作為一個物理老師,理解不了相對論是不是很丟人?

桑太太


愛因斯坦是家喻戶曉的科學家,他給出的相對論也因給人帶來了新奇的時空認識而吸引了一大批相對論愛好者。有一些物理學愛好者尤其是相對論愛好者可能遇到過這樣的情況:去向一位物理學教授請教相對論方面的問題,那物理學教授卻說自己不懂,甚至還可能表現得不如一位業餘愛好者更瞭解相對論。請教問題的人似乎覺得不可思議,一位物理學教授居然不瞭解相對論,而物理學教授可能會覺得不懂相對論很正常。

曾經有傳言說相對論發表時全世界只有三個人能懂,那是不可能的。如果是那樣就意味著得不到同行的認可,相對論那就無法發表。相對論和量子力學同為二十世紀的兩座大科學大廈,卻有著很大的不同。關於量子力學,很多人都知道費曼說的那句“無人能懂量子力學”。其實費曼在說這句話的時候還拿相對論和量子力學進行了比較,雖然量子力學無人能懂,在費曼看來只要是大學物理系畢業的人都應該理解狹義相對論。

一個大學物理系的教授不會做狹義相對論的題目,這不是費曼不懂量子力學那樣的不懂,這位教授是真的沒記住公式或者真的忘了狹義相對論是怎麼回事了。可是這奇怪嗎?一點也不奇怪。

相對論雖然是現代物理學的兩大支柱,可是物理學是一個非常龐大的學科,學科中的很多領域根本涉及不到狹義相對論和廣義相對論。一位從事凝聚態物理研究的教授,可能多年沒有接觸過相對論了,不論是狹義相對論還是廣義相對論。對這位教授而言,他忘記了狹義相對論的公式和忘記了小學時期要背誦的課文是一樣的道理。如果是一位研究加速器設計製造的教授,他很可能不懂固體物理學,但他肯定對狹義相對論瞭如指掌;一位研究宇宙學的教授肯定非常清楚廣義相對論。

物理學教授忘記了狹義相對論是怎麼回事又不同於科學愛好者不懂相對論。物理教授畢竟受過專業方面的教育,認真學習過相對論的課程,只要他再次翻閱相對論的教材就能夠很快弄明白相對論到底是怎麼回事。而普通的科學愛好者就不容易達到物理教授的這種程度。


刁博


這個問題非常反映實際。愛因斯坦如今就是沒穿衣服的科學教皇,他的相對論被吹捧為顛覆牛頓經典力學的偉大理論,他本人被吹捧為比牛頓更偉大的科學家,因此物理學家甚至其它號稱科學家的人都以懂相對論自居,而如果說自己不懂相對論就會被認為水平差,甚至智商低。但實際上,只要頭腦正常的人都知道,愛因斯坦的相對論存在太多的悖論,不符合基本的邏輯,如果是其他人的理論,早就被當垃圾拋棄了。但因為這個理論是愛因斯坦的偉大理論,所以就不一樣了,人們寧願相信自己不懂,也不願相信愛因斯坦錯了。偉人之所以偉大,是因為你跪著。希望那個說皇帝沒穿衣服的孩子出來說話時,大家不要繼續跪著。

本人提出了“運動實在論”,指出了狹義相對論的錯誤,同時發現了物體運動速度的觀測者位置效應。參見論文:論文鏈接如下:

中文版鏈接https://zenodo.org/record/3371792#.XVvNG1y-unM

英文版鏈接https://zenodo.org/record/3371784#.XVvNm1y-unM


中科院氫博士


說實話在中國看不懂狹義相對論的物理老師屬於比較菜的那一類物理老師!看不懂量子力學和廣義相對論的物理老師比較正常。本人偏科物理高三看懂了狹義相對論,然後自學量子力學印證了一句話“不自量力”我的翻譯為“不建議自學量子力學”😂,再然後學了廣義相對論,發現不自量力。缺乏數學基礎二階偏微分方程不會解😂


tuuppperrwwaree


事實上準確地說,相對論不能用“理解不理解”來描述,而應該用“接受不接受”來描述更為準確,因為相對論本身並沒有什麼太難以理解的地方,尤其是狹義相對論更是如此,不過廣義相對論理解起來會稍微有點難度!

為何說狹義相對論很容易理解呢?因為狹義相對論就是建立在兩個基本假設的前提下出現的,這兩個假設就是:光速不變原理,還有所有物理定律在慣性參照系下都取相同的形式!

尤其是光速不變原理的假設,你就可以把這個假設當做一個公理,它本身不需要證明,是愛因斯坦異於常人的思維提出的一個顛覆性的假設,如果你接受這個假設,狹義相對論就沒有什麼難以理解的地方,甚至說時間膨脹和尺縮效應都可以用初中數學知識推導出來!當然如果你不接受不變原理,那肯定理解不了狹義相對論!

