想象力

为什么爱因斯坦可以在没有实验验证的情况下提出各种理论?

kiki · 2月17日 · 2020年 ·

1915年,爱因斯坦发表了运动物体的电动力学理论。用通俗的说法,他称其为相对论的特殊理论。 1916年,广义相对论正式发表。两种理论都是由爱因斯坦在纸上完成的。狭义相对论的两个基本出发点是:光速恒定原理和相对论原理。这两个原则并非爱因斯坦独创。可以说,爱因斯坦提出了狭义相对论,因为爱因斯坦站在他的前任之前。

为什么爱因斯坦可以在没有实验验证的情况下提出各种理论?

光速恒定的原理,这已经在爱因斯坦面前萌芽。当麦克斯韦提出电磁方程式时,可以根据联立方程式求解光速。也就是说,光速c=1 /√ε0μ0,ε0和μ0分别代表真空电容率和真空渗透率。这两个都是恒定的,因此光速必须恒定。

另一个灵感来自于迈克尔逊·莫雷的实验。 Morey和Michelson在1887年进行的这项实验充分证明了这样一个事实:在任何惯性系统和任何方向上,光速都是固定的。不存在以太的绝对静态参考系。但是,这个实验的有趣之处在于,它们最初是用来测量地球在以太中运动的速度的。你没看错。像大多数科学家一样,他们都相信以太存在并且是实验的结果。与他们的想法相反,它证明了以太不存在。

为什么爱因斯坦可以在没有实验验证的情况下提出各种理论?

受这些启发,爱因斯坦大胆地将光速不变的原理作为狭义相对论的基本原理。相对论最初是由伽利略提出的。后来,爱因斯坦将仅适用于经典力学的相对论扩展到了电磁学,并将经典伽利略变换扩展到了洛伦兹变换,这就是相对论。

可以看出,狭义相对论是爱因斯坦根据前人的经验提出的。广义相对论是爱因斯坦个人思想的升华。他创造性地指出,重力是由于质量或能量扭曲时空而产生的几何效应。他提出了描述物质如何运动的引力场方程。后来,许多人研究了引力场方程。引出了许多新术语:引力波,黑洞,虫洞,引力透镜效应和引力红移。

为什么爱因斯坦可以在没有实验验证的情况下提出各种理论?

爱因斯坦在纸上写下了描述宇宙的理论,并提出了各种预测。引力波和黑洞已被确认。当光通过大重力场时,它将发生偏转,并且还可以确认重力的红移。随着时间的流逝,科学技术不断发展,人类能够验证爱因斯坦当时提出的理论。在对这些预言进行一一验证之后,他越来越意识到爱因斯坦的伟大。此外,爱因斯坦对1916年制造的激光器的预测不仅得到证实,而且已广泛用于各个行业。

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