?L
Z c v M M c v Z c 1, η
β?βτ??
?
? ?
?
+?-???? ??-?=??M c v Z N c v Y L c 1,
?ξβτβ??-
???? ??
+?=???? ??+?X
m c v Z Z c v M c 1, ξ
βητβ???
? ?
?-?-??=???? ??-?N c v Y X Y c v N c 1, 此处 ?
?
? ??-=
c v 2
11
β
相对性原理现在要求，如果关于空虚空间的麦克斯韦一赫兹方程在K 系中成立，那么它们在k 系中也该成立，也就是说，对于动系k 的电力矢量（X`, , Y`, , Z`）和磁力矢量（L`, M`, N`, ) —— 它们是在动系 k 中分别由那些在带电体和磁体上的有重动力作用来定义的——下列方程成立：
?ητ??-??=??```1M N X c ， η?τ??-??=??`
``1Z Y L c ， ξ?τ??-??=??```1N L Y c ， ?ξτ??-??=??`
``1X Z M c ， ηξτ??-??=??```1L M Z c ， ξ
ητ??-??=??`
``1Y X N c 显然，为 k 系所求得的上面这两个方程组必定表达完全同一回事，因为这两个方程组都相当于 K 系的麦克斯韦一赫兹方程。此外，由于两组里的各个方程，除了代表矢量的符号以外，都是相一致的，因此，在两个方程组里的对应位置上出现的函数，除了一个因子()v ψ之外，都应当相一致，而()v ψ这因子对于一个
方程组里的一切函数都是共同的，并且同ξ，η，ζ和τ无关，而只同v 有关。由此我们得到如下关系：
()X v X ψ=` ， ()L v L ψ=`，
()??? ??-=N c v Y v Y βψ` ，()??? ??
+=Z c v M v M βψ`
()??? ??+=M c v Z v Z βψ` ，()??? ?
?
-=Y c v N v N βψ`
我们现在来作这个方程组的逆变换，首先要用到刚才所得到的方程的解，其次，要把这些方程用到那个由速度v -来表征的逆变换（从k 变换到Ｋ）上去，那么，当我们考虑到如此得出的两个方程组必定是恒等的，就得到：
()()1=-?v v ψψ
再者，由于对称的缘故，
()()v v -=ψψ
所以 ()1=v ψ 我们的方程也就具有如下形式：
X
X =` ， L L =`，
??? ??-=N c v Y Y β` ，??? ??
+=Z c v M M β`
??? ?
?+=M c v Z Z β` ，??? ??
-=Y c v N N β`
为了解释这些方程，我们作如下的说明：设有一个点状电荷，当它在释系Ｋ中量度时，电菏的量值是“１”，，那就是说，当它静止在静系中时，它以 l 达因的力作用在距离 1 厘米处的一个相等的
一、单选题 （题数：40，共 40.0 分）
1
光速不变原理是指()。（1.0 分）
1.0 分
?
A、
真空中的光速在空间各点都相同
?
B、
真空中的光速各向同性
?
C、
真空中的光速不随时间变化
?
D、
真空中的光速和观测者相对于光源的运动速度无关
正确答案： D 我的答案：D
2
最早认识到大地是一个球的人是()（1.0 分）
1.0 分
?
A、
亚里士多德(公元前 300 多年)
?
B、
毕达哥拉斯(公元前 500 多年)
?
C、
托勒密(公元前 100 多年)
?
D、
柏拉图(公元前 300 多年)
正确答案： B 我的答案：B
3
霍金本科毕业于().（1.0 分）
1.0 分
?
A、
剑桥大学
?
B、
伦敦大学
?
C、
利物浦大学
?
D、
牛津大学
正确答案： D 我的答案：D
4
金字塔和狮身人面像的建造时间是()。（1.0 分）
1.0 分
?
A、
前 4000 年
?
B、
前 3000 年
?
C、
前 2500 年
?
D、
前 1500 年
正确答案： C 我的答案：C
5
夏商周断代工程确定的武王克商之年为()。（1.0 分）
1.0 分
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A、
前 1057 年
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B、
前 1046 年
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C、
前 1027 年
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D、
前 899 年
正确答案： B 我的答案：B
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篇名 愛因斯坦的相對論 作者 郭展嘉。國立虎尾高中。一年三班申建霖。國立虎尾高中。一年三班李憲昌。國立虎尾高中。一年三班
在我們的國中階段物理化學課已經學到了不少科學家與物理學家，上了高中之後，我們最常聽到的物理學家的名字就是屬於「愛因斯坦」了! 因為他的相對論造成了革命性的變化〈至今還沒有人能夠推翻他的學說〉，也是因為之前有人想解剖他的腦袋做觀察他為什麼會那麼地聰明，所以引發我們想了解他的動機；也剛好有這個小論文的機會所以我們國文老師指派了一個任務給我們班所有人，藉著這次機會我開始和組員一起開始對愛因斯坦做了更深入的研究。 貳●正文 一.愛因斯坦生平簡介 01.1902年任職於瑞士專利局，工作乏味，下班後在家中進行自已所喜 歡的研究。 02. 在他26歲時，也就是1905年，愛因斯坦共計發表了3篇論著{光電效應、分子論的布朗運動、電力學的相對論}，其中第二篇光電效應使他在1921年榮獲諾貝爾物理獎。最引人注目的是他所提出相對論的質量和能量的關係，這兩者是一體的兩面，可以互相轉換，這導致核能的實現(質量的損失可以轉變成能量)。 03. 1912年秋天愛因斯坦回瑞士母校任教，他的座右銘為「研究的目的在追求真理」，時常告誡學生不要選擇輕鬆的途徑。 04. 在一九一五年十一月四日向柏林科學院提出有名的「廣義相對論」。其中曾斷言太陽的重力場會使通過太陽附近的星光彎曲，但是平常陽光太強無法觀測。按照當時一般的看法，光既非物質點所組成，在太陽的重力場裏，光理應以直線進行，不應該受到太陽的影響。愛因斯坦不尋常的主張自然引起了爭論，幸好愛因斯坦的理論終於找到了個試驗的機會。 05. 1938年德國在希特勒統治下已經發現以中子撞擊鈾會產生核分裂 的現象。美國科學家乃上書羅斯福總統，由愛因斯坦具名簽署，信中建議展開鈾實際用途的研究，終於研製出核武器。第二次世界大戰戰後愛因斯坦倡議原子能的和平用途，阻止戰爭的再發生。為本世紀的科學巨人。〈註一〉
