爱因斯坦的相对论及其哲学思想
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爱因斯坦相对论的启示爱因斯坦相对论是20世纪最重要的科学理论之一,它对于我们理解宇宙的本质和运行方式有着深远的影响。
相对论的提出不仅在物理学领域引起了巨大的震动,也对其他学科产生了重要的启示。
本文将探讨爱因斯坦相对论对于科学、哲学和人类思维方式的启示。
一、相对性原理的启示爱因斯坦相对论的核心思想是相对性原理,即物理定律在不同的参考系中具有相同的形式。
这一原理的提出颠覆了牛顿力学的绝对性观念,揭示了物理世界的相对性和相对运动的本质。
相对性原理的启示在科学研究中具有重要的意义。
首先,相对性原理告诉我们,观察者的视角对于事物的认识具有重要影响。
不同的观察者可能会得出不同的结论,这要求我们在科学研究中要考虑到观察者的主观因素。
例如,在天文学中,观测者的位置和速度对于观测到的天体现象有着重要影响。
只有充分考虑到观察者的视角,才能得出准确的结论。
其次,相对性原理还告诉我们,物理定律的形式应该是不变的。
无论在哪个参考系中观察,物理定律都应该具有相同的形式。
这要求我们在科学研究中追求普适性和一致性。
只有找到普适的规律和定律,才能更好地解释和预测自然现象。
二、时空的弯曲和引力的本质爱因斯坦相对论还揭示了时空的弯曲和引力的本质。
相对论认为,质量和能量会弯曲时空,形成引力场。
这一观点对于我们理解宇宙的结构和演化具有重要意义。
首先,时空的弯曲告诉我们,物质和能量的分布会影响时空的几何结构。
质量越大的物体会产生更强的引力场,使得周围的时空弯曲得更厉害。
这解释了为什么行星围绕太阳运动,为什么黑洞会形成等现象。
时空的弯曲也揭示了宇宙的结构和演化是由物质和能量的分布决定的。
其次,引力的本质告诉我们,引力是由时空的弯曲引起的。
传统的牛顿引力理论认为,引力是由物体之间的相互作用引起的。
而相对论认为,引力是由时空的弯曲引起的,物体只是沿着弯曲的时空运动而已。
这一观点改变了我们对于引力的理解,揭示了引力的本质是时空的弯曲。
三、相对论的哲学启示爱因斯坦相对论对于哲学思考也有着重要的启示。
爱因斯坦的相对论是什么?
一、相对论的概念
相对论是一个由爱因斯坦提出的物理学理论,它描述了物质运动的规律,并指出了这些运动的规律与外部观察者的观察方式有关。
二、相对论的历史背景
相对论的出现与人类对于光速的认识密切相关。
19世纪末,麦克斯韦
理论的出现揭示了光速在空气、水、玻璃等介质中的不同传播速度,
这激发了科学家对于光速与相对论的关注。
三、相对论的基本原理
相对论最重要的两个原理是光速不变原理和等效原理。
光速不变是指
无论一个人以任何速度运动,他所测得的光速都是一样的;等效原理
指出自由下落的情况与惯性运动是等价的。
四、相对论的应用
相对论的应用涉及到很多领域,如雷达技术、核能技术、GPS技术等。
例如,GPS系统中必须考虑卫星的运动速度和相对时间延迟等问题,
否则定位误差将非常大。
五、相对论的影响
相对论的出现改变了人类对于时空和物理世界的认识,也影响了哲学、文化和艺术等领域,如爱因斯坦激发了现代音乐对于抽象和科学的兴趣,雕塑等艺术形式也受到了相对论的启发。
总结:爱因斯坦的相对论是一门深奥的学科,它改变了人类对于物质
运动的认识,同时也为科学技术的发展带来了重大贡献。
在未来,相
对论还将继续发挥着重要的作用,推动科学技术的不断进步。
宇宙的相对论;爱因斯坦的宇宙观宇宙的相对论:爱因斯坦的宇宙观在20世纪初,阿尔伯特·爱因斯坦提出了他的相对论理论,引领了现代物理学的发展。
这个理论不仅深刻地改变了我们对时间和空间的认识,也对宇宙的本质产生了巨大影响。
爱因斯坦的宇宙观给我们带来了一种全新的方式来理解宇宙。
首先,让我们回顾一下相对论的基本原理。
爱因斯坦提出了两个关键概念:相对性原理和光速不变原理。
