牛顿的伽利略相对性原理是作为基本假设提出来的,它之所以为人们接受承认,一方面是牛顿力学在解决力学问题获得的巨大功;另一方面观察结果与人们的经验相符。但是十九世纪中叶,人们在研究与物体运动有关的电磁现象时,发现在电磁现象的规律不符合相对性原理。
其中最典型的就是光速的问题:
光是电磁波;由于真空介电常数和磁导率是与参考系无关的常量,因此c也应是与参考系无关。这就是说在任何参考系中测得的光在真空中的速度都应该是同一数值。
但是,根据相对性原理,若以c表示某一参考系K中测得的真空中光的速度,
c′为以u运动的K′系中测得的光在真空中的速度,根据伽利略变换,就应有:c′=c—u
第一种情况人看到的光速应是c,第二种情况应是c+v,第三种情况应是c-v。
但是实验现象表明,不论光源和观察者做怎样的相对运动,光速都是恒定的.
任何参照系中测得的光在真空的速率都应该是这一数值
这一结论还特别为后来的很多精确的实验所证实,最著名的是1887年迈克尔逊和莫雷所做的实验。它们都明确无误地证明光速的测量结果与光源和测量者的相对运动无关,亦即与参照系无关。
可见光和电磁波的运动不服从伽利略相对原理。光速恒定的特性,同运动的相对性原喇间似乎产生了矛盾?
矛盾激发:“在不同的惯性系中光速不同”——“任何参考系中光速度都应该是同一数值”,说明相对性原理涉及到接近光速的高速领域产生了明显的困难。
当时人们为了解决这个困难,提出了三种可能:
(1)麦克斯韦电磁理论有错,正确的电磁方程组应满足伽利略不变性。
(2)牛顿力学与麦克斯韦电磁理论都对,但麦克斯韦电磁理论只在某一特殊的惯性系成立。
(3)牛顿力学与伽利略变换不对,应存在某种变换,麦克斯韦电磁理论在这种新的变换下具有不变性。这意味着经典牛顿力学要作修改,修改后的力学方程在新的变换下具有不变性。
三、狭义相对论的两个基本假设
19世纪后半叶和20世纪初,物理学家们曾经猜想,有一种叫做以太的介质,弥漫在宇宙中,它是电磁波传播时所需要的介质,拿以太做参考系时麦克斯韦的电磁理论才成立.今天看来,以太是某一特殊参考系的代表.麦克尔逊实验表明不存在这样的特殊参考系,实际上就是宣布宇宙间不存在以太.
上述的矛盾使物理学家面临两个选择,一是修正现有的理论,去迎合实验结果(这相对比较容易,但常常无效另一种主张彻底摆脱“麦克斯韦电磁理论只适用于某一特殊的惯性系”,创立全新的理论。爱因斯坦、庞加莱等人选择了后者.并提出了两个假设:
狭义相对论的两个基本原理:
①爱因斯坦相对性原理———切物理定律,在不同的惯性系中是相同的…;
②光速不变原理——光在真空中的传播速度在不同的惯性系中测得的数值都是相同的,与光源、观察者是否相对运动无关
就是在看来如此简单且最一般的两个假设的基础上爱因斯坦建立了一套完整的理论——狭义相对论
对两个基本原理的正确理解:
①自然规律不仅包括力学规律,还包括电磁学规律等其他所有的物理学规律;
②强调真空中的光速光速不变指大小既不依赖于光源或观察者的运动,也不依赖于光的传播方向
③几十年来科学家采用各种先进的物理技术测量光速,结果都不违背光速不变原理。
两个结论被称为假设呢?虽然这两个假设可以由麦克尔逊实验直接推出,但这毕竟是有限的几次实验,只有用这个假设得出大量的结论与事实相符时,它们才能成为真正意义上的原理,这才是科学的态度。
相对论的时空观念与人们固有的时空观念差别很大,很难被普通人所理解。人们都称赞爱因斯坦伟大,但又常常弄不懂这伟大的内容。这使人们想起英国诗人波谱歌颂牛顿的诗句:
自然界和自然界的规律隐藏在黑暗中,
上帝说:“让牛顿去吧,”
于是一切都成为光明。
但是,光明并不久长,
魔鬼又出现了,