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《从爱因斯坦到霍金的宇宙》期末考试（20）
一、 单选题（题数：50，共 1 哈勃常数 50.0 分）
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A、随时间的增加而变大 B、随时间的增加而减小 C、随距离的增加而增大 D、随距离的增加而减小 我的答案：B 2 以下哪项说法正确
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A、牛顿和惠更斯都支持光的微粒说 B、牛顿支持光的微粒说，惠更斯支持光的波动说 C、牛顿支持光的波动说，惠更斯支持光的微粒说 D、牛顿和惠更斯都支持光的波动说 我的答案：B 3 时序保护思想是谁提出的
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A、爱因斯坦 B、霍金 C、彭罗斯 D、朗道 我的答案：B 4 约翰·米歇尔在（）年提出了暗黑的概念。（）
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A、1783 B、1784 C、1785 D、1786 我的答案：A 5 最早记载牛顿和苹果故事的是
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A、伏尔泰 B、卢梭 C、霍布斯 D、胡克 我的答案：A 6 爱因斯坦方程又叫
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A、场方程 B、惯性方程
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C、非欧方程 D、引力方程 我的答案：A 7 以下哪位科学家没有和杨振宁共同做出过重大的科学成就
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A、米尔斯 B、巴克斯特 C、邓稼先 D、李政道 我的答案：C 8 肉眼可以看见的除太阳之外的最亮的恒星是哪一颗？（）
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A、牛郎星 B、织女星 C、天狼星 D、北极星 我的答案：C 9 第一次完成环球航行的航海家是谁？（） 1.0 分
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A、马可波罗 B、郑和 C、哥伦布 D、麦哲伦 我的答案：D 10 最早的超新星爆发记录是在中国的哪个朝代？（）
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A、商代 B、唐代 C、宋代 D、明代 我的答案：C 11 爱因斯坦提出相对论主要参考了哪个实验
? ? ? ?
A、迈克尔逊实验 B、斐索实验 C、洛伦兹实验 D、庞加莱实验 我的答案：B 12 物理学家拉普拉斯是哪个国家的人？（）
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A、德国
爱因斯坦与诺贝尔奖 首先我们了解一下诺贝尔奖的由来:诺贝尔奖是以瑞典著名的化学家、硝化甘油炸药的发明人阿尔弗雷德.贝恩哈德.诺贝尔的部分遗产（3100万瑞典克朗）作为基金创立的。诺贝尔奖分设物理、化学、生理或医学、文学、和平五个奖项，以基金每年的利息或投资收益授予前一年世界上在这些领域对人类作出重大贡献的人，1901年首次颁发。诺贝尔奖包括金质奖章、证书和奖金。1968年，在瑞典国家银行成立三百周年之际，该银行捐出大额资金给诺贝尔基金，增设“瑞典国家银行纪念诺贝尔经济科学奖”，1969年首次颁发，人们习惯上称这个额外的奖项为诺贝尔经济学。 诺贝尔奖奖章 那么在了解一下爱因斯坦：爱因斯坦1900年毕业于苏黎世联邦理工学院，入瑞士国籍。1905年获苏黎世大学哲学博士学位。曾在伯尔尼专利局任职，在苏黎世工业大学、布拉格德意志担任大学教授。1913年返德国，任柏林威廉皇帝物理研究所所长和柏林洪堡大学教授，并当选为普鲁士科学院院士。1933年因受纳粹政权迫害，迁居美国，任普林斯顿高级研究所教授，从事理论物理研究，1940年入美国国籍。有一句熟悉的格言是：“任何事都是相对的。”但爱因斯坦的理论不是这一哲学式陈词滥调的重复，而更是一种精确的用数学表述的方法。此方法中，科学的度量是相对的。显而易见，对于时间和空间的主观感受依赖于观测者本身。 那么爱因斯坦与诺贝尔奖有什么关系呢？ 在20世纪700人（次）的诺贝尔奖颁奖历史当中，恐怕爱因斯坦获奖时引起的麻烦最多，而获奖原因更是奇怪得独此一家。很早就不断有人提名他为侯选人，但由于种种几乎无法置信的理由却一直没有成功。1922年，他才终于获得了补发的1921年度的诺贝尔物理学奖。1909年10月，德国著名化学家奥斯特瓦尔德首先提名爱因斯坦为1910年诺贝尔物理学奖候选人，推荐理由是爱因斯坦狭义相对论的伟大贡献。以后他又于1912年、1913年再度提名爱因斯坦。那时反对相对论的势力很强，评奖委员会没有把奖给爱因斯坦情有可原。1912年，德国物理学家普林斯海姆推荐爱因斯坦（推荐理由还是他在相对论方面的成就）为获奖候选人时，写了一句很有分量的话：“我相信诺贝尔奖委员会很少有机会为一件具有类似意义的工作而颁奖。” 从后来物理学的发展来看，普林斯海姆的话非常准确。但令人遗憾和惊讶的是，诺贝尔奖委员会却千真万确地没有因20世纪最伟大的理论之一——相对论而颁奖给爱因斯坦。恐怕无论怎么说，这也是诺贝尔奖颁奖史上的极大缺憾。 1919年11月，英国皇家学会会长J. J.汤姆逊（1906年获诺贝尔物理学奖）就郑重宣称：“（爱因斯坦的引力理论）是牛顿时代以来最重要的进展，是人类思想上最高的成就之一。”