相对性原理指出,在任何匀速运动的参考系中,物理定律都是相同的。
换句话说,没有一个特定的绝对参考系。
光速不变原理则表明,在任何参考系中,光的速度都是恒定的。
这两个原理推导出了著名的狭义相对论。
狭义相对论对时间和空间的观念进行了革命性的改变。
根据相对论,时间和空间是相互关联的,构成了一个整体——时空。
时间不再是一个绝对的概念,而是依赖于观察者的运动状态。
当物体以接近光速运动时,时间会减缓,这被称为时间膨胀效应。
这种现象在实践中已经得到了验证,如高速飞行的飞船上的时钟与地面上的时钟的差异。
而空间也不再是一个绝对的概念。
相对论表明,物体的长度会随其相对于观察者的运动速度而变化。
当物体以接近光速运动时,它的长度会收缩,这被称为长度收缩效应。
这个思想实验在实验中也得到了确认,如粒子加速器中的粒子束。
除了狭义相对论,爱因斯坦还提出了广义相对论,这是关于重力的理论。
广义相对论认为,重力并不是一个力,而是由物体曲线时空造成的。
这个理论通过引入时空弯曲的概念,解释了为什么物体会受到重力的作用。
这个理论在太阳系的天体运动和黑洞等现象的解释中取得了巨大成功。
爱因斯坦的宇宙观基于相对论的基础,认为宇宙是一个整体,由时空构成。
他提出了宇宙是一个四维时空连续体的观点,其中物质和能量影响着时空的弯曲。
这种观点为我们提供了解释宇宙演化的新视角。
根据爱因斯坦的宇宙观,宇宙并不是一个静态不变的存在,而是在不断演化和变化中。
时空的弯曲使得物质和能量沿着特定的路径运动,从而形成了星系、恒星和行星等结构。
爱因斯坦物理学精神
爱因斯坦是20世纪最伟大的科学家之一,他的物理学精神影响了整个现代物理学的发展。
他的思想方法和独特的视角,深刻地改变了人们对于物理学和自然界的认识。
爱因斯坦的物理学精神主要表现在以下几个方面:
1.相对论思想:爱因斯坦相对论是现代物理学的重要基石之一。
他提出了时空的相对性和光速不变原理,打破了牛顿时代的经典物理学框架,开创了新的物理学时代。
2.对实验的强调:爱因斯坦认为,理论必须与实验相结合,理论的真正价值在于其能否被实验所验证。
他的著名公式E=mc,就是基于实验结果和理论的结合而得出的。
3.自由思考:爱因斯坦在物理学领域的思考和探索,不受传统和常规思维方式的束缚,从而引领了物理学的发展方向。
他强调自由思考的重要性,认为只有解放思想,才能发现新的知识。
4.哲学思考:爱因斯坦的物理学思想中,融入了哲学思考的元素。
他关注的不仅仅是物理学中的具体问题,更关注的是宏观和微观世界的本质和规律。
他认为,物理学的最终目标是揭示自然界的本质,而不仅仅是解释现象。
爱因斯坦的物理学精神,在今天仍然具有重要的启示意义。
在科学研究中,我们应该注重理论与实验相结合,积极探索解决问题的新方法和新思路。
同时,我们也应该关注科学的哲学思考,从更高的层面去认识自然界,深刻理解科学的本质。
爱因斯坦广义相对论解
爱因斯坦的广义相对论是一种描述引力的理论,由阿尔伯特·爱因斯坦在1915年提出。
这一理论基于一系列方程,被认为是引力的更加准确和全面的描述,取代了牛顿引力定律。
广义相对论的核心思想包括以下几个方面:
1.引力是时空弯曲:根据广义相对论,质量和能量使时空发生弯
曲,其他物体沿着这个被弯曲的时空路径运动,就像在一个弯曲的表面上滚动一样。
这种弯曲被称为时空弯度。
2.物体沿最短路径运动:在广义相对论中,物体沿着时空的最短
路径(称为测地线)运动,而不是像牛顿力学中那样沿直线运动。
3.能量和质量的等效性:根据著名的E=mc²公式,能量和质量是
等效的。
因此,能量也能够影响时空的弯曲,而不仅仅是质量。
4.弯曲的时空影响物体的运动:弯曲的时空影响物体的路径,使
得物体看起来好像受到引力的作用。
这就是我们通常所理解的引力的来源。
广义相对论的方程系统是一组复杂的偏微分方程,其中包括爱因斯坦场方程。
