光速不变思想来自爱因斯坦小时候的一本书

C
Caravel
楼主 (未名空间)
https://zhuanlan.zhihu.com/p/41598804

爱因斯坦之所以会认识这么一位比他大11岁的学医的学生,是一个古老的犹太习俗:邀请一位笃行宗教的贫苦学生在安息日(犹太历每周的第七日)一同进餐。这个塔尔梅在21岁的时候受邀每周去爱因斯坦家吃饭,此时爱因斯坦才10岁。

塔尔梅给爱因斯坦带去了一些科学书籍,其中对爱因斯坦影响非常大的是亚伦·伯恩斯坦写的一本《自然科学大众丛书》

亚伦·伯恩斯坦在这本书里详细介绍了当时正在进行的一些实验,其中包括了许多测光速的实验,然后他居然宣称:“既然事实证明,每一种光的速度都是精确相等的,那么可以说,光速定律是一切自然律中最普遍的定律。”
a
amongus

那年代测出来的光速,精度够呛啊。
A
Arakis

光速不变是麦克斯韦方程推出来的结果,所以当时很多人在设计实验验证。这个都不知道还来讨论相对论。

【 在 Caravel (克拉维尔) 的大作中提到: 】
: https://zhuanlan.zhihu.com/p/41598804
: 爱因斯坦之所以会认识这么一位比他大11岁的学医的学生,是一个古老的犹太习俗:邀
: 请一位笃行宗教的贫苦学生在安息日(犹太历每周的第七日)一同进餐。这个塔尔梅在
: 21岁的时候受邀每周去爱因斯坦家吃饭,此时爱因斯坦才10岁。
: 塔尔梅给爱因斯坦带去了一些科学书籍,其中对爱因斯坦影响非常大的是亚伦·伯恩斯
: 坦写的一本《自然科学大众丛书》
: 亚伦·伯恩斯坦在这本书里详细介绍了当时正在进行的一些实验,其中包括了许多测光
: 速的实验,然后他居然宣称:“既然事实证明,每一种光的速度都是精确相等的,那么
: 可以说,光速定律是一切自然律中最普遍的定律。”

C
Caravel

胡说,声速也可以从波动方程推出来,声速就不变了?

【 在 Arakis (Arakis) 的大作中提到: 】
: 光速不变是麦克斯韦方程推出来的结果,所以当时很多人在设计实验验证。这个都不知
: 道还来讨论相对论。

s
scraper

你这个光速不变到底是怎么个不变法?

【 在 Arakis(Arakis) 的大作中提到: 】

: 光速不变是麦克斯韦方程推出来的结果,所以当时很多人在设计实验验证。这个都不知

: 道还来讨论相对论。

r
rihai

卧槽, 脉石方程推到的时候没用光速不变但方程imply光速不变是
后来导致各种confusion的原因吧
盹盹盹

【 在 Caravel (克拉维尔) 的大作中提到: 】
: 标 题: Re: 光速不变思想来自爱因斯坦小时候的一本书
: 发信站: BBS 未名空间站 (Fri Jul 16 13:19:50 2021, 美东)
:
: 胡说,声速也可以从波动方程推出来,声速就不变了?
:
: 【 在 Arakis (Arakis) 的大作中提到: 】
: : 光速不变是麦克斯韦方程推出来的结果,所以当时很多人在设计实验验证。这个都不知
: : 道还来讨论相对论。
:
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:
: --
T
TheMatrix

这个说的很对。

【 在 Caravel (克拉维尔) 的大作中提到: 】
: 胡说,声速也可以从波动方程推出来,声速就不变了?