不過,對於很多人來說,即使自己心裡面接受了光速不變原理,但仍舊不理解狹義相對論,這也很正常,畢竟接受和理解是兩個完全不同的概念,光速不變原理與我們日常生活中見到的相對速度也有本質的不同!理解不了狹義相對論也就不足為奇,只要知道它的推導過程就可以了!

當然,如果你理解不了相對論,然後因此去質疑相對論的結果,就完全沒有必要了!因為狹義相對論的結果是建立在光速不變原理這個假設的基礎上,除非光速不變原理出錯了,否則狹義相對論不可能出錯!所以質疑狹義相對論沒有多大的意義,要想質疑狹義相對論,直接去質疑“光速不變原理”才是唯一的方式!如果你推翻了光速不變原理,相對論自然會全面倒塌!


宇宙探索


物理老師不理解相對論,這是一件很正常的事。其實我們生活中處處都在用相對論,比如我們和情侶待在一起,兩個小時可能相當於兩分鐘,感覺時間過得很快,如果和不喜歡的人待在一起,兩分鐘感覺像呆了兩個小時一樣。這就是相對論。哈哈,很好理解吧。

其實,愛因斯坦的相對論是對牛頓力學的補充,並不是說牛頓力學錯誤,而是牛頓力學的適用範圍受到了侷限,我用一個通俗的例子來說一下,一輛作勻速直線運動的高速列車,速度是200米每秒,坐在列車上的人,相對於列車扶手是靜止的。但相對於路邊的樹是運動的。地面上的人觀察到列車是運動的,觀察到坐在列車上的人也是運動的。

如果坐在列車上的人向列車前方以5米每秒的速度水平拋擲一物體,那麼地面上的人觀察到物體的速度是多大呢?運用牛頓力學可知,物體運動的速度相對地面來說就是列車的速度加物體運動的速度,簡單的疊加原理。

如果把物體換成光,地面上的人測定光的速度是光速加上列車速度嗎?經過若干次測量,人在列車上測定光的速度是C(30萬公里每秒),人在地面上測定光的速度不是C+200,仍然是C這麼大。這就不符合牛頓力學的疊加原理。根據光速不變假設,可以推出運動的時間會縮短,長度會變短等。這就是通常說的狹義相對論。



廣義相對論是針對非慣性系,考慮了萬有引力和加速度等問題。要想更深入的瞭解相對論,請關注E=mc^2。ʘᴗʘ


Lance課堂


相對論除了特定條件光速不變這一廢話假設基本成立!其它什麼時間空間等完全是在胡說八道。

你弄不懂才正常,當初諾獎團隊明顯的否定了相對論!

理論物理家的說法總結,從來與事實不符,特別是理論派列出的方程毫無意義,目的是愚民,實踐科學派從來不採用理論派的學說公式。

真正瞭解相對論通盤錯誤的科學家正是愛因斯坦本人。他在晚年通過調查美軍方核爆實驗結果才瞭解自己一生的努力全部錯誤,並且積極要進行修正,後來被謀殺而終結修正之路。在被謀殺前的17號晚上,於普林斯頓的愛因斯坦仍在計算關於光速與時間的矛盾問題,因為他設法要把時間刪掉。在謀殺後,腦袋讓學者取出,去進行申請科研經費,美國軍方則立即指示進行火化,半夜四點載著愛因斯坦的無頭屍體,車子從普林斯頓開出送去火化,沒有葬禮,一切結束。至於17號去拜訪他的二位老同事,在十天後也因為心臟病而相繼死亡,一位死在停車場,一位死在房間,此後無人再敢提到這些事情,因為愛因斯坦的死,讓美國軍方及數萬名學者紛紛受益無窮。

愛因斯坦死後,尖端科學界積極的要送他一份禮物,提列出十七種理論及實驗項目都可以推翻愛因斯坦的各項理論。李政道與楊振寧進行宇稱不守恆這個項目而獲獎(愛因斯坦是宇稱守恆),主要理由是無礙相對論在世界上的愚民發展,得罪的人最少,且他二人是愛因斯坦的半個學生,諷刺性最高,也因此讓他二人成功獲獎。


日落雄鴞嘯


狹義相對論還是還是比較容易理解的,你只需要記住兩條基本原理。

第一條光速不變原理,即光速在任何慣性參考系中都不變。

第二條協變原理,物理定律在任何慣性系中都保持自身形式不變。

第二條原理至關重要,我們知道描述物理定律的一般都是與時空有關的微分方程,如果在某一種參考系變換所導致的座標變換過程中微分方程形式保持不變,那麼說明存在至少一個物理量不隨參考系變化而變化,