爱因斯坦和他的相对论爱因斯坦的相对论说明了什么 爱因斯坦是本世纪的一位伟大的科学家。他在统计物理学、量子理论、辐射量子理论方面作出了杰出贡献。他建立的相对论，标志着现代物理学的诞生，对物理学、现代科学技术和现代哲学思想带来了革命性的影响。列宁称他为“伟大的自然科学革新家”。 学习、思考、勤奋的一生 1879年3月14日，阿耳伯特·爱因斯坦生于德国乌尔姆一个犹太人的家庭。 爱因斯坦小时并不显得很聪明，但却很爱动脑筋。五岁时，父亲送给他一个指南针，他玩得入了迷，无论怎么颠来倒去地摆弄它，小针总是指着一个方向，他沉思着这里必然隐藏着自然界的奥秘。爱因斯坦的小学、中学是在慕尼黑上的，学习成绩并不好。他十分讨厌当时德国的教育制度，提倡死记硬背拉丁文和希腊文的文法规则，填鸭式的教育方法。他爱好独立思考，渴望探索自然界的奥秘。 爱因斯坦十五岁时，跟随父母迁居到意大利的米兰。不久又进入瑞士阿劳中学学习。这里的学风和慕尼黑市大不相同，着重培养学生的独立思考能力和工作能力，自由空气很浓，学生不必死记硬背。学校有许多小实验室，摆着许多实验仪器和标本，学生可 __地去做
实验。这样的学习环境对爱因斯坦来说真是太好了。他在这里学习了一年，取得中学毕业证书后，未经考试进入了当时中欧一带著名的大学——苏黎世工科大学师范系学习物理。 爱因斯坦在大学里也不是一个优等生。他对一些学科不感兴趣，考试成绩较差，而把全部精力都化在钻研有兴趣的数学和物理学上。他喜欢在实验室里工作，同实验直接打交道。他对当时大学物理教学内容的落后状况，对教授只讲一些应用性的物理原理，对自然现象缺乏探索精神，很不满意。爱因斯坦只得坚持勤奋的自学，来不断增长自己的科学知识。 1900年夏天，爱因斯坦大学毕业。1902年，在一位朋友的帮助下，进了伯尔尼瑞士专利局工作。他的任务是负责对申请专利权的各种发明创造提出审查意见。这一工作使他有机会能接触到许多新的思想和有趣的意见，培养了能够迅速抓住事物本质的不寻常的能力，这对他的物理思想也有重大的激励作用。他白天工作，晚上和假日研究感兴趣的物理问题。1905年，他获得了惊人的突破。一年之内，连续发表了有关布朗运动、量子理论和相对论三篇划时代的论文，这三项重大成就奠定了现代物理学的基础。这在自然科学史上是独一无二的。
2018超星从爱因斯坦到霍金的宇宙章节期末答案 相对论分为狭义相对论和广义相对论，它们都是关于（）的基本理论。最早使用“物理学”这个词的人物是谁？（） 中国奴隶社会比欧洲时间短，西方封建社会比中国时间短。（）欧几里得的学生是阿基米德的老师。（） 惯性定律认为物体在受任何外力的作用下，不会保持下列哪种运动状态？（）伽利略有许多成就，但不包括下面哪一项？（）牛顿出生于1642年，同年伽利略逝世。() 奥地利物理学家伽利略是近代实验科学的先驱者。（）焦耳是哪个国家的物理学家？（） 继发现热力学第一定律和第二定律后，有谁发现了“热力学第三定律”。（） 根据“热力学第零定律”，如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡，则它们彼根据双缝干涉实验，牛顿提出了光学上的“波动说”。（）与平衡热辐射实验值在长波和短波波段都吻合是哪条线?() 最早提出量子假说的物理学家是()。 量子论的产生来自于对黑体辐射问题的研究；相对论的产生则是源于迈克尔逊实验。() 普朗克立即赞同了爱因斯坦提出了光量子说。() 创立相对论的爱因斯坦在哪个国家上的大学？（）出生于德国的爱因斯坦是哪个民族的？（）数学家希尔伯特是闵可夫斯基的小学同学。() 爱因斯坦毕业于苏黎世大学时没有文凭。（）在攻读博士时，爱因斯坦毕业论文的主题是（）。c在质能方程E
1902-1909年期间，爱因斯坦曾在下面哪个单位任职？（）爱因斯坦的儿子获得过诺贝尔奖。（） 下面哪个原理可以说明“真空中的光速对任何观察者来说都是相同的”？（） 光速在不同惯性系和不同方向上都是相同的，是下面那位物理学家通过实验证明的。（）“洛伦兹收缩”可以由“伽利略变换”所推出。（） 恒星若以v的速度运动，那么恒星发出光的速度则是c+v。（）太阳离我们最近，次至的恒星是（）。哪位物理学家提出“双生子佯谬”？（）“相对论”的结论包括下面哪些项？（） 在火车上的以0.9倍光速在运动，火车以0.9倍光速同方向运动，我们就会看到火车上的人速度超过光速许多物理学对相对论的产生都做了大量的准备工作，其中就包括以下哪位？（）曾独立地提出和洛伦茨变换一样学说的是哪位物理学家？（）杨振宁曾经对彭卡莱和洛伦兹做过（）的评论。贝索清楚自己没有为相对论的诞生做了什么。（）第一个获得诺贝尔物理学奖的人是谁？（）现代化学的元素周期律是谁发现的？（）谁最先找到了氢光谱的规律 创建电离学说的是瑞典物理学化学家阿累尼乌斯。（）居里夫人一生获得了两次诺贝尔物理学奖。（）构成原子的粒子不包括（）。 下列哪位物理学家提出了原子的西瓜模型？（） 提出“宇称不守恒”理论的科学家是李政道和杨振宁。（） 李政道和杨振宁的“宇称不守恒”理论被吴健雄通过实验证明是错误的。（）钱学森是下面哪一位的学生？（） 研究量子论的专家有很多位，但不包括（）。数学史上的三大作图难题包括（）。 波尔在德国波恩创立了哥本哈根理论物理研究所。（）薛定谔在（）岁时得出了波动方程。 没有在慕尼黑大学任职的是以下哪位？（）哪位科学家提出了物质波，即概率波？
物理学的开端：经验物理时期已完成成绩：分 【单选题】相对论分为狭义相对论和广义相对论，它们都是关于（）的基本理论。 A、引力和重力 B、时空和重力 C、时间和空间 D、时空和引力 我的答案：D得分：分 2 【单选题】提出“格物穷理”的是谁（） A、张载 B、陆九渊 C、朱熹 D、王阳明 我的答案：C得分：分 3 【判断题】 中国奴隶社会比欧洲时间短，西方封建社会比中国时间短。（） 我的答案：√得分：分 4 【判断题】欧几里得的学生是阿基米德的老师。（） 我的答案：√得分：分 伽利略与经典物理的诞生已完成成绩：分 1 【单选题】惯性定律认为物体在受任何外力的作用下，不会保持下列哪种运动状态（） A、匀速曲线 B、匀速直线 C、加速直线 D、加速曲线