这些方程描述了时空如何受到质量和能量的影响,以及物体在受到引力作用时如何运动。
由于这些方程的复杂性,通常需要数值模拟或近似解法来理解引力场的性质。
广义相对论在很多方面都得到了验证和应用,例如引力波的发现以及对星系、黑洞等天体的研究。
它已经成为现代理论物理的基石,但在
极端条件下(如宇宙的起源、黑洞内部等),我们对引力的理解仍然有待深入。
爱因斯坦的广义相对论是现代物理学的里程碑,它不仅塑造了我们对时空和引力的理解,而且对整个宇宙的演化过程有着深远的影响。
本文将简要介绍广义相对论的主要观点,并强调其对科学和人类思维方式的重要影响。
爱因斯坦的广义相对论是狭义相对论的自然延伸,它提供了一个描述引力的普遍理论。
相对论的核心思想是时空的弯曲,物体的运动受到引力场的影响。
广义相对论通过引入度量场的概念,将引力视为时空结构的弯曲来解释。
广义相对论的一个重要观点是,引力并非一个力,而是由物体弯曲时空所产生的效应。
爱因斯坦以一张弹性的橡胶膜来比喻时空的弯曲,并称之为“时空连续体”。
物体沿着曲线运动,不是因为有力的引导,而是由于时空的弯曲使其遵循曲线轨迹。
这一概念对我们理解宇宙中的引力场及其产生的效应具有重要意义。
广义相对论对于宇宙的演化过程也提出了重要的见解。
根据相对论的理论,物质和能量使时空产生弯曲,而时空的弯曲又影响物质和能量的分布。
这种相互作用产生了所谓的引力场,以及行星、恒星等天体的运动。
在宇宙的大尺度下,广义相对论支持了宇宙膨胀的观点,并提出了爱因斯坦宇宙场方程,描述宇宙的演化和膨胀。
广义相对论也对科学和人类思维方式产生了重要影响。
爱因斯坦的理论引领了人们对物理学、空间和时间的全新解释。
它挑战了牛顿力学的经典观念,揭示了相对论领域下的全新现象和规律。
爱因斯坦的广义相对论也促进了后来量子力学的发展,为理解微观世界的奇异效应提供了基础。
除了对物理学的贡献,广义相对论还启示了我们对于时间、空间、宇宙的深刻思考。
它提醒我们,时空并非静态和不变的,而是随着物质和能量分布的变化而发生弯曲。
这种理解改变了我们对于时间和空间的认知,使我们意识到它们是一种相互交织和动态的存在。
广义相对论的观点也激发了人们对哲学和宗教的思考,引发了关于宇宙奥秘的深沉探索。
综上所述,爱因斯坦的广义相对论为我们提供了一种全新的理解引力和时空的方式。
它不仅对物理学产生了深远影响,解释了引力现象和宇宙演化的规律,而且对科学和人类思维方式有着重要启示。
爱因斯坦的相对论是什么意思相对论是爱因斯坦在1905年提出的一种新的物理学理论,它是对牛顿力学的一种修正和补充。
相对论的主要思想是:物理规律在所有惯性参照系中都是相同的,而光的速度在任何参照系中都是恒定不变的。
这个理论不仅颠覆了牛顿力学的经典观点,而且也对物理学的发展产生了深远的影响。
相对论的出现是在当时的物理学界引起了轰动。
人们对这个理论表示了极大的兴趣和关注,也有许多人对它提出了质疑和批评。
但是,随着时间的推移,相对论的正确性得到了越来越多的证实和认可,成为了现代物理学的基本理论之一。
相对论的核心概念是“相对性原理”和“光速不变原理”。
相对性原理指出,在所有惯性参照系中,物理规律都是相同的,没有任何一种参照系是特殊的或者优越的。
这个原理的意义在于,它打破了牛顿力学中绝对时间和绝对空间的观念,使得物理学的研究不再依赖于特定的参照系,而是具有普遍性和相对性。
光速不变原理是相对论的另一个核心概念。
它指出,在任何参照系中,光的速度都是恒定不变的。
这个原理的意义在于,它解决了牛顿力学无法解释的一些现象,如光的折射、反射等。
它还导致了一些有趣的结果,如时间的相对性、长度的相对性等。
相对论的一个重要推论是“质量能量关系式”,也就是著名的“E=mc”公式。
这个公式表明,质量和能量是可以相互转化的,而且它们之间的关系是非常紧密的。
