什麼是狹義相對論呢?

狹義相對論為愛因斯坦所提出的理論, 這個理論的發展不但顛覆了物理學的研究方式, 並且對於絕對時間的概念造成衝擊. 狹義相對論的大名, 也許大家都聽過了, 不過我想大多數的 ... 光與物質小站首頁 /近代物理 /什麼是狹義相對論呢? 　 什麼是狹義相對論呢? 　 狹義相對論為愛因斯坦所提出的理論, 這個理論的發展不但顛覆了物理學的研究方式,並且對於絕對時間的概念造成衝擊. 狹義相對論的大名,也許大家都聽過了,不過我想大多數的人,都只知道E=mc2這個質能互變公式, 而不知道狹義相對論的基本內容,讓我們敘述一下狹義相對論的基本假設吧. 狹義相對論包括的基本假設有兩個 第一個是"所有的物理定律,在各個不同的慣性座標系中都相同." 　　　　這裡所指的物理定律,是說物理定律的內容,而不是物理定律所計算出的數值. 第二個是"光速為恆定的" 　　　　也就是說,光速是一個常數(Constant). 我想第一個定律並沒有創新的地方,因為在古典的伽利略轉換中,大家都這樣假設著.而第二個假設的引入,也使得狹義相對論的座標轉換- 羅倫茲轉換(LorentzTransformation)與我們所熟悉的伽利略轉換不同. 為什麼愛因斯坦會提出"光速為恆定的"作為狹義相對論的基本假設呢?這個論點,是為了解決馬克思威爾的電磁學方程式(Maxwell Equations)的問題.如果我們利用伽利略轉換,將馬克思威爾方程式從一個座標系轉換到另一個座標系中,那麼我們會發現光速改變了. 但是在許多光速的實驗中證明,光速是恆定的,因此這代表馬克思威爾方程式,或是伽利略轉換這兩者之一,可能出了錯. 這兩個方程式任何一者出了錯,對於物理界都是個大災難,馬克思威爾方程式在許多實驗中表現良好, 不但預測了電磁波(光)的存在,而且對於電場磁場的描述也十分正確.而伽利略轉換則是一個再基本不過的東西,一旦這個轉換崩毀了,許多基礎都將動搖. 大家傷透了腦筋,直到愛因斯坦的出現,解決了這個問題. 愛因斯坦選擇將光速為恆定的引入狹義相對論,修正了伽利略轉換,也修正了牛頓力學,一舉解決了這個難題,可說是一個大膽而劃世紀創舉. 　 回近代物理