我的答案：B得分：分 2 【单选题】伽利略有许多成就，但不包括下面哪一项（） A、重述惯性定律 B、阐述相对性原理 C、发现万有引力 D、自由落体定律 我的答案：C得分：分 3 【单选题】认为万物都是由原子构成的古希腊哲学家是谁() A、德谟克利特 B、毕达哥拉斯 C、色诺芬 D、亚里士多德 我的答案：A得分：分 4 【判断题】奥地利物理学家伽利略是近代实验科学的先驱者。（） 我的答案：×得分：分 经典物理的三大支柱：经典力学、经典电动力学、经典热力学和统计力学已完成成绩：分 1 【单选题】继发现热力学第一定律和第二定律后，有谁发现了“热力学第三定律”。（） A、克劳修斯 B、开尔文 C、能斯特 D、焦耳 我的答案：C得分：分 2 【多选题】下列选项不属于经典物理学范畴的是（）。
A、万有引力定律 B、热质学说 C、量子论 D、狭义相对性原理 我的答案：B、C、D得分：25分 3 【判断题】根据双缝干涉实验，牛顿提出了光学上的“波动说”。（） 我的答案：×得分：分 4 【判断题】根据“热力学第零定律”，两个热力学系统彼此处于热平衡的前提条件是每一个都与第三个热力学系统处理热平衡。（） 我的答案：√得分：分 经典物理的局限与量子论的诞生已完成成绩：分 1 【单选题】物理学上用紫外灾难形容经典理论的困境，其具体内容指()。 A、维恩线在短波波段与实验值的巨大差异 B、瑞利-金斯线在短波波段与实验值的巨大差异 C、维恩线在长波波段与实验值的巨大差异 D、瑞利-金斯线在长波波段与实验值的巨大差异 我的答案：B得分：分 2 【单选题】与平衡热辐射实验值在长波和短波波段都吻合是哪条线() A、普朗克线 B、维恩线 C、瑞丽-金斯线 D、爱因斯坦线 我的答案：A得分：分 3
牛顿、爱因斯坦与玻尔间的对话 刘源俊 (东吴大学理学院物理学系,台湾台北 11102) (收稿日期:2008-06-06) 摘 要 本文尝试模仿伽里略对话录的形式,让牛顿、爱因斯坦与玻尔三位物理史上的巨人超越时空进行对话,藉以澄清物理的基础哲学.对话的主要内容环绕相对论、以太说、量子论等. 关键词 理;时空;绝对与相对;以太;二象性;哥本哈根诠释;物理实在 对话人 牛顿(Isaac Newton,英1642 1727) 爱因斯坦(A lbert Einstein,德1879 美1955) 玻尔(Niels Bo hr,丹麦1885 1962) 时间:2005年12月1日 地点:地球 开场白 玻:今年欣逢纪念爱因斯坦发表5篇重要物理论文100周年,国际物理学界定为 世界物理年 (Wor ld Year of Phy sics2005),获得热烈反应.特邀两位物理史上的巨人,一同公开讨论物理的基础(fo undations o f physics). 爱:至感荣幸! 牛:1987年那年适逢本人发表 自然哲学的数学原理 300周年,英国特出邮票纪念,剑桥大学由H aw king教授主办一纪念研讨会. 玻:诗人Pope有言: 天生牛顿,于是长夜得明. ( God said,Let New ton be!A nd all w as lig ht. )请牛顿先开始.因听众学力尚有不足,说理、用语请尽量浅显. 说 理 牛:天道宁简不浮赘(Natur e is pleased w ith simplicity,and affects not the pom p of superfluo us causes.);同果宜归于同因( to the same natural effects w e must,as far as possible, assig n the same causes.);经验推得普适德(T he qualities of bodies, w hich are fo und to belong to all bodies w ithin the reach of our ex periments, ar e to be esteem ed the univ ersal qualities of all bo dies w hatso ev er.);知归纳则近道矣(In ex perimental philoso phy w e are to loo k upo n pro positions inferred by g eneral induction fr om phenom ena as accurately or very nearly true, ) .以上简述本人的物理哲学. 时间是绝对的(A bsolute,tr ue,and mathematical time,of itself,and fr om its ow n natur e,flow s equably w ithout r elation to anything ex ternal.),空间也是绝对的(Absolute space,in its o wn nature,without relation to anything ex ternal,remains alw ays similar and im mov able.),运动则有绝对运动(absolute motion)与相对运动(relative m otio n)之别. 爱:你说绝对时间与绝对空间,是假说么? 牛:我不做假说的(I frame no hypotheses, and hypotheses,w hether metaphysical or physical,w hether of occult qualities or mechanical have no place in ex perimental philosophy.).我的陈述都由经验得来,这就是所谓归纳法.至于时间与空间的性质,其实不必多费唇舌,大家都很明白(I do no t define tim e,space, place and mo tion,as being w ell know n to all.). 作者简介 刘源俊,教授,东吴大学理学院物理学系,E-mail:ytliu@tmu https://www.doczj.com/doc/575610263.html,.tw.