C
Caravel

最多只能说明在传播介质中不变,所以有以太学说

【 在 rihai (海桑虎桑柱桑等倭杂之克星) 的大作中提到: 】
: 卧槽, 脉石方程推到的时候没用光速不变但方程imply光速不变是
: 后来导致各种confusion的原因吧
: 盹盹盹
: 不知

n
niuheliang

出国以后,我只听说光速是因果关系传播的最高速度。

没听说过光速是最高速度,也没听说过什么光速不变。

我觉得光速最高不变可能是中国猥琐男自己立的靶子。

【 在 Caravel (克拉维尔) 的大作中提到: 】
: 速的实验,然后他居然宣称:“既然事实证明,每一种光的速度都是精确相等的,那么
: 可以说,光速定律是一切自然律中最普遍的定律。”

T
TheMatrix

电磁波既然是一种波动,一种介质的波动或者场强的波动,它的速度独立于发出者的运动速度,只跟场或介质所在的这块空间有关。在不同的地方有不同的介电常数。但是定下来一块地方,它的速度就定下来了。麦克斯韦方程组所定下来的光的速度,就是这个速度。

很多人以为光速不变就是这个意思。不对。

作为相对论基础假设的光速不变,意思是,另有一个运动的观察者,他观察到的光速,也就是第一段中的那束光的速度,还是光速,也就是麦克斯韦方程算出来的那个速度。

这个假设并不隐含在麦克斯韦方程组中,可以说是一个实验定律,或者说是一个基础假设。

【 在 Caravel (克拉维尔) 的大作中提到: 】
: 最多只能说明在传播介质中不变,所以有以太学说

s
scraper

所以我就问他他所说的光速不变到底是怎么不变法?估计他就是1加1等于2是真理不用
证明这种意思。

【 在 TheMatrix(TheMatrix) 的大作中提到: 】

: 电磁波既然是一种波动,一种介质的波动或者场强的波动,它的速度独立于发出者的运

: 动速度,只跟场或介质所在的这块空间有关。在不同的地方有不同的介电常数。但是定

: 下来一块地方,它的速度就定下来了。麦克斯韦方程组所定下来的光的速度,就是这个

: 速度。

: 很多人以为光速不变就是这个意思。不对。

: 作为相对论基础假设的光速不变,意思是,另有一个运动的观察者,他观察到的光速,

: 也就是第一段中的那束光的速度,还是光速,也就是麦克斯韦方程算出来的那个速度。

: 这个假设并不隐含在麦克斯韦方程组中,可以说是一个实验定律,或者说是一个基础假

: 设。

b
busted

+1

【 在 TheMatrix (TheMatrix) 的大作中提到: 】
: 电磁波既然是一种波动,一种介质的波动或者场强的波动,它的速度独立于发出者的运
: 动速度,只跟场或介质所在的这块空间有关。在不同的地方有不同的介电常数。但是定
: 下来一块地方,它的速度就定下来了。麦克斯韦方程组所定下来的光的速度,就是这个
: 速度。
: 很多人以为光速不变就是这个意思。不对。
: 作为相对论基础假设的光速不变,意思是,另有一个运动的观察者,他观察到的光速,
: 也就是第一段中的那束光的速度,还是光速,也就是麦克斯韦方程算出来的那个速度。
: 这个假设并不隐含在麦克斯韦方程组中,可以说是一个实验定律,或者说是一个基础假
: 设。

n
niuheliang

光速不变的假象来自于定义。

物理界重新定义了米这单位。

用光速定义长度的结果就是,

无论光速怎么变数字不会变。

很多人说光速测量如何精确,

其实所谓精确是定义出来的。

【 在 scraper (求白妞包养) 的大作中提到: 】
: 所以我就问他他所说的光速不变到底是怎么不变法?估计他就是1加1等于2是真理不用
: 证明这种意思。
:
: 电磁波既然是一种波动,一种介质的波动或者场强的波动,它的速度独立于发出
: 者的运
:
: 动速度,只跟场或介质所在的这块空间有关。在不同的地方有不同的介电常数。
: 但是定
:
: 下来一块地方,它的速度就定下来了。麦克斯韦方程组所定下来的光的速度,就
: 是这个
:
: 速度。
:
: 很多人以为光速不变就是这个意思。不对。
: ...................

