相对论诞生:爱因斯坦是如何创立狭义相对论的?| 深度(25)


至于如何从这 两个假设推出相对论的那些结论的 , 我就不在 主线(后台回复“ 主线”可以查看所有的 主线文章)里说了 , 公众号后面开 狭相支线再慢慢讲吧 。
26-从归纳到演绎
此外 , 通过对 爱因斯坦创立 狭义相对论这段 科学史的研究 , 我们也发现很多流行的观点和看法是不对的 。把今天的观念和想法有意无意地加在历史上 , 必然会出现各种问题 。
比如 , 我们现在学习的理论里没有 以太 , 很多人就觉得没有 以太是理所当然的 , 但事情远没有想象的那么理所当然 。
很多人以为 迈克尔逊-莫雷实验否定了 以太 , 看了这篇文章 , 大家就会知道压根就不是这么回事 。
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别说迈克尔逊在做了这个实验之后 , 他本人也只是否定了菲涅尔的部分曳引假说 , 从而转向了斯托克斯的完全曳引假说 。
就连对这个实验研究了很久的 洛伦兹 , 在提出了 长度收缩假说以后 , 依然在坚定地使用 以太 。
科学家们在 迈克尔逊-莫雷实验出来很多年后 , 甚至在 狭义相对论出来以后 , 都还在讨论以太的各种问题 , 怎么能说这个实验否决了以太呢?
我们比较恰当的说法大概是: 狭义相对论不需要以太 , 仅此而已 。
我在文章里也分析了 ,狭义相对论的创建跟 迈克尔逊-莫雷实验并没有什么 直接的关系 。 这个实验 直接影响了洛伦兹 , 而洛伦兹1895年的论文 部分影响了爱因斯坦 , 仅此而已 。
与此同时 ,马赫对绝对时空观的批判 ,爱因斯坦对 电磁感应现象的分析 ,光行差和 斐索流水实验都对狭义相对论的诞生产生了非常大的影响 。
爱因斯坦主要是从协调 牛顿力学和 麦克斯韦电磁理论的角度思考相对论问题的 , 这里占 主导地位的是 演绎和 思辨 ,迈克尔逊-莫雷实验这种具体的实验产生的影响倒是非常次要的 。
爱因斯坦追求的是一种 普遍性的自然法则 , 他在《 自述》中写到: 渐渐地我对那种根据已知事实用构造性的努力去发现真实定律的可能性感到绝望了 。 我努力得越久 , 就越加失望 , 也越加相信 , 只有发现一个普遍形式的原理 , 才能使我们得到可靠的结果 。
这段话说得非常直白了 。 像 洛伦兹那样试图根据已知事实( 迈克尔逊-莫雷实验)去发展一套解释它们的新理论 ,爱因斯坦对这种完全被实验拖着鼻子走的 归纳法感到绝望了 。
然后 , 他就更加坚信 , 只有发现了像 相对性原理和 光速不变原理这样普遍形式的原理 。 我们从这些可靠的原理出发 , 利用 演绎法推导各种结论(就像欧几里得从五个公设推出《几何原本》里那么多命题一样) , 才可能得到可靠的结果 。
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也就是说 , 爱因斯坦从 归纳法走向了 演绎法 。
这可能也是 爱因斯坦多次对外强调 迈克尔逊-莫雷实验对他创立 狭义相对论影响不大的原因 。 因为他非常不想让大家以为 光速不变是从迈克尔逊-莫雷实验 归纳出来的 , 而他对这种 归纳法早已绝望了 , 这点我们要特别注意 。
此外 , 相信大家也明白了: 只要认定麦克斯韦方程组满足相对性原理 , 光速不变就是一个必然会出现的结论 。 而且 , 我们真正的困难也不是光速不变本身 , 而是 如何协调光速不变和相对性原理之间的矛盾 。
所以 爱因斯坦要极力澄清这个事 , 不然大家对他通过先 确定普遍形式的原理 , 然后通过 演绎创立 狭义相对论的方法论就完全 会错意了 。

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