1905年 論運動物體的電動力學

1、1論運動物體的電動力學論運動物體的電動力學A.Einstein19050630眾所周知，麥克斯韋的電動力學眾所周知，麥克斯韋的電動力學——正如現(xiàn)在通常理解的正如現(xiàn)在通常理解的——當應(yīng)用于運動物體時，當應(yīng)用于運動物體時，會導致不對稱，使之無法揭示現(xiàn)象的本質(zhì)。會導致不對稱，使之無法揭示現(xiàn)象的本質(zhì)。比如，舉個例子，磁體和導體的電動力學互易效應(yīng)。在這里可觀察的現(xiàn)象僅僅依賴于磁體和導體的相對運動。比如，如果磁體是運動的而導體是靜止的，在磁體的周圍

2、會產(chǎn)生電場，伴隨著某種確定的能量，在導體所在的地方就會形成電流。但是如果磁體是固定的而導體在運動，在磁體的周圍不會有電場。然而，我們在導體中發(fā)現(xiàn)了電動勢，雖然在其中并沒有相應(yīng)的能量來產(chǎn)生它，但是它會產(chǎn)生——假設(shè)所討論的兩種情況下的相對運動是相同的——和前一種情況下的電勢所引起的相同路徑和強度的電流。這個例子，和想要發(fā)現(xiàn)地球相對于“光介質(zhì)”的任何運動的失敗嘗試一起，表明電動力學現(xiàn)象和機械力學現(xiàn)象不同，并不具有與絕對靜止觀念相對應(yīng)的性質(zhì)。它

3、們其實表明了，正如已被小電荷一級近似所揭示的，同樣的電動力學和光學定律在所有的參照系中都成立，對于它們力學方程都仍然有效。我們將這個猜想（它的主旨后來被稱作“相對性原理”）確立到基本假設(shè)的地位，并且同時引入另一個基本假設(shè)，它只是在表面上與前者矛盾，即，真空中的光速總是以確定的速度c傳播，而與輻射物體的運動狀態(tài)無關(guān)。這兩條基本假設(shè)足夠建立一個簡單而一致的，并且基于麥克斯韋的固定物體理論的關(guān)于運動物體的電動力學理論?！肮庖蕴钡囊雽⒈蛔C明

4、是多余的，因為這里要展開的觀點并不需要一個具有特殊性質(zhì)的“絕對固定的空間”，也不需要給在電動力學過程發(fā)生的真空的一點賦予一個速度向量。將要展開的理論是基于——正如所有的電動力學——剛體的動力學，因此該理論的任何主張都與剛體間的關(guān)系（坐標系）、時鐘和電動學過程有關(guān)。當前的運動物體的電動力學所遭遇的困難的根本點，就在于對這些細節(jié)考察得不夠充分。I動力學部分動力學部分1.同時性的定義同時性的定義讓我們設(shè)想一個坐標系，其中牛頓動力方程仍然有效。

5、為了使我們的表述更加精確并在口頭上和以后要引入的另一個坐標系區(qū)分，我們稱它為“固定系”。32如果A的時鐘與B的時鐘同步同時也與C的時鐘同步，B與C的時鐘也相互同步。這樣在這種假想物理實驗的幫助下，我們已經(jīng)有了對不同地點的固定時鐘的同步的理解，而且顯然得到了關(guān)于“同時”或“同步”和“時間”的定義。一個事件的“時間”就是位于該事件地點的固定時鐘所給出的和該時間同時的事件。這個時鐘對于所有的時間測定點，都需要和一個特定的時鐘保持同步。根據(jù)經(jīng)驗

6、我們進一步推論出等式cttAA???AB2作為一個普適常數(shù)——真空中的光速譯注1。這就是將時間定義為依賴于固定系的固定時鐘的要點，這種適用于固定系的時間定義我們稱之為“固定系的時間”。2.論長度與時間的相對性論長度與時間的相對性以下的推斷是基于相對性原理和光速恒定原理。我們定義的這兩個原理如下：1.改變物理坐標系的狀態(tài)，定律不受影響，不論這些狀態(tài)的改變涉及到兩個勻速平移運動的坐標系中的那一個。2.任何“固定的”坐標系中的光線都以確定的速

7、度c運動，不論這光線是由固定或運動的物體發(fā)出。因此間隔時間光程速度＝這里的間隔時間由1給出定義。設(shè)有一根固定的剛性棒；設(shè)它的長度I由一根也是固定的測量棒來測量。我們現(xiàn)在假定棒的軸沿著固定坐標系的x軸，然后賦予棒一個沿著平行于x軸正方向的，速度為v的勻速運動。我們現(xiàn)在研究一下這個運動中的棒的長度，假設(shè)它的長度由下面兩種方法來確定：(a)觀察者帶著測量棒一起運動，同時進行測量，直接將測量棒與被測棒重疊來測量它的長度，就像這三者都靜止時一樣。