C
Caravel

不错,麦克斯韦方程提供了一个办法put this to test,这是物理学里面第一次出现确定的光速。

【 在 TheMatrix (TheMatrix) 的大作中提到: 】
: 电磁波既然是一种波动,一种介质的波动或者场强的波动,它的速度独立于发出者的运
: 动速度,只跟场或介质所在的这块空间有关。在不同的地方有不同的介电常数。但是定
: 下来一块地方,它的速度就定下来了。麦克斯韦方程组所定下来的光的速度,就是这个
: 速度。
: 很多人以为光速不变就是这个意思。不对。
: 作为相对论基础假设的光速不变,意思是,另有一个运动的观察者,他观察到的光速,
: 也就是第一段中的那束光的速度,还是光速,也就是麦克斯韦方程算出来的那个速度。
: 这个假设并不隐含在麦克斯韦方程组中,可以说是一个实验定律,或者说是一个基础假
: 设。

l
laodongzhe

光在真空里的速度是电磁场性质内禀,如同质子静止质量,电子电荷一样,跟民科的跳跃思维没关系。
n
niuheliang

是你们神学院的信仰

【 在 laodongzhe (组长) 的大作中提到: 】
: 光在真空里的速度是电磁场性质内禀,如同质子静止质量,电子电荷一样,跟民科的跳
: 跃思维没关系。

c
coolwin

真空中有声速,还不变。就这还要讨论相对论,唉
w
water77

除了你,这里大部分人根本没有基本的物理学常识
就知道瞎几把扯

【 在 TheMatrix (TheMatrix) 的大作中提到: 】
: 电磁波既然是一种波动,一种介质的波动或者场强的波动,它的速度独立于发出者的运
: 动速度,只跟场或介质所在的这块空间有关。在不同的地方有不同的介电常数。但是定
: 下来一块地方,它的速度就定下来了。麦克斯韦方程组所定下来的光的速度,就是这个
: 速度。
: 很多人以为光速不变就是这个意思。不对。
: 作为相对论基础假设的光速不变,意思是,另有一个运动的观察者,他观察到的光速,
: 也就是第一段中的那束光的速度,还是光速,也就是麦克斯韦方程算出来的那个速度。
: 这个假设并不隐含在麦克斯韦方程组中,可以说是一个实验定律,或者说是一个基础假
: 设。

w
wugongpanda


“光速不变”这几个字从字面上很难理解彻底。

用最简单的一句话总结: 光速相对任何观察者的速度都不变。
s
scraper

这么明显违背逻辑的假设为什么也能成立?

【 在 wugongpanda(离岸爱国主义大师) 的大作中提到: 】

: “光速不变”这几个字从字面上很难理解彻底。

: 用最简单的一句话总结: 光速相对任何观察者的速度都不变。

T
TheMatrix

这个问题问的对。

问为什么成立,问怎么样才能成立。

怎么样才能成立?这就是洛伦兹变换。

知道怎么样就能成立,对为什么成立也会容易接受。

【 在 scraper (求白妞包养) 的大作中提到: 】
: 这么明显违背逻辑的假设为什么也能成立?
: : “光速不变”这几个字从字面上很难理解彻底。
: : 用最简单的一句话总结: 光速相对任何观察者的速度都不变。
:

T
TheMatrix

谢谢。关于场的细节我也是最近才想清楚。

Caravel的物理理解我经常感到无懈可击,我经常从他那得到物理理解。

【 在 water77 (水) 的大作中提到: 】
: 除了你,这里大部分人根本没有基本的物理学常识
: 就知道瞎几把扯

m
mitbbs2013

光速在不同媒体里是不一样的;声速也一样。
光速在真空里最大。声速在真空里是0。

【 在 Caravel (克拉维尔) 的大作中提到: 】
: 胡说,声速也可以从波动方程推出来,声速就不变了?

