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你认为相对论是正确的吗?

2021-05-05 00:22 分类:财经焦点 阅读:

相对论,一种物理学理论,它所研究的是物体的特性和物理的场对于运动的依赖关系。相对论中最重要的部分就是关於物质客体的空间特性和时间特性(物体的大小和过程的长短)的物理学说。

相对论是在20世纪初由于要解决电磁场及场源——实物带电粒子——的学说中的严重矛盾而产生的。19世纪未罗仑茲所提出的电子理论认为电磁场是普遍存在的均一的介质——充满于全宇宙空间的以太——的一种特殊状态(运动形态)。以太被设想为一种绝对可渗透的介质,粒子(电子)能够毫无阻礙地在其中移动,而以太却保持静止,这就是说,它的各部分並不彼此相对移动。根据这个理论,电子所造成的电磁场是以绝对的(对于静止的以太而言)速度(光速)在以太中散佈开来,场的強度也是以场源——带电粒子——相对於静止以太的运动速度来决定的。电子理论的这一基本原理,即关於场依赖於场源的某种绝对速度的原理,与力学相矛盾,因为根据力学,物体的相互作用和运动只是由它们的相对距离和相对速度来决定的。这个基本原理也曾被迈克尔逊等人的直接实验所推翻。只有放弃把场看做是普遍存在的、静止的宇宙介质的一种状态的观点,从而也只有放弃这种介质——作为场的“实体”的以太——存在的观念,才能解决这个矛盾。唯物主义物理学家开始把电磁场看做是特殊的物质形式,这种物质形式与实物相联系,并把实物的一些带电粒子的作用传递给其他带电粒子;实物粒子和电磁场的量子(光子)的相互转变的发现,完全证实了把场看做物质形式的观点。同时还指出,与粒子相联系的场的结构影响着粒子的许多重要特性,特别是它的质量、大小和它内部进行着的过程的快慢。这些新发现的场的特性,以及粒子特性的可变性和对场的依赖性的事实,都是相对论的基础。

相对论主要是在罗仑兹和爱因斯坦的著作中提出的。爱因斯坦用来作为相对论出发点的原理和实验的概括,它表达了场中一些实物粒子(系)的作用向另一些实物粒子传播的一般规律。根据这一原理,在真空中,作用在电磁场中传播的速度(光速)是速度的极限值;对於任何闭合物质系(所谓惰性系)来说,实物粒子都不能以等於或大於真空中光速的速度而运动。相对性原理(在古典物理学中已经有了)也是相对论的基础。根据相对性原理,作为一个整体的物质系相对於其他系的惰性运动的速度,并影响系的运动规律和系的各部分的相互作用规律,在这样的系中,粒子的相互作用只取决于粒子的相对距离和相对速度。

根据相对论‘的这些原理,可得出许多重要的结论。例如:相对论认为,使带电实物粒子联结起来的电磁场的结构,是随着带电实物粒子的运动速度的改变而改变的。以上列举的粒子的特性,是随着粒子的相对速度的改变而改变的;当快速(以一种可与光速相比的速度)这运动着的粒子的速度接近光速时,它的大小就要收缩,过程的节奏就会变缓,而质量却无限地增加。相对论的结论已为实验所证实;质量m和E之间的关系式,即E=me2(e是光速)的公式,已得到特别广泛的应用(在核的过程中)。实验证明:当相互作用着的实物粒子具有很大能量时,它们就转变成在这种情况下更加稳定的其他粒子;如果不考虑质量和能量之间的相互联系,那就不可能计算这些在原子核物理学中起着重大作用的转变。

上述的原理就是所谓狭义相对论的内容。这些思想应用于重力(引力)时的进一步发展就是广义相对论的内容。按照后者,引力是物质重力场的表现,而重力场的结构依赖于质量的分佈和它们的运动,重力场的作用也是以有限的速度来传递的。空间量和时间量的特性(时空几何)以重力场的结构为转移,因此,这些特性是由物质的分佈和运动来决定的。广义相对论的某些结论也已经得到实验的证实。这样一来,相对论就从根本上推翻了在19世纪占统治地位的关於空间和时间、场和质量的物理学观念。

在相对论以前,把空间和时间看做与物质並存而且与物质无关的独立客体,看做物体和过程的空虚的“容器”的观点,在物理学中占着统治地位。继牛顿之后,19世纪的物理学认为空间的规律性(几何)和时间的规律性都是绝对的和不变的:空间量服从欧几里得几何学,时间量服从数序规律。这种形而上学的空间观点是同形而上学的物质观点分不开的,后者认为物质是由体积不变的粒子组成的。关于互不联系的绝对空间和绝对时间的观念,並不与牛顿力学的定律发生矛盾,因为根据牛顿力学,物体的质量不依赖於运动的速度,而物体的速度本身可以无限制地增加。认为空间量和时间量是绝对的、它们的规律性是不变的这种形而上学观念,曾被康德用来论证其所谓空间和时间的先天性。洛巴切夫斯基第一个打击了这些错误的观点,他证明非欧几里得几何学存在的可能性,並且指出了几何学同物理学的联系以及空间对物质的依赖性。恩格斯深刻地批判了形而上学的空间和时间的观点。辩证唯物主义认为时间和空间是运动着的物质的存在形式。空间和时间並不是存在于有广延性的物体和有持续性的物质过程之外的。空间和时间的规律性由物质的一般特性所决定。既然绝对均一的、没有质的差异的物质是不存在的,那末绝对均一的、不论何时何地其规律都一样的空间和时间也是不存在的。相对论证实了辩证唯物主义关于空间和时间的学说。关于物质的物理观念的根本改变——场的发现、物体的特性和它们所造成的场的结构间的联系的確定——必然引起关于空间量和时间量的物理观念的改变。物理学家不得不放弃那种把空间和时间看做是存在于物质之外並与物质並立的特殊客体的观点。物体的广延性(大小)和过程的持续性是依赖于运动的,它们是相互联系的。

“物理学的”唯心主义的信徒们错误地解释相对论的内容。相对论的创始人之一最著名的物理学家爱因斯坦,在相对论的具体物理原理的探讨中曾有过重要的贡献,但他在马赫主义哲学的影响下,对相对论的某些原理做了歪曲的、唯心主义的解释。爱因斯坦认为,相对论乃是从某些似乎习惯性地採用的公设中得出的结论,只要根据这个结论就可以“描述”空间量和时间量的依赖关系。更深入地研究快速运动的物体的特性由于运动的速度而发生的变化的过程这一任务被拥护这一观点的人取消了,因为他们认为这些特性(惰性、广延性等等)本身不是运动着的物体客观上所具有的,而只是某种运算、即测量一物体对其他物体的纯粹外部关系的结果。关于哥白尼的体系与托勒密的体系具有同等权利的结论,就是根据对广义相对论的形式主义解释得出来的。这个论断是根本借误的,因为它否认了太阳系在物质上、起源上的统一;它还得出了另外一些不正确的结论,如关于遥远天体对于(旋转着的)地球的运动具有无限速度这一类结论。唯心主义哲学家死死抓住对相对论的唯心主义解释,他们之中的某些人竟胡扯四维空间的实在性;宇宙的有限性等诸如类的毫无根据的论断。从这个例子中可以看出,唯心主义是怎样歪曲和利用正確的进步的物理学理论的。唯物主义的物理学家和哲学家驳斥了“物理学的”唯心主义者的许多错误论断。但是以徹底的、辩证唯物主义观点去论证相对论,阐明它今后发展途径,这些任务尚未完成。

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