爱因斯坦讲的相对论的故事读后感 导读：爱因斯坦讲的相对论的故事读后感1 同学们，你们都知道伟大的物理学家爱因斯坦吧！那肯定也听说过他那伟大的相对论理论。众所周知，相对论是由伟大的科学家爱因斯坦创立的，分成广义相对论和狭义相对论。 而相对论是关于时空和引力的基本理论，在大学的物理学科才有所涉及，那些深奥的理论是不是已经让你望而却步了呢？别，请走上前来，看看这本书——云南教育出版社出版的《爱因斯坦讲的相对论的故事》，跟伟大的爱因斯坦一起走上“相对论”的旅途吧！ 记得小学一年级时，一位老师告诉过我，按照相对论，如果人类能够发明比光还快的机器就能够穿越时空，回到古代社会。如果找到虫洞，并且能够放大、移动虫洞的位置，就可以去往未来。多么神奇！ 一直以来，我就对相对论很感兴趣。可惜，妈妈帮我找到的资料都很难懂，不过这本书可非常有趣，让我爱不释手。因为深入浅出是这本书的特色，高深的理论知识在一个个简单常见的例子中变得简单明了，虫洞、黑洞、时间机器等不再是一个个枯燥无味的词语。即使你是一个物理零基础的孩子，只要用心读这本书。相信它也会让你“赖”上物理，爱上科学！ 这本书分成九课，都是以爱因斯坦为主讲老师，给孩子讲课的形式来给我们传播知识的。 分别是第一课什么是速度？
第二课光的速度不会变？ 第三课能够到达未来吗？ 第四课对于运动中的人来说，距离变短了。 运动会使物体的重量发生变化。 宇宙是什么样的呢？ 地球拉住了布娃娃。 重力使光线变得弯曲。 能够吸引一切的黑洞。其中我最感兴趣的是第九课，因为读了这一章节之后，我解开了一直藏在心里的谜团——为什么地球没有被虫洞吸进去。 这是因为：重力越大吸引力也越大，黑洞是一个拥有巨大重力的天体，到了黑洞附近，任何物体都逃脱不了它那强大的吸引力。那么为什么地球还依然存在呢？因为，虽然宇宙里有很多黑洞，但是那些黑洞只能吸引一定距离内的物体，距离越远，黑洞的引力就越小。也就是说，地球是位于黑洞的边界线之外，所以它不会被黑洞吸进去。哈哈，可真有趣。 爱因斯坦说过：学习知识要善于思考，思考，再思考。我就是靠这个方法成为科学家的。我们小学生也要通过阅读，思考，让自己有更多的收获。即使不能成为科学家，也可以丰富自己的学识，让有趣的科学知识伴我们成长。大家一起来读书吧！ 爱因斯坦讲的相对论的故事读后感2
从爱因斯坦到霍金的宇宙期末考试题及答案 1“吾爱吾师，吾更爱真理”这句话是谁说的？（） A、苏格拉底 B、柏拉图 C、亚里士多德 D、色诺芬 正确答案： C 2 下列人物中最早使用“物理学”这个词的是谁？（） A、牛顿 B、伽利略 C、爱因斯坦 D、亚里斯多德 正确答案： D 3 “给我一个支点，我就可以耗动地球”这句话是谁说的？（） A、欧几里得 B、阿基米德 C、亚里士多德 D、伽利略 正确答案： B
4 “格物穷理”是由谁提出来的？（） A、张载 B、朱熹 C、陆九渊 D、王阳明 正确答案： B 5 相对论是关于（）的基本理论，分为狭义相对论和广义相对论。 A、时空和引力 B、时空和重力 C、时间和空间 D、引力和重力 正确答案： A 欧洲奴隶社会比中国时间长，中国封建社会比西方时间长。 正确答案：√ 7 阿基米德是欧几里得的学生的学生。 正确答案：√ 8 西方在中世纪有很多创造。 正确答案：×
伽利略与经典物理的诞生 1 以下不属于伽利略的成就的是（） A、重述惯性定律 B、发现万有引力 C、阐述相对性原理 D、自由落体定律 正确答案： B 2 “地恒动而人不知，譬如闭舟而行，不觉舟之运也”体现了什么物理学原理？（） A、相对性原理 B、惯性原理 C、浮力定理 D、杠杆原理 正确答案： A 3 哪位古希腊哲学家认为万物都是由原子构成的 A、亚里士多德 B、毕达哥拉斯 C、色诺芬 D、德谟克利特
正确答案： D 4 惯性定律认为物体在不受任何外力的作用下，会保持下列哪种运动状态？（） A、匀速曲线 B、加速直线 C、匀速直线 D、加速曲线 正确答案： C 5 《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》与《天体运行论》都是伽利略的著作正确答案：× 伽利略是奥地利物理学家，近代实验科学的先驱者。（） 正确答案：× 7 伽利略的逝世和牛顿的出生都是在1642年。（） 正确答案：√ 8 伽利略认为斜面上的运动是冲淡了的自由落体运动。（） 正确答案：√ 经典物理的三大支柱：经典力学、经典电动力学、经典热力学和统计力学
波尔互补论微胜爱氏因果论 李富明 年级：2009级；专业：自动化专业；班级：4班；学号：2220092963； 摘要：量子力学建立以后，对于量子力学的物理解释和哲学意义，一直存在着严重的分歧和激烈的争论。许多著名人物都卷入了这场争论。在这其中，以玻尔和爱因斯坦之间的争论最为引人注目。 爱因斯坦对微观现象和宏观现象之间的本质区别注意不够，把经典理论中他认为是最基本的东西绝对化，而玻尔把量子力学的表述形式及其几率诠释看成最后的和不可改变的东西。两人都有偏颇之处。总的来说，玻尔的态度和作法似乎更有说服力些。 关键词：爱因斯坦、波尔、因果论、互补论、量子力学论战 引言：玻尔与爱因斯坦的争论，索尔维会议（量子力学论战）。 量子力学产生以来，正确性以被大量实验验证。然而，量子力学存在一个重大问题没有解决：量子力学是否是完备的，波函数是否精确描写了单个体系的状态。 量子力学建立以后，对于量子力学的物理解释和哲学意义，一直存在着严重的分歧和激烈的争论。许多著名物理学家、哲学家、实验物理学家、数学家等都卷入了这场争论。争论之深刻、广泛，在科学史上是罕见的。在这其中，以玻尔和爱因斯坦之间的争论最为引人注目。 （一）、量子力学的哥本哈根学派互补原理的诠释 1921年玻尔在丹麦哥本哈根创建了理论物理研究所(1965年改名为玻尔研究所)。并很快成为当时国际上公认的物理研究中心。逐渐形成了以玻尔为核心、以哥本哈根的名字命名的学派。