(二)物理学危机的实质 1.危机的产生:19世纪末的三大发现本是世纪之初令人十分振奋的重大事件,然而却使当时的物 理学界十分困惑。过去物理学家们都把元素不变和原子不可分作为物质存在的基本出发点,现在突 然发现这是不正确的。一种元素会转变为另一种元素,原子也不是不可分的,原先的物质概念发生 问题了。那么物质究竟是什么?许多人糊涂了。事情还并不是到此为止,还有一些更为严峻的事实摆 到了物理学家的面前,那就是W.汤姆孙所说的那两朵小小的乌云,它们竟然发展成为狂风暴雨 更加猛烈地冲击着物理学大厦的根基。接二连三出现的事实,使物理学家们产生了这样的错觉,似 乎由他们辛辛苦苦地建造起来的大厦就要坍塌,这就是人们所谓的“物理学危机” 2.危机的实质:物理学天空上的乌云所招致的狂风暴雨并不是物理学自身的危机,它只不过表 明,以往的物理学理论达到了它的认识上的界限。过去那些物理学的观念、理论和方法实际上只适 用于低速运动和宏观领域,当物理学进展到高速运动和微观领域的时候,那一切人们已经十分熟悉 的东西不够用或者不适用了。后来物理学分别建造了相对论和量子论,从此物理学又达到了新的境 界 (三)相对论的基本假设 在狭义相对论中,爱因斯坦提出了这样两个基本假设: 凡对力学方程适用的一切坐标系,对电动力学和光学也同样适用:或者说,物理学定律在所有 惯性系中都是相同的,不存在一种特殊的惯性系。这就是伽利略相对性原理的推广,亦称“狭义相 对性原理” 2.在所有惯性系内,光在真空中的速度与发射体的运动状态无关,亦称“光速不变原理”。 (四)相对论的要点 从两个基本假设出发,爱因斯坦推出了相对论的要点,其内容如下: 1.一个物体相对于观察者静止时,它的长度的测量值最大。如果它相对于观察者以某一速度运 动,它的测量长度要缩短,速度越大缩短越多。或者简单地说:相对于静止的观察者,运动着的尺 子要缩短 2.一个时钟相对于观察者静止时,它走得最快。如果它相对于观察者以某一速度运动,它的走时 要变慢,速度越快走得越慢。或者简单地说,相对于静止的观察者,运动着的时钟要变慢 3.在惯性系中,任何物体的运动速度都不能超过真空中的光速。光速是物体运动速度的极限。 4.如果物体的运动速度比光速小得多,相对论力学就还原为经典力学。 相对论并没有否定经典力学,而是包容了经典力学又高于经典力学,在更高的层次上实现了力 学的综合。相对论的建立是物理学革命的重大成果之一,也是科学发展史上的一个重要里程碑 (五)相对论时空观与绝对时空观的对立 相对论拨开了人们自己造成的迷雾,彻底地否定了作为经典力学基础的绝对时空和时空与物质 不相联系的观念,揭示了时间和空间的统一性,时间、空间与物质运动的统一性,使人们豁然开 朗 牛顿的绝对时空观认为,时间、空间与物质运动没有关系,时间和空间也是完全不同的东西。相 对论证明,时间和空间将随着物质运动状态的改变而改变,时间和空间二者都是物质运动的属性,(二)物理学危机的实质 1．危机的产生：19世纪末的三大发现本是世纪之初令人十分振奋的重大事件，然而却使当时的物 理学界十分困惑。过去物理学家们都把元素不变和原子不可分作为物质存在的基本出发点，现在突 然发现这是不正确的。一种元素会转变为另一种元素，原子也不是不可分的，原先的物质概念发生 问题了。那么物质究竟是什么?许多人糊涂了。事情还并不是到此为止，还有一些更为严峻的事实摆 到了物理学家的面前，那就是W．汤姆孙所说的那两朵小小的乌云，它们竟然发展成为狂风暴雨， 更加猛烈地冲击着物理学大厦的根基。接二连三出现的事实，使物理学家们产生了这样的错觉，似 乎由他们辛辛苦苦地建造起来的大厦就要坍塌，这就是人们所谓的“物理学危机”。 2．危机的实质：物理学天空上的乌云所招致的狂风暴雨并不是物理学自身的危机，它只不过表 明，以往的物理学理论达到了它的认识上的界限。过去那些物理学的观念、理论和方法实际上只适 用于低速运动和宏观领域，当物理学进展到高速运动和微观领域的时候，那一切人们已经十分熟悉 的东西不够用或者不适用了。后来物理学分别建造了相对论和量子论，从此物理学又达到了新的境 界。 (三)相对论的基本假设 在狭义相对论中，爱因斯坦提出了这样两个基本假设： 1．凡对力学方程适用的一切坐标系，对电动力学和光学也同样适用；或者说，物理学定律在所有 惯性系中都是相同的，不存在一种特殊的惯性系。这就是伽利略相对性原理的推广，亦称“狭义相 对性原理”。 2．在所有惯性系内，光在真空中的速度与发射体的运动状态无关，亦称“光速不变原理”。 (四)相对论的要点 从两个基本假设出发，爱因斯坦推出了相对论的要点，其内容如下： 1．一个物体相对于观察者静止时，它的长度的测量值最大。如果它相对于观察者以某一速度运 动，它的测量长度要缩短，速度越大缩短越多。或者简单地说：相对于静止的观察者，运动着的尺 子要缩短。 2．一个时钟相对于观察者静止时，它走得最快。如果它相对于观察者以某一速度运动，它的走时 要变慢，速度越快走得越慢。或者简单地说，相对于静止的观察者，运动着的时钟要变慢。 3．在惯性系中，任何物体的运动速度都不能超过真空中的光速。光速是物体运动速度的极限。 4．如果物体的运动速度比光速小得多，相对论力学就还原为经典力学。 相对论并没有否定经典力学，而是包容了经典力学又高于经典力学，在更高的层次上实现了力 学的综合。相对论的建立是物理学革命的重大成果之一，也是科学发展史上的一个重要里程碑。 (五)相对论时空观与绝对时空观的对立 相对论拨开了人们自己造成的迷雾，彻底地否定了作为经典力学基础的绝对时空和时空与物质 不相联系的观念，揭示了时间和空间的统一性，时间、空间与物质运动的统一性，使人们豁然开 朗。 牛顿的绝对时空观认为，时间、空间与物质运动没有关系，时间和空间也是完全不同的东西。相 对论证明，时间和空间将随着物质运动状态的改变而改变，时间和空间二者都是物质运动的属性