《再论相对论》读后感锦集( 六 )


我们通常见到的爱因斯坦写的有关相对论的文章,主要是包含大量数学公式的学术论文,以及很少几本科普读物 。这些文章和书籍都是介绍和解释他已经建成的相对论学术大厦的,从中很难看出他构建这些大厦时的思路和历程,而这正是希望学习爱因斯坦创新思维方式的年轻人非常需要的东西 。
本书收集的这两篇文章,正好是爱因斯坦从不同的视角向人们展示他创建相对论时的思维过程 。年轻人有可能通过对这本书的阅读和思考,学习爱因斯坦的思想方法,增强自己的创新能力 。
书中《以太和相对论》这篇文章详细介绍了相对论诞生前夜出现的“以太”迷雾,介绍了“以太”理论的产生、“改进”以及如何最终被爱因斯坦抛弃的过程 。以太这个东西最早是公元前300多年由古希腊哲学家亚里士多德提出的 。他在自己的地心模型中,把宇宙划分为月下世界和月上世界两部分,认为月下世界中存在的万物都是会腐朽的东西,月上世界则充满轻而透明,并且永恒存在的以太 。在相对论诞生的前夜,学术界已经认识到光是波动,而且是横波 。光既然是波动,就需要有载体,那么遥远恒星的光是通过什么载体穿越辽阔的宇宙到达我们这里的呢?于是人们自然想到了亚里士多德所说的以太,大多数人认为光波就是以太的弹性振动 。在这篇文章中,爱因斯坦还提到了以太理论复活的另一个原因,那就是超距作用的发现 。当时已经发现的万有引力和电磁力似乎都不是靠物体直接接触传递的,而是“超距”传播的 。有些哲学家据此认为,物质实际上有两类,一类是“可称量物质”,即能受到万有引力作用的物质 。另一类是不能称量的物质,即不受万有引力作用的物质,称为“以太”,超距作用就是通过以太传递的 。为了能解释当时已知的各种实验,学者们对以太的性质不断进行“修正” 。然而,这些“修正”最终还是不能解释光行差现象、迈克耳逊实验和斐索实验之间的矛盾:以太相对于地球,到底动还是不动?最终,爱因斯坦走出了决定性的一步:他选择抛弃以太理论,从而构建起狭义相对论的大厦 。
1900年前后,洛伦兹和庞加莱都已经非常接近相对论的发现 。但是洛伦兹抱着绝对空间和以太不放,认为存在相对于绝对空间和以太静止的优越参考系,从而放弃了相对性原理;庞加莱希望坚持相对性原理,所以他放弃了绝对空间,但他又认为存在以太,默认相对于以太静止的参考系是优越参考系,所以他实际上还是放弃了相对性原理 。爱因斯坦则认为,绝对空间和以太都不存在,从而彻底坚持了相对性原理 。
爱因斯坦放弃绝对空间和以太,是深受马赫影响的结果 。奥地利物理学家马赫对物理学的直接贡献很小,但他敢于批判“祖师爷”,认为牛顿所说的绝对空间根本就不存在 。马赫强调看不见摸不着的东西都不应该承认其存在,谁都没有见过绝对空间和以太,所以这两样东西都不存在 。马赫的这一思想深刻影响着青年爱因斯坦 。爱因斯坦认为马赫说得太对了,所以他同时抛弃了绝对空间和以太这两个东西,从而彻底坚持了相对性原理,走上了创建相对论的正确道路 。