对量子力学的创立和发展做出了杰出贡献，代表人物有玻尔、海森堡、泡利和玻恩等。玻尔的“互补原理”成了哥本哈根学派诠释量子力学的两大主要支柱之一。1927年后，逐渐为大多数物理学家所接受。因此被人们称为量子力学的“正统”解释。 互补原理：海森堡认为，测不准关系的存在，表明了位置和动量、时间和能量这些经典概念在微观领域的适用界限；玻尔则认为这一原理并不表明粒子语言和波动语言的不适用性，只是表明同时应用它们既是不可能的，但又必须同等应用它们才能对物理现象提供完备的描述。也就是说，微观粒子具有波粒二相性，正是用经典语言描述微观客体的结果，但经典理论中波和粒子这两种图象却不能同时存在，它们是相互排斥的，并且，无论是那一种图象都不能向我们提供微观客体的完整描述；只有把这两种图象结合起来、相互补充，才能提供微观客体的完整描述。这就是玻尔的互补原理。这种互补概念适用与整个物理学，甚至成为一种哲学原理。 （二）、爱因斯坦的观点 以爱因斯坦为首的另一部分物理学家，如薛定谔、德布罗意等对哥本哈根学派的观点提出了质疑。主要表现在两方面： 1、因果性还是几率波？早在1920年1月27日，爱因斯坦针对泡利反对连续区理论的观点表示了他自己对“完全的因果性”的信念。1924年4月爱因斯坦给玻恩夫妇的信中，他针对玻尔关于辐射的波动在本质上是几率波的假设而评论说：“玻尔关于辐射的意见是很有趣的。但是，我决不愿意被迫放弃严格的因果性，将对它进行更强有力的保卫。我觉得完全不能容忍这样的想法，即认为电子受到辐射的照射，不仅它的跳跃时刻，而且它的方向都由它自己的自由意志去选择。”
ON THE ELECTRODYNAMICS OF MOVING BODIES By A. Einstein June 30, 1905 It is known that Maxwell's electrodynamics--as usually understood at the present time--when applied to moving bodies, leads to asymmetries which do not appear to be inherent in the phenomena. Take, for example, the reciprocal electrodynamic action of a magnet and a conductor. The observable phenomenon here depends only on the relative motion of the conductor and the magnet, whereas the customary view draws a sharp distinction between the two cases in which either the one or the other of these bodies is in motion. For if the magnet is in motion and the conductor at rest, there arises in the neighbourhood of the magnet an electric field with a certain definite energy, producing a current at the places where parts of the conductor are situated. But if the magnet is stationary and the conductor in motion, no electric field arises in the neighbourhood of the magnet. In the conductor, however, we find an electromotive force, to which in itself there is no corresponding energy, but which gives rise--assuming equality of relative motion in the two cases discussed--to electric currents of the same path and intensity as those produced by the electric forces in the former case. Examples of this sort, together with the unsuccessful attempts to discover any motion of the earth relatively to the ``light medium,'' suggest that the phenomena of electrodynamics as well as of mechanics possess no properties corresponding to the idea of absolute rest. They suggest rather that, as has already been shown to the first order of small quantities, the same laws of electrodynamics and optics will be valid for all frames of reference for which the equations of mechanics hold good.1 We will raise this conjecture (the purport of which will hereafter be called the ``Principle of Relativity'') to the status of a postulate, and also introduce another postulate, which is only apparently irreconcilable with the former, namely, that light is always propagated in empty space with a definite velocity c which is independent of the state of