上帝咆哮说:“让爱因斯坦降生吧”,
就恢复到现在这个样子。
于是一切又回到黑暗中。
序章 科学“天才”
“然而,如果我们确实发现了一套完整的理论,他应该在一般的原理上及时让所有人(而不仅仅是少数科学家)所理解。那时,我们所有人,包括科学家﹑哲学家以及普普通通的人,都能参加为何我们和宇宙存在的问题的讨论。如果我们对此找到了答案,则将是人类狼的终极胜利——因为那时,我们知道了上帝的精神。”
任钦合上手中厚厚的《时间简史》,长长的呼了一口气。这本书他已经看了三个月!站起来伸了一下懒腰,看了看外面深深的夜色,转身慢慢走到床边,一头扎进了被窝中。被窝中的他露出了无人看到的微笑,在心中自信的说道:“上帝的精神吗?你们不可能知道,一个普通人已经比科学家和哲学家更了解上帝的精神了!”想到这里,他轻巧的翻了个身,不久进入了梦乡。
这个古怪的家伙是个十七岁的男孩,原本是个无名无姓的孤儿,孤儿院的负责人在无意间看到钦字,便给他叫做阿钦,七岁时被任家收养,取名任钦。任钦这个人也算是小有名气的,七岁时成为过全国中小学科学竞赛冠军,被称为小神童。当年的这个比赛是国家想培养一些有潜力的学生成为优秀的科学家而办的,在比赛时有许多中科院的院士去观看,任钦由于有着惊人的科学天赋,和扎实的知识基础(近乎高中生),被很多人看好,果然,任钦轻松的成为了冠军。当任钦作获奖感言说出自己是孤儿时,一位七十六岁的科学家任军山,任老爷子当场提出收养任钦。
任老爷子是建国后第一批海外留学生。再俄罗斯学了十年的任军山,回国后就在钱学林老爷子手下工作,后来被钱老爷子推荐为中科院副院长。任老爷子一心投到研究上,三十岁才娶妻,可惜三十五岁是妻子因病去世,也没留下子女。而任老爷子再也没有续弦。任老爷子对任钦的科学天赋十分赞叹,听到任钦是孤儿时,无儿无女的任老爷子马上想到收养任钦,而收养后,更是象亲孙子一样对待任钦。
有了自己的家后,任钦生活的十分幸福:有个疼爱他的爷爷,有无数的科学书籍。然而,炙手可热的他,名字没过多久就被人淡忘了。因为任老爷子在收养任钦半年后,突然声明任钦不是什么科学天才,只是被一些公司用来炒作的工具,一些公司透露给了他题目和答案,才让他成为冠军的。然后又说自己会继续收养任钦,因为他是无辜的。但实际上,人老爷子只是从任钦那里知道了一个秘密!欢迎广大书友光临阅读,最新、最快、最火的连载作品尽在原创!
第一章 奇妙的力量
任钦并不是“普通人”,而是一个有故事,有能力,有秘密的“三有”优秀人才。
任钦的父母是一对普通的农民夫妇,但任钦的最初形态——受精卵,却并不普通。简单来说,任钦是一个基因突变的人。
基因突变的任钦一出生就有很高的智力,虽然也会哭,但总给人一种奇怪的感觉,感觉他不像个人。当时的任钦智商恐怕远超170,如果两夫妇有点见识,带他去测一测智商,得到结果后好好培养,一定比英国那个160智商的小姑娘成就还高。但不幸的是,任钦的父母不但没有见识,还是地地道道的愚民,十分的迷信,看到任钦不太正常后,连忙去请教巫师,结果那骗钱的巫师偏偏说任钦是天上被贬的灾星,会给人带来灾难,于是可怜的任钦被封建迷信坑害苦了,小小年纪就被抛在了荒郊野外,如果不是当地的一家孤儿院正好组织出游,路过荒郊野外,任钦估计已经死的连尸体没有了。
但任钦活了下来,很幸运的活了下来。
任钦是个智商远超170的聪明人,而聪明人总是有着很强的好奇心。所以任钦自然对科学知识十分感兴趣,所以学的飞快,的的确确有着过人的科学天赋。
但这并不是任钦的秘密,他的秘密更为惊人,足以震撼甚至推翻整个科学界!
任钦拥有一种奇妙的力量,这种力量主要体现在两个方面,一是可以媲美计算机的超强速记,心算能力;一个是可以用精神操纵物质!
