爱因斯坦怎么发现光速
爱因斯坦怎么发现光速?这个问题听起来有点奇怪,毕竟光速并不是“发现”的,而是被测量和计算出来的。但如果你问的是爱因斯坦是如何在相对论中引入光速作为基本常数的,那故事就有点意思了。

我们得回到19世纪末。那时候,物理学界已经有了不少关于光的研究。麦克斯韦的电磁理论已经提出,光是电磁波的一种形式,而电磁波的传播速度——也就是光速——可以通过电磁常数计算出来。这个速度在当时已经被测量得很精确了,大约是每秒30万公里。但问题是,这个速度是相对于什么而言的呢?
在牛顿的经典力学里,时间和空间是绝对的。如果你在一个绝对静止的空间里测量一个物体的速度,那这个速度就是绝对的。但麦克斯韦的理论却暗示着,光速可能是绝对的——也就是说,无论你在宇宙中的哪个位置、以什么速度运动,你测得的光速都是一样的。这个想法在当时听起来很荒谬,因为它和牛顿力学的相对性原理相冲突。
爱因斯坦年轻时对这个问题很感兴趣。据一些记载,他在瑞士专利局工作时,常常思考这些问题。有人提到,爱因斯坦曾经在一次散步中突然想到:如果一个人以光速运动,他会看到什么呢?这个问题让他开始怀疑经典力学的基本假设。
1905年,爱因斯坦发表了著名的狭义相对论论文。在这篇论文里,他提出了两个基本假设:第一,物理定律在所有惯性参考系中都是相同的;第二,光速在真空中的传播速度对于所有观察者来说都是相同的。这两个假设听起来简单,但它们彻底改变了我们对时间和空间的看法。特别是第二个假设——光速不变——意味着时间和空间不再是绝对的,而是相对的、可以互相转化的。
有趣的是,爱因斯坦并不是第一个提出光速不变的人。早在1887年,迈克尔逊和莫雷就做过一个著名的实验,试图测量地球在以太中的运动对光速的影响。结果他们发现没有任何影响——这实际上已经暗示了光速的不变性。但当时大多数物理学家并没有意识到这一点的重要性。直到爱因斯坦出现,才把这个实验结果提升到了理论的高度。
的事情大家都知道了:相对论不仅改变了物理学的基础框架,还彻底颠覆了我们对宇宙的理解。而这一切的起点之一就是那个看似简单的假设:光速不变。
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