从爱因斯坦到霍金的宇宙2019尔雅满分答案物理学的起源 1 Physics这个词最先是谁想出的?(B) A、柏拉图 B、亚里士多德 C、欧几里得 D、阿基米德 2颐和园宝云阁的“物含妙理总堪寻”是由康熙题词。(X) “物理”一词在中国 1 谁认为“格物致知”中的“格”意思是“变革”?(D) A、朱熹 B、王阳明 C、王艮 D、毛泽东 2王阳明强调人心,良知,冉伟革去外物,良知自存。(对) 物理学的诞生 1 谁首先指出物理学是一门“实验的科学”、“测量的科学”?(B) A、阿基米德 B、伽利略 C、牛顿
2阿基米德的重要发现是(BC)。 A、自由落体定律 B、浮力定律 C、杠杆原理 D、相对性原理 3下列哪些定律是伽利略首先确认的?(ACD) A、相对性原理 B、杠杆原理 C、自由落体定律 D、惯性定律 “1642年”在物理学上的意义 1 牛顿的主要成就是(AB)。 A、力学三定律 B、万有引力定律 C、光的波动说 D、能量守恒定律 2库伦从介质的弹性振动导出了电磁学的基本方程组。(对) 3麦克斯韦从介质的弹性振动导出了电磁学的基本方程组。(对) 热学的发展 1 热力学的哪一条定律说"不能从单一热源吸热做功,而对外界不产生影响"?(B) A、第一定律
C、第三定律 D、第零定律 2开尔文提出不能从单一热源吸热做工而不产生其他影响。对 明朗天空的两朵乌云 1 爱因斯坦提出下列理论中的哪一个,用以解释光电效应?(D) A、量子论 B、光子说 C、波动说 D、光量子论 2瑞利—金斯曲线在短波波段与实验曲线完全符合,在长波波段变得无穷大。X 并非神童的爱因斯坦 1 爱因斯坦在苏黎世工业大学上学期间,其物理教授是(A)。 A、韦伯 B、卢瑟福 C、玻尔 D、狄拉克 求职不顺的爱因斯坦 1爱因斯坦从苏黎世工业大学毕业后曾向著名的物理学家奥斯特瓦尔德求职。对爱因斯坦的丰收年 127岁那年,是爱因斯坦的丰收年,他做出了如下的创新工作(ABD)。 A、光量子说
爱因斯坦创建狭义相对论的思想启示 12级物理一班段延波1207020016 在《物理学史》6.2节，我们学习了爱因斯坦创建狭义相对论的经过。而在爱因斯坦创建狭义相对论的过程中，最令我在意的还是爱因斯坦的思想发展，所以，我查阅了文献资料，研究学习了爱因斯坦在创建狭义相对论的过程中的思想，特在此进行简短阐述。 一、善于提问与不畏权威 阿尔伯特爱因斯坦小时候并不写的才华出众，直到五岁话还说不清楚，曾被医生认为发育不正常，不过他很爱思考，总是像大人盘问“为什么？”有强烈的求知欲和好奇心。例如四五岁时就对罗盘发生过浓厚兴趣，“为什么罗盘的指针总是指向南北，这里一定有什么东西深刻的隐藏在事物后面”爱因斯坦后来回忆时这么说。12岁时他对几何定理的神奇也深有触动。例如他曾想到，“三角形的三个高交于一点，虽然不是显而易见，却可以可靠地加以证明，以至于任何怀疑似乎不可能”他说“这种明晰性和可靠性给我造成了一种难以形容的印象。” 正是源于这种对世界和学问的好奇与质疑, 促使爱因斯坦如饥似渴地读书, 天马行空地思考问题。 爱因斯坦不喜欢当年德国的教育制度，中学没有毕业就退学在家自学，16岁通过自学掌握了微积分，在爱因斯坦的学习阶段，15岁的爱因斯坦放弃德国国籍，居家迁居意大利，后只身到瑞典的苏黎世，目的是上那里的联邦工业大学，却因不善记忆而没有录取，后来转学到阿劳（Aaeau）中学补习功课。他在自述中写道，“这所学校以他的自由精神和那些毫不依赖外界权威的教师们的淳朴热情，给我留下了难忘的印象”。 “在阿劳这一年中，我想到这样一个问题：倘若一个人以光速跟着光波跑，那么它就处在一个不随时间而改变的波场，但看来不会有，样的事情！这是从狭义相对论有关的第一个朴素的思想实验。”[ 3] 正是这种对事物的好奇和对人类已有知识的质疑, 造就了爱因斯坦, 成为他不断追求科学创新的内在动力, 引导他提出和解决前人不可能提出和解决的问题。
从相对论到量子力学 ---浅谈爱因斯坦的研究 摘要： 二十世纪，相对论和量子力学是物理学界最伟大的成就。科学家的视野从牛顿的经典中离开，开始转向更为广袤的天地———高速运动和微观粒子的世界。 爱因斯坦是相对论的创立者，是量子力学的催生者之一。毫无疑问，他是伟大的。 但伟人并不意味着完美。 爱因斯坦始终排斥着玻尔的量子系统的概率论。他说，“上帝不掷骰子。” 但实验是铁证。 玻尔说：“我们不能告诉上帝，该做什么。” 霍金评论道，“上帝不仅掷骰子，而且他总是把骰子扔到我们看不到的地方！” 从相对论到统一场理论，爱因斯坦试图用数学统一整个物理。但是，上帝掷了骰子，他还是失败了。 关键词：相对论，量子力学，爱因斯坦，场理论。 引言：作为二十世纪最伟大的物理学家，爱因斯坦以其天才的头脑，提出了相对论。但，作为二十世纪的另一座里程碑——量子力学，爱因斯坦却没有留下过多的贡献。而倾尽毕生之力的场理论，成为了爱因斯坦的遗憾。 是什么原因造成了这样的状况呢？为什么已经登上巅峰的爱因斯坦终究没能攻下另一座堡垒？ 正文：一、爱因斯坦是如何创立相对论的 1、伯尔尼的辉煌记录