其实现在已经有很多科学家开始研究意识和精神了,在美国的一些特异功能研究室等试验机构里进行的试验发现了一个事实:如果正确地集中人的意念,就可以影响和改变物质实质,甚至可以深到到亚原子的层面,想“折弯汤匙”“隔空取物”等小儿科更是不在话下。而著名的911事件发生后更是给这种看似虚无缥缈的理论以有力的支持。当911事件发生后的几小时内,由于全美国人惊恐万状的聚在一起,同时陷入极大地悲恸中时,全世界设于不同地点的37台“随机事件发生器”的输出都突然出现了显著地随机性衰减,而产生的随机事件信息也有紊乱变为有序。
在这件事后,又有许许多多的科学家研究精神和意志,经过探索,他们得出结论:每个人的精神都能影响物质,但影响力很小,而且大部分是无意的、不可控的;但这些精神力可以通过锻炼获得提高,甚至可以有意的、准确的操纵物体。
如果这个结论是正确的,那么任钦就属于天生高精神力,可以做到有意的、准确的操纵物体人。
任钦在刚出生就有了这种精神力,而且明显体现在他远超170的智商和从娘胎里开始就能记事的记忆力。大部分人在3岁前不会思考,所以长大后根本不记得3岁前的事,而任钦在出生前4周就会思考。但是由于被封建迷信坑害,没有父母在身边;被孤儿院救走后,刚出生的小孩也只能和别的小孩在一起;所以任钦一身惊世骇俗的精神力始终没有被人发现。
三岁以后,任钦就如同成长了30年,早熟的他终于发现自己的力量并非谁都有的,开始学会了隐藏。但他当时对自己这种精神力并不了解,也不知道如何才能提高它,所以他的精神力一直没有变化。直到七岁时,任钦知道了网络的存在,于是让想到用网络来寻找和自己力量有关的知识。但孤儿院里没有电脑,唯一可以用的电脑是属于常来孤儿院的好心人的,每次那个好心人来时都带着自己的笔记本电脑,还允许孤儿院的孩子玩,但孤儿院的孩子比较多,每次都要排队玩电脑,每人十分钟。这么短的使用时间根本来不及找到任钦想要的资料,所以任钦才去参加了科学竞赛,不为别的,只希望得到奖学金,买台属于自己的电脑。…;
被任老爷子收养后,任钦有了大把时间去寻找自己想要的资料。幸运的是他真的找到了一些科学家对精神力提高的假设方法:那些科学家认为,锻炼精神力和锻炼身体一样,需要通过长时间的、过度的消耗精神力,直到精神枯竭,也就是晕过去。等再醒过来时,精神力就会有所提升。
任钦觉得很有道理,决定尝试一下。但这就有一个问题:如果频繁的使用精神力,就很难不被人发现。经过思前想后,任钦决定将这个惊天的大秘密告诉任老爷子。
听到这个秘密,任老爷子却出乎任钦的意料,没有认为荒唐的嘲笑,没有一惊一乍的大呼不可能,接受的十分平静自然(至少看上去是这样的),反而有些看到宝的喜悦。
原来任老爷子也是研究精神力的科学家。他知道了任钦就是他们梦寐以求的“实验材料”,于是他在媒体面前说他很普通,帮他隐瞒,甚至还亲自为任钦制定了锻炼方式。从此任钦就开始在家里舒舒服服的生活:白天看各种书籍,有科学的有文学的,每三天就在晚上做枯竭训练,然后睡上一天,就这样反反复复,任钦的精神力在这十年里有了显著提高。
闹铃响起,任钦从被窝中爬出,迷迷糊糊的走出卧室,走向洗手间,开始洗洗涮涮。如果这时又不知情的人在场,神经大条的会以为自己在做梦,神经脆弱的会以为见到鬼了。
只见任钦傻傻的站在水池前,一只牙刷缸自动飞下架子,飞到水龙头下方,水龙头自动打开,等牙刷缸接满水后,水龙头又自动关上;接着一支牙膏和一把牙刷同时飞起,牙膏自动打开,自动挤在牙刷上,又自动关上,然后飞回架子上;然后牙刷缸和牙刷同时飞起,牙刷在水中蘸了一下,飞到任钦的牙上,开始上下左右前后摆动,一段时间后,牙刷缸里的水凌空飘了起来,把任钦嘴里的泡沫冲洗出来,又飞回了水池里。然后水龙头再次打开,流出的水配合着香皂给任钦洗脸。就在这短短的五分钟,一次普普通通的起床后的洗漱,可谓是惊世骇俗。
这其实是任老爷子交给任钦的锻炼方法:对待精神力如同对待自己的双臂,先熟悉普通的生活行为,才能做更高深的、精密的动作。别认为这种自动化洗漱十分轻松,这可让任钦练了四五年才真正熟练了。再刚开始练的时候,不是操纵不到位,就是总想伸出手去帮忙,每次起床的洗漱至少要用2个小时,幸亏任老爷子没让任钦去上学,否则肯定天天迟到。
除了洗漱外,任钦在吃饭、看电视、洗澡、上厕所时也不用双手改用精神力,后来在做饭、用电脑也必须用精神力来做了。幸亏任老爷子每天还给任钦留下了时间必须用双手,否则任钦可能连手都不会用了。
洗漱完的任钦,又惊世骇俗的穿上了衣服,如今的他对运用精神力做这些事情已经习以为常了,这些训练对他来讲早已经没有作用了,但为了不忘记这些事情,任钦总是一天用精神力一天用手来做这些事情。
在吃完早餐后,真正的训练开始了。首先是最普通的晨练:跑步一小时。接着来到健身房。任老爷子家原本是没有健身房的,在听了任钦的秘密后进行了改造,添加了一个健身房,一个密室。任家的健身房并不是普通的健身房,而是任老爷子花了半生积蓄打造的高科技健身房。其实严格来说并不能算一般意义上的健身房,因为如果你走进里面就会发现这里更像一个游戏厅,有着各种各样的游戏机和游戏器材,就如同花钢镚的游戏房一样,不同的是,这里不需要投币,而且这里的每台机器都有极为精密的计算机系统。…;
当年任钦第一次来这里是时,也
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