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丁香五月花 光速在职何参照系下齐恒定不变, 为何光速如斯罕见?

         发布日期:2024-12-12 05:58    点击次数:126

丁香五月花 光速在职何参照系下齐恒定不变, 为何光速如斯罕见?

光速恒定不变丁香五月花,无论你身处哪一个边际的天地,它齐以一样的速率飞奔。对于这小数,难谈莫得疑问吗?

肤浅地说吧:莫得谜底!光速就是这般行事,或者咱们不错将此气候视作一个先验条款,科学家们所不雅察到的光速永久未变,因此将其定为不变。仅此汉典,并无其他深意。

让咱们三遍换取这个重心,因为进军的事情值得一再强调:

光速不变旨趣仅是一种假设!

光速不变旨趣仅是一种假设!

光速不变旨趣仅是一种假设!

由于是假设,咱们无需探寻其情理,它不错被视为一条公理,不消阐述。遐想一下,假如你当今是一个女性,你会如何遴荐伴侣?

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有东谈主疏漏会说:“这种假设并不正确,我明明是男性,怎会形成女性?”这便堕入了意外旨的争辩中。正如我之前所说,假设之事无对错之分,只在于你的经受与否,无论你持何种魄力,齐是无可厚非的。你致使不错漠视我方的假设来取代“光速不变旨趣”,这完全可行。

关联词,科学家们漠视的假设并非杜撰合手造,它们要么稳健咱们的日常知道,要么稳健实验考据的恶果,而当两者产生败坏时,咱们理当以实验恶果为准则。

科学的压根其实是假设,但这个话题一朝张开,就怕无尽无休。

举个例子,两点之间直线最短,这是一条公理,一样不错看装假设,它稳健咱们的日常教授,不需要证明也无法最终证明。

而光速不变旨趣亦是如斯,它与咱们的日常教授相屈膝,但与实验恶果相吻合,咱们天然要以实验为依归,因为咱们的日常知道可能有所局限,这在某种进程上是势必的。

看似商议至此已近尾声,既然光速不变旨趣只是假设,似乎没什么更多可说的了。

关联词并非如斯,只是说“光速不变旨趣是假设”并不行让东谈主心悦诚服,咱们还需要探索科学家们为何会漠视这种屈膝咱们日常知道的假设。

大家皆知,任何物体的通顺齐需要参照系来界定其意旨,比如咱们平方所说的速率,不绝默许以大地为参照系,比如高速公路的限速为每小时120公里,这是基于大地参照系的默许设定,因此无需相称说明。

这种知道早已在咱们的念念维中树大根深,它标明通顺和静止齐是相对的,况且需要参照系智商特意旨,这与咱们的日常教授极为契合。

然而,当麦克斯韦方程组推导出了电磁波的速率,即光速的公式时,东谈主们发现公式中并未波及任何参照系。施行上,这个公式向东谈主类揭示了一个真义:在职何参照系中,光速齐保持不变。

关联词,要让一个世纪前的东谈主们经受这一久了的论断,却颠倒重荷。如今咱们之是以能谴责经受,是因为咱们站在了“全知视角”。

在阿谁时期,牛顿力学体系的统治地位如日中天,其时的科学界实在将牛顿力学视为“神的法则”,统统时空不雅已深入东谈主心。淌若光速竟然不变,那就意味着牛顿力学的颠覆,这是东谈主们无论如何齐无法经受的。

但事实是,麦克斯韦方程组澄澈地推上演光速如实是恒定的,那如何办呢?难谈麦克斯韦方程组出错了?

尽管麦克斯韦方程组是新晋表面,但它极其优雅败坏,致使被誉为东谈主类历史上最好意思的方程组,其时的科学界也不敢轻易含糊它。

该如何抉择?

无庸赘述,要么牛顿经典力学出错,要么麦克斯韦方程组有误,科学界必须作念出遴荐。但施行上他们难以决定,只可和谐,试图归并两者之间的矛盾。

在这种配景下,“以太”的见识应时而生(天然古时辰也有以太的说法,但其施行并不同),科学界假设以太是统统静止的参照系,亦然光速的参照系,它充满了所有天地空间。

以太的见识神秘地归并了牛顿力学与麦克斯韦方程组之间的矛盾,但因为以太仅是假设,是以它需要实验的考据才具有劝服力。

于是,科学界的领军东谈主物开动通过多样实验搜寻以太存在的把柄,驰名的迈克尔逊莫雷实验就是在这么的配景下出生的。

关联词,实验恶果标明以太并不存在(具体实验流程在此不作赘述)。濒临这么的恶果,迈克尔逊和莫雷两东谈主施行上并不敬佩,他们更风光敬佩实验流程出了问题或者仪器精度不及,也不肯敬佩以太如实不存在。

因为他们理会“以太不存在”意味着什么,它意味着统统时空不雅和牛顿力学体系的崩溃,这是他们无论如何齐不行经受的。

于是,迈克尔逊和莫雷两东谈主反复更变实验,英勇在实验流程中查漏补缺,但恶果永久一致:以太并不存在。

按理说,恶果仍是很明久了:径直承认以太不存在即可。但之前我也提到,不要用当今的念念维去评判一个世纪前的科学知道。即使实验恶果澄澈,迈克尔逊和莫雷两东谈主永久不肯承认以太不存在。

从中咱们不错看到,颠覆东谈主们内心深处树大根深的表面是何等艰难!

这里要强调,迈克尔逊莫雷实验并未证明光速不变,只是证明了以太不存在。即使实验竟然证明了以太的不存在,其时的物理学界也无法经受,他们仍试图通过多样本事来归并,以保证以太的存在。

比如,洛伦兹假设在通顺方进取以太会收缩,这么既能保管以太的存在,又能归并牛顿力学与麦克斯韦方程组之间的矛盾,并由此推导出了驰名的洛伦兹变换。

但为了歌咏以太的地位,科学界不得不作念出更多的假设和复杂的数学推导,而任何一个假设出现问题,齐可能绝对颠覆以太的见识,这意味着每个假设齐像是一枚定时炸弹,随时可能引爆。

关联词爱因斯坦的胆识过东谈主,径直用“奥卡姆剃刀旨趣”含糊了以太的存在,淌若以太不存在,东谈主们就不必再忙绿地保全它。因此,爱因斯坦斗胆漠视,光速就是恒定的,不需任何参照系。

基于光速不变旨趣和相对性旨趣,爱因斯坦漠视了光线的狭义相对论。

任何科学表面齐确立在假设之上,假设越少越好。而爱因斯坦仅用两个假设就推上演了狭义相对论。

后续的多数实验也阐述丁香五月花,光速不变旨趣与东谈主们的不雅测恶果相符,一个多世纪往常了,科学家们并未发现相对论被证伪的把柄。



 
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