1905年，在不到8个星期内，四篇划时代的论文被寄到《物理学杂志》。 这四篇论文分别是《论动体的电动力学》、《关于光的产生和转化的一个启发性的观点》、《热的分子运动论所要求的静液体中悬浮粒子的运动》和《物体的惯性同她所含的能量有关吗？》。相对应的内容是著名的狭义相对论、量子学论文、布朗运动的理论解释和质能转换定律。 就是在远离科学中心的伯尔尼，身为无名小卒的爱因斯坦发表了彻底改变现代物理学和宇宙学的四篇论文，他的1905年的奇迹年（annus mirabilis）总是被庆祝，他如泉水般喷涌的天才引发了令人惊愕的敬意。 2、天才的思考 空间和时间的概念在狭义相对论中扮演着重要的角色，也是最大的突破。因为在牛顿的绝对时空观里，空间和时间是具有绝对的意义的，并且相互独立。 1905年以前的很长一段时间内，爱因斯坦一直思考着一个很困难的问题：麦克斯韦的方程组是正确的，光速是不变的。但光速的不变性又与经典力学的速度相加规则相矛盾。在和朋友的一次谈话之后，这个问题解开了：时间和信号速度之间有着不可分割的联系。 从某个角度来讲，狭义相对论几乎是直接从麦克斯韦的电磁场理论地出来的。麦克斯韦的电磁理论具有一种不对称性。而他认为这种不对称性是值得怀疑的，因为它破坏了物理学中的统一和内在的和谐。而不对称性起源于其理论中少不了的“绝对静止”的以太。方程组推出光速是恒定的，但这是对哪个参考系成立的呢？包括洛伦兹在内的一些物理学家明确承认绝对静止的“以太”的存在。可是所有的以太漂移实验都失败了，经典物理学走入了死胡同。 但爱因斯坦认为，绝对静止的以太是一个错误的概念，这明显破坏了对称性和统一性。爱因斯坦以其惊人的想象力，抛弃了经典力学的速度合成法，肯定了同时性在不同惯性参考系中是相对的，提出了空间和时间的相对性和统一性。不变的不是时间和空间，而是光速。 绝对静止是人类的假想，并不足以成为一个客观规律。自然界的存在和发展并不以人的意志为转移。他认为，好的物理规律是恒定不变的，如果事实无法与方程结合，那么努力让它们统一。用一组方程，用最简洁的表达，阐述真理。 不得不说，爱因斯坦是当之无愧的天才。身体活在低速运动的世界，思想已
南京航空航天大学 课程名称：自然辩证法 论文题目：爱因斯坦的相对论及其哲学思想 学生姓名：陆想想 班级学号：SX1203225 学科名称：生物医学工程 2012年12月22日
爱因斯坦的相对论及其哲学思想 陆想想 （南京航空航天大学生物医学工程系，江苏省南京市 210016） 摘要：在物理学的发展史上，曾经出现电磁场理论与牛顿力学经典理论相矛盾的情况，众多物理学家坚持牛顿力学是权威，不可能有错，爱因斯坦则选择修改牛顿力学，最终导致相对论的产生。本文介绍了爱因斯坦创立狭义相对论的历史背景，阐述了相对论的历史意义，以及相对论所展现的哲学思想。 关键词：爱因斯坦；相对论；哲学； 0引言 19世纪下半期，麦克斯韦的电磁场理论(包括光波是电磁波的理论)在实验上得到了确认。当时，在物理学家的思想方法中，力学观点占有统治地位。因而一般认为电磁波(或光波)只有在介质中才能传播，并给传播电磁波（或光波）的介质取名为“以太”。但是以太的引入却使电磁场理论和相对性原 理之间出现了不可弥补的裂缝：力学相对性原理指出,所有的惯性系都是平权的；但是对引进了以太以后的电磁场理论来讲以太惯性系却是一个优越的 惯性系。如何解决相对性原理和电磁场理论之间存在的矛盾，物理学家们进行了积极的探索。 1相对论的创立 1.1物理学发展出现矛盾 1687年，牛顿的绝对时空与运动理论发表，牛顿力学以及伽利略变换统治了物理学两个多世纪。1864年，麦克斯韦建立了统一的电磁场理论——麦克斯韦方程组，由电磁场理论预言了电磁波的存在，并认为光波也是电磁波，提出了光的电磁学说，统一了电磁学和光学。1887年赫兹用实验证实了电磁波的存在，麦克斯韦电磁场理论取得了巨大成功。然而，电磁场的一些规律与牛顿力学理论相矛盾。此时，统治了两个多世纪的牛顿力学与伽利略变换遇到了困难。科学家们纷纷寻求解决困难的方法。 1.2拯救“以太”之路失败 大部分科学家认为，存在一种适用于力学但不适用于电动力学的相对性原理，在电动力学里存在着一个优越的惯性系，即“以太参考系”。相对于以太静止的参照系就是一种较之其它参照系具有 特殊优越性的“绝对参照系”，它对应着牛顿所讲的“绝对空间”。因此，为了拯救“以太”，科学家们进行了一系列探索研究。对双星现象、光行差现象的观察、分析以及斐索实验、迈克尔逊—莫雷实验，得到的结果是否定的，即以太参考系并不存在。 1.3爱因斯坦另辟蹊径 爱因斯坦则要通过修改牛顿力学，以一个既满足力学又满足电动力学的相对性原理来解决矛盾，这样一套理论就是狭义相对论。爱因斯坦在这个理论中，抛弃了以太，抛弃了绝对空间和绝对时间，从根本上改造了经典物理学，建立了一个新的物理学体系。爱因斯坦选择的是一条令其他物理学家望而生畏的道路。在19世纪末，几乎所有物理学家都认为，牛顿力学经受了几百年的考验，已成为全部物理学甚至是整个自然科学的基础，其正确是不容怀疑的。但是爱因斯坦恰恰就敢于把与旧时空观不相容的两个基本假设（相对性原理和光速不变原理）作为新理论的出发点，这充分表明爱因斯坦在科学探索中不迷信权威、敢于创新的精神。也可以说，爱因斯坦选择的是一条反传统的道路。 1.4狭义相对论的创立 1905年9月，爱因斯坦发表了《论动体的电动 力学》论文，标志着爱因斯坦创立了狭义相对论，使电磁场理论和经典力学得到了统一，开创了物理学的新纪元。 对牛顿力学成立的伽利略变换，在电磁学理论中不成立的原因，爱因斯坦认为是牛顿的绝对时间、绝对空间有问题。而且，爱因斯坦认为解决问题的关键是更改时间和同时性的定义。爱因斯坦明确地确定了时间和同时性的定义[1]。 爱因斯坦指出：“借助于某些（假想的）物理经验，对于静止在不同地方的各只钟，规定了什么叫做它们是同步的，从而显然也就获得了‘同时’和‘时间’的定义。一个事件的‘时间’，就是在这事件发生地点静止的一只钟同该事件同时的一