这个公式不仅是相对论的一个重要结论,而且也是现代物理学的基石之一。
它被广泛应用于核物理、宇宙学等领域,成为了人类认识自然界的重要工具。
相对论的出现不仅对物理学的发展产生了深远的影响,而且也对人类的思想观念产生了重要的影响。
它打破了人们对绝对真理的信仰,提出了相对性和不确定性的观念,这些观念对于哲学、文学、艺术等领域都产生了重要的启示和影响。
相对论的出现也激发了人们对自然界的探索和认识的热情,推动了科学技术的发展和进步。
总之,相对论是爱因斯坦的一项伟大成就,它不仅是现代物理学的基石之一,而且也对人类的思想观念产生了深远的影响。
爱因斯坦的相对论是什么内容相对论,这个词一听就让人觉得高大上,仿佛跟太空、黑洞、时间旅行这些大片里的情节扯上关系。
其实,爱因斯坦的相对论简单来说就是在讲时间和空间的一些“奇妙”事儿。
就像你和我聊家常,没必要用那些复杂的专业术语,今天咱们就轻松地聊聊这个神秘又迷人的话题。
1. 相对论的起源1.1 爱因斯坦的“小秘密”首先,得说说爱因斯坦本人,这位科学界的“超级英雄”。
他在1905年发表了他的特别相对论,哎呀,那真是一个划时代的时刻。
相对论可不是他一蹴而就的,而是经过了长时间的思考和实验。
他就像是个默默无闻的天才,突然之间“砰”一声,让大家的认知都“开窍”了。
就好比你突然发现自己一直在用错误的方法打游戏,忽然领悟到新招数,游戏水平立马飙升。
1.2 绝对时间的打破那么,什么是相对论呢?简单来说,特别相对论告诉我们,时间和空间并不是绝对的。
举个例子,想象你在火车上快速前行,外面的人看你,可能觉得时间过得飞快,而你却觉得时间过得正常。
这就像你在不同的环境下,喝水的滋味都会不一样。
时间就像一块橡皮泥,可以拉伸、压缩。
爱因斯坦说,时间是相对的,跟你在做什么、在哪儿都有关系。
就像你在上班的时候,时间慢得像蜗牛,而一到周末,哎呀,转眼就过去了!2. 相对论的核心概念2.1 光速的不变性接下来,我们得聊聊相对论的核心概念,光速。
爱因斯坦说,光速是个固定的数字,不管你怎么动,光速永远都是299,792,458米每秒。
这听起来像是个简单的数字,可是它可影响了一切。
想象一下,如果你在追一束光,那光就像个老狐狸,总能比你快一步。
这就告诉我们,光速是宇宙的“速度极限”,谁都无法超越。
要是你能追上光,那你可能就不只是超人了,连时间都能倒流呢!2.2 时间膨胀与空间收缩再说说时间膨胀和空间收缩,这听起来像科幻电影里的桥段,实则是相对论的奇妙之处。
简单来说,当你以接近光速的速度移动时,你的时间会变得慢下来。
换句话说,如果你上了个超快的飞船,飞出去一圈再回来,发现地球上的人都老了,而你却还是年轻的样子,简直像是逃脱了岁月的追赶。
爱因斯坦相对论的启示爱因斯坦相对论是20世纪最重要的科学理论之一,它对于我们理解宇宙的本质和运行方式有着深远的影响。
相对论的提出不仅在物理学领域引起了巨大的震动,也对其他学科产生了重要的启示。
本文将探讨爱因斯坦相对论对于哲学、科学方法和人类思维方式的启示。
一、哲学的启示爱因斯坦相对论对哲学产生了深远的影响。
相对论的提出颠覆了牛顿力学的绝对时间和空间观念,揭示了时间和空间的相对性。
这一观点对于哲学中的主观性和客观性问题提出了新的思考。
相对论告诉我们,时间和空间的观察结果取决于观察者的参考系,没有绝对的标准。
这引发了人们对于真理和认识的本质的思考。
相对论的提出还对哲学中的因果关系问题提出了挑战。
在相对论中,因果关系不再是绝对的,而是取决于观察者的参考系。
这使得人们重新思考因果关系的本质和存在方式。
相对论的哲学启示告诉我们,我们对于世界的认识是有限的,我们的观察结果受到我们的观察方式和条件的限制。
这使得我们对于真理和认识的追求更加谦虚和开放。
二、科学方法的启示爱因斯坦相对论对科学方法的启示主要体现在两个方面:实证主义和理论的相对性。
