愛因斯坦七十三演講、斯塔克繼續實驗、評論狹義(1 / 1)

愛因斯坦 作家QSnIsz 2998 字 2024-03-17

愛因斯坦73演講、斯塔克繼續實驗、評論狹義   愛因斯坦關於布朗運動的理論研究引起了越來越多的關注,3月23日晚上,他在伯爾尼自然研究協會的一次會議上做了關於布朗運動的演講,地點在斯托申(Storchen)旅館,與會者有20人,會議主持人是伯爾尼大學的植物學教授愛德華·費舍爾(Eduard Fischer),愛因斯坦當晚演講的主題是《論懸浮於液體中的微觀小粒子的運動的本性》。   不久,《伯爾尼自然研究協會通訊》對此做了報道,並發表了一份愛因斯坦此次演講的內容摘要:   “微觀的小的無機粒子(例如,直徑為0.001mm數量級的)最浮在液體中進行不規則的運動,當粒子的直徑和液體的黏滯性更小和溫度更高時,這種運動(布朗運動)更為活躍。在簡要地討論了不同的說明的嘗試之後,講演者借助於熱的運動論以基本的方式導出了有關粒子走過的距離的一個簡單的公式。   有關本課題的更詳盡的材料,參見:   《物理學年鑒》論文《熱的分子運動論所要求的靜液體中懸浮粒子的運動》;   《物理學年鑒》論文《關於布朗運動的理論》。”   時間來到1907年後,愛因斯坦算是迎來了一個各界關注的小高峰,4月份,愛因斯坦剛給《物理學年鑒》投稿《論相對性原理的一種新的檢驗的可能性》不久,這篇短文還未正式發表,他就收到了論文中提及的實驗物理學家約翰內斯·斯塔克態度友好的明信片。   斯塔克表示自己將參照愛因斯坦的理論分析繼續做相關的實驗,4月13日,愛因斯坦給斯塔克回了封短信,友好的稱呼他為“最尊敬的斯塔克教授”:   “最尊敬的斯塔克教授!   很高興收到您寄來的明信片。您打算繼續光的發射和極隧射線的吸收方麵的工作,為此我要向您深表謝意。像研究您去年的論文時一樣,我現在懷著同樣大的興趣盼望著您的研究成果。這一次,您的努力也會得到巨大成功的回報!   謹致敬意。您的   阿爾伯特·愛因斯坦”   4月14日,愛因斯坦完成了一份針對別人對狹義相對論的質疑而創作的評論狹義相對論的文章,基本純文字版,文章題為《對保羅·埃倫費斯特先生的短文<可變形電子的平動和麵積定律>的評論》。   在文章的一開始,愛因斯坦首先介紹了奧地利數學家、物理學家保羅·埃倫費斯特(1880年1月18日-1933年9月25日,給紫外災變命名的大神)文章對狹義相對論尺縮效應在電子問題上的質疑:   “在上述文章中包含著如下的評論:   在愛因斯坦先生發表的表述中,洛倫茲相對論性電動力學被頗為普遍地看做是一個完備的體係。因此,它必須也能夠完全演繹地對下述問題提供一個回答,這個問題是通過改變亞伯拉罕(Abraham)問題中的剛性電子為可變形的電子而提出的,即:   假定有一個可變形的電子,它在靜止時有某種非球形的和非橢球形的形狀,按照愛因斯坦先生的意見,這個電子在勻[速]平動時經歷著名的洛倫茲收縮,那麼,這個電子是否可能在每一個方向經歷不受力的勻[速]平動或者不能?”   針對埃倫費斯特的質疑,愛因斯坦首先說明目前的狹義相對論並不是完備的體係:   “1.相對性原理,或者,更淮確地說,相對性原理和光速不變原理一道,並沒有被設想為一個“完備的體係”,事實上,根本不是一個體係,而僅僅是一個試探性的原理,僅就其本身來考察,它隻包含一些有關剛性物體、鐘和光信號的陳述。相對論僅僅是通過要求在那些似乎彼此無關的定律之間建立某種關係,而提供了更多的陳述。   例如,有關電子運動的理論是以下列方式產生的。人們預設了對於一個空間、時間坐標係的有關真空的麥克斯韋方程。通過應用由相對性係統導出的空間-時間變換,人們找到了電力和磁力的變換方程。   利用這些變換方程,並再次利用空間-時間變換,人們從慢動電子加速定律(它是假設的或者是由經驗獲得的)求得了任意快速運動的電子的加速定律。因此,我們在這裡探討的根本不是一個其中隱含著各個定律並且可以由它僅僅通過演繹而發現這些定律的“體係”,而僅僅是一個允許把某些定律簡化為其他一些定律的一個原理(類似於熱學中的第二定律)。”   其次,沒有狹義相對論,通過假設電的分布,通過引入平衡力,通過傳統的電動力學也能解決電子運動的相關問題,而且解決電子運動問題僅僅靠電動力學也是不夠的,找書苑 www.zhaoshuyuan.com 需要完整的剛體動力學,所以,不能期望僅靠等價電動力學的狹義相對論就能解決電子運動的所有問題:   “2.以前,當人們並不依靠相對性原理,而是試圖用電動力學方法獲得電子運動定律時,人們發現有必要對電的分布做更為確定的假設,從而問題並不是一個未確定的問題(注:在有狹義相對論之前,電子運動定律已被解決了)。   人們設想電是分布在一個(剛性)框架上。應該注意到,支配這樣一個結構的運動的一些定律不是單單從電動力學推導出來。這個框架決不是別的什麼東西,而隻是引入一些力,它們在電動力學上導致了平衡。如果我們把這個框架看做是一種剛性的(即通過受外力不變形的)物體,那麼,隻有當充分精確地知道了剛體動力學,電子運動問題才能經過嚴密的推斷而得到解決。(注:電子運動問題的解決需要完整的剛體動力學。)”   最後,愛因斯坦表示狹義相對論要成為完備的體係需要解決的問題還有很多:   “如果相對論是正確的,我們仍距後一個目標很遠。目前我們還隻有平行平移的運動學和一個關於平行平移的物體的動能的表達式,假如後者不與別的物體發生相互作用;至於其他的方麵,不論是剛體動力學還是剛體運動學,對於上麵所考慮的情況,目前還被認為是未知的。”   愛因斯坦這篇低調評價狹義相對論目前成果的評論於1907年4月14日完成,4月16日被《物理學年鑒》收到,最終於5月28日發表。