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狹義相對論的內容有哪些呢?

狹義相對論(Special Theory of Relativity)是阿爾伯特·愛因斯坦在1905年發表的題為 《論動體的電動力學》一文中提出的區別於牛頓時空觀的新的平直時空理論。「狹義」表示它只適用於慣性參考系。這個理論的出發點是兩條基本假設:狹義相對性原理和光速不變原理。理論的核心方程式是洛倫茲變換(群)(見慣性系坐標變換)。狹義相對論預言了牛頓經典物理學所沒有的一些新效應(相對論效應),如時間膨脹、長度收縮、橫向多普勒效應、質速關係、質能關係等。狹義相對論已經成為現代物理理論的基礎之一:一切微觀物理理論(如基本粒子理論)和宏觀引力理論(如廣義相對論)都滿足狹義相對論的要求。這些相對論性的動力學理論已經被許多高精度實驗所證實。狹義相對論不僅包括如時間膨脹等一系列推論,而且還包括麥克斯韋-赫茲方程變換等。狹義相對論需要使用引入張量的數學工具。狹義相對論是對牛頓時空理論的拓展,要理解狹義相對論就必須理解四維時空。

其數學形式為閔可夫斯基幾何空間。現在對於物理理論新的分類標準,是以其理論是否是決定論來劃分經典與非經典的物理學,非量子理論都可以叫經典或古典理論。在此意義上,狹義相對論仍然是一種經典的理論。狹義相對論,是在光學和電動力學實驗同經典物理學理論相「矛盾」的激勵下產生的。


1905年,出生於德國的美籍物理學家阿爾伯特·愛因斯坦(1879——1955)發表了狹義相對論。這個理論指出在宇宙中唯一不變的是光線在真空中的速度,其它任何事物——速度、長度、質量和經過的時間,都隨觀察者的參考系(特定觀察)而變化。該理論解決了許多困擾了物理學家們很長時間的問題,這個理論形成了一個著名的公式:E=MC2,也就是能量(E)等於質量(M)乘以光速(C)的平方。相對時間,狹義相對論認為時間不是絕對的(即固定不變的)。愛因斯坦指出,隨著物體(觀察者所見到的)線性運動速度的加快,時間會變慢。使用同步原子鐘已證實了這個結論的正確性,將一個鐘錶留在地面上,而攜帶另一個以很快速度移動(如在噴氣式飛機上),隨後進行比較,靜止的鐘錶總比另一個稍微快一點。



馬赫和休謨的哲學對愛因斯坦影響很大。馬赫認為時間和空間的量度與物質運動有關。時空的觀念是通過經驗形成的。絕對時空無論依據什麼經驗也不能把握。休謨更具體的說:空間和廣延不是別的,而是按一定次序分布的可見的對象充滿空間。而時間總是又能夠變化的對象的可覺察的變化而發現的。1905年愛因斯坦指出,邁克爾遜和莫雷實驗實際上說明關於「以太」的整個概念是多餘的,光速是不變的。而牛頓的絕對時空觀念是錯誤的。不存在絕對靜止的參照物,時間測量也是隨參照系不同而不同的。他用光速不變和相對性原理提出了洛侖茲變換。創立了狹義相對論。



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