实证主义是一种科学方法论,强调科学研究应该以实证为基础,通过观察和实验来验证理论的真实性。
相对论的提出对实证主义提出了挑战。
相对论告诉我们,观察结果是相对的,取决于观察者的参考系。
这使得实证主义的观点受到了质疑,科学研究不再是简单的观察和实验,而是需要更加复杂的理论构建和推理。
相对论的提出还揭示了理论的相对性。
在相对论中,不同的参考系下可以有不同的理论描述。
这使得科学研究者意识到理论的选择和构建是相对的,取决于研究者的观察和理论框架。
这对科学研究的开展提出了新的要求,需要更加谨慎和全面地考虑不同的理论选择和观察结果。
三、人类思维方式的启示爱因斯坦相对论对人类思维方式的启示主要表现在两个方面:相对性和相互关联性。
相对论告诉我们,时间和空间的观察结果是相对的,取决于观察者的参考系。
相对论爱因斯坦的奇妙理论相对论:爱因斯坦的奇妙理论相对论是物理学的一项重要理论,由著名科学家爱因斯坦提出。
它对于我们理解宇宙中的物质和能量、时空的性质以及物体运动的规律有着深远的影响。
本文将介绍相对论的基本概念和原理,并探讨其对现代科学领域的影响。
第一部分:相对论的基本概念相对论是在20世纪初由爱因斯坦提出的一种描述物理现象的理论。
它的基本概念可以归纳为以下几点:1. 等效性原理:相对论的第一基本原理是等效性原理,即无法通过实验来区分处于相对静止状态的物体和处于匀速直线运动状态的物体。
这一原理打破了牛顿经典物理学中绝对时空观念的桎梏,为相对论的建立奠定了基础。
2. 光速不变原理:相对论的第二基本原理是光速不变原理,即光在任何参考系中的速度都是恒定不变的。
这意味着光速是一个自然常数,与光源的运动状态无关。
这一原理推翻了牛顿经典物理学中绝对时间和相对时间的观念,为相对论提供了关键的支持。
第二部分:狭义相对论和广义相对论相对论可以分为狭义相对论和广义相对论两个部分。
1. 狭义相对论:狭义相对论是相对论的首要部分,主要研究高速运动下的物体性质。
在狭义相对论中,时间和空间被统一为时空,同时也引入了著名的洛伦兹变换。
狭义相对论的最重要结论是著名的质能方程E=mc²,揭示了质量和能量之间的等价关系。
2. 广义相对论:广义相对论是相对论的拓展部分,涉及到引力和加速度等更广泛的物理情况。
爱因斯坦在广义相对论中提出了时空弯曲的概念,认为物质和能量的存在使时空发生弯曲,并通过爱因斯坦场方程对引力进行了全新的解释。
广义相对论对于解释宇宙的起源和演化、黑洞等天体物理现象具有重要影响。
第三部分:相对论的影响相对论的提出对物理学和其它学科产生了深远的影响。
1. 实验验证:相对论的预言在实验中得到了广泛的验证,其中包括了对时间膨胀现象的观测以及质子对撞机等高能物理实验的成果。
这些实验结果证实了相对论的正确性,同时也启示了科学家更深入的研究。
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
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。
”同时爱因斯坦还指出:“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。
”爱因斯坦独到的创新思想,对时间和同时性的准确定义,摆脱了牛顿力学绝对时空观的束缚,给物理学的发展带来了质的飞跃,为创立狭义相对论迈出了关键一步。
为了确定惯性系中的时间坐标(即“公共时间”,也就是对钟),爱因斯坦革命性地提出光在真空中的传播速度都相等,即光速不变原理,用光速不变原理来定义惯性系中的时间坐标(这就是狭义相对论与牛顿力学的区别),肯定了真空中的光速是常量,不依赖于惯性系的选择,且与光源或观测者的运动无关。
同时,爱因斯坦还提出在一切惯性系中物理定律都具有相同的数学表达形式,即相对性原理,时间和运动对于观察者来说都是相对的。
爱因斯坦还证明了相对性原理和光速不变原理是相容的。