x
xjian77

Michelson–Morley于1887年的著名实验确实发现地球上各个方向的光速是相同的。
【 在 Caravel (克拉维尔) 的大作中提到: 】
: https://zhuanlan.zhihu.com/p/41598804
: 爱因斯坦之所以会认识这么一位比他大11岁的学医的学生,是一个古老的犹太习俗:邀
: 请一位笃行宗教的贫苦学生在安息日(犹太历每周的第七日)一同进餐。这个塔尔梅在
: 21岁的时候受邀每周去爱因斯坦家吃饭,此时爱因斯坦才10岁。
: 塔尔梅给爱因斯坦带去了一些科学书籍,其中对爱因斯坦影响非常大的是亚伦·伯恩斯
: 坦写的一本《自然科学大众丛书》
: 亚伦·伯恩斯坦在这本书里详细介绍了当时正在进行的一些实验,其中包括了许多测光
: 速的实验,然后他居然宣称:“既然事实证明,每一种光的速度都是精确相等的,那么
: 可以说,光速定律是一切自然律中最普遍的定律。”

n
niuheliang

1、以讹传讹。迈克耳孙-莫雷实验“发现”以太风相对地球10km/s。

2、光速不同方向相同是宗教信仰。迈克耳孙-莫雷实验测的是往返光速。

【 在 xjian77 (xjian77) 的大作中提到: 】
: Michelson–Morley于1887年的著名实验确实发现地球上各个方向的光速是相同的。

d
dishang

两个方向相同的光子(波)的相对速度也是光速吗?

T
TheMatrix

嗯。。。这个和要求麦克斯韦方程协变应该是一样的效果。

以下三件事是等价的:
1,光速不变。
2,要求麦克斯韦方程组协变。
3,洛伦兹变换。

1和2提哪个都行,我认为。3就可以实现它们。

【 在 TheMatrix (TheMatrix) 的大作中提到: 】
: 电磁波既然是一种波动,一种介质的波动或者场强的波动,它的速度独立于发出者的运
: 动速度,只跟场或介质所在的这块空间有关。在不同的地方有不同的介电常数。但是定
: 下来一块地方,它的速度就定下来了。麦克斯韦方程组所定下来的光的速度,就是这个
: 速度。
: 很多人以为光速不变就是这个意思。不对。
: 作为相对论基础假设的光速不变,意思是,另有一个运动的观察者,他观察到的光速,
: 也就是第一段中的那束光的速度,还是光速,也就是麦克斯韦方程算出来的那个速度。
: 这个假设并不隐含在麦克斯韦方程组中,可以说是一个实验定律,或者说是一个基础假
: 设。

t
twilight

换一个角度想, 秒的定义不变。 当你在光子火箭上时间长度都发生了变化, 若我们
依然以低速下秒的定义, 光的速度依旧是30万公里/每秒。
g
georgebush41

你要是自己推过声速的表达式就不会说出这种蠢话。
【 在 Caravel (克拉维尔) 的大作中提到: 】
: 胡说,声速也可以从波动方程推出来,声速就不变了?

T
TheMatrix

声波方程里应该包含能推出声速的介质常数。应该是这样吧?但是观察到的声速对不同速度的观察者是变化的。他是这个意思。

【 在 georgebush41 (你太搞笑了) 的大作中提到: 】
: 你要是自己推过声速的表达式就不会说出这种蠢话。

x
xjian77

理想气体的声速和质量的平方根成反比,而动质量在相对论中是一个和参照系相关的量。
【 在 TheMatrix (TheMatrix) 的大作中提到: 】
: 声波方程里应该包含能推出声速的介质常数。应该是这样吧?但是观察到的声速对不同
: 速度的观察者是变化的。他是这个意思。

C
Caravel

你这脑子转的太慢了,哥一句话别人就知道意思了。声速是传播介质上疏密波动,叠加于介质的速度,光推导出一个速度不能证明这个速度不变。光速到底变不变,这个需要实验来确定,其实大家当时最想知道的地球相对于以太的速度。

哥高中搞到一本伯克利物理学教程,就看的津津有味,其中就详细介绍了迈克耳孙穆雷实验和相对论。

【 在 georgebush41 (你太搞笑了) 的大作中提到: 】
: 你要是自己推过声速的表达式就不会说出这种蠢话。