这两条原理是狭义相对论的重要基础。
2相对论的哲学思想
2.1爱因斯坦的哲学观
狭义相对论揭露了空间和时间之间,以及时空和运动物质之间的深刻联系。
这种相互联系,把牛顿力学中认为互不相关的绝对空间和绝对时间,结合成为一种统一的运动物质的存在形式。
在物体的速度远小于光速时,狭义相对论有关公式转变为牛顿力学公式,反映了自然界的和谐与统一。
爱因斯坦认为[2],任何概念都有一定的条件性和适应性,因而是可变的,没有什么不可超越的终极的概念。
他说,“物理学中没有任何概念是先验地必然的,或者是先验地正确的。
如果我们从事于分析那些流行已久的概念,从而指明它们的正确性和适用性所依据的条件,指明它们是怎样从经验所给予的东西中一一产生出来的,这绝不是什么穷极无聊的游戏。
这样,它们的过大的权威性就会被戳穿。
”他还说,“我们关于物理实在的观念决不会是最终的。
为了以逻辑上最完善的方式来正确地处理所知觉到的事实,我们必须经常准备改变这些观念。
也就是说,准备改变物理学的公理基础。
爱因斯坦的这些思想闪耀着辩证法的光辉[3],比近代自然科学唯物论的观点高明得多。
在近代自然科学唯物论者看来,自然界是不变的,反映自然界的概念也是不变的。
具体地说,牛顿力学是万世不易的终极真理。
当着拉普拉斯以为只要给他初始条件,他就能根据牛顿力学推知宇宙的过去和未来的一切细节时,当着普朗克的老师菲利普·若里真诚地规劝他不要从事物理学,断言科学已经达到顶峰、
物理学再也不会有重大发展,展现在我们面前的,是一幅向牛顿力学顶礼膜拜的画面。
因此,爱因斯坦主张,要改变长期以来人们以为天经地义的概念,必须有科学的怀疑态度和批判精神。
他说得好:“发展独立思考和独立判断的一般能力,应当始终放在首位,而不应当把获得专业知识放在首位。
他自己正是这样做的。
他从分析批判同时性的绝对性入手,创立了狭义相对论,以后又发展为广义相对论,有力地改变了人们的时空观、运动观和物质观这种贡献,那些僵硬地固守旧概念的科学家是根本不可能做出的。
爱因斯坦致力于统一牛顿力学和麦克斯韦电
动力学。
用他非凡的智慧精心描绘了一幅相对论的世界图景。
他对科学统一的追求激励着人们去承继他未竟的事业,并在规范场的研究中得到了初步成功。
2.2科学与哲学的关系
科学是人的一种创造活动。
因此要发展科学就应大力提倡科学的创造精神。
那种把科学与实践的关系简单地理解为科学是经验的总合的认识,容易束缚对科学创造精神的弘扬;同时在对科学理论的态度上也就容易陷入决定论的泥淖。
把科学理论简单地看作是经验的逻辑结果,往往认为它就是绝对客观的、正确的,不会出现错误的,其实不然。
科学理论是人类理智的自由发明的思想使人们认识到,由于人是会犯错误的,科学理论也可以有错误,因此科学上的争鸣就是必然和必要的。
为发展科学,应该树立一种敢于进行理性批判,勇于修正错误的科学态度。
进而,这种态度应该拓展到社会的一切方面、一切领域。
科学在任何一个社会的发展,都不仅需要一定的物质条件,同时也需要一定的精神条件。
在适宜的条件下,人类的理性创造会结出丰硕的果实。
爱因斯坦很自然地反复申述科学和哲学的相
互作用:哲学需要科学,科学也需要哲学,他说,认识论要是不同科学接触,就会成为一个空架子。
在物理学革命的进程中,爱因斯坦几乎涉猎了各派哲学,博采众长,为之所用。
他的科学实践令人信服地表明:正确的哲学思想能够推进科学的发展。
3结论
爱因斯坦能在错综复杂的矛盾面前,在各种各样纷乱的理论及假设中,在枯燥抽象的数学关系式里发现真理,这是他善于思考,开拓创新的结果。
狭义相对论的创立突显了爱因斯坦怀疑传统,摆脱束缚,摒弃陈规的胆略和智慧,是科学创新的典范。
参考文献:
[1]蓝爱群. 狭义相对论——爱因斯坦科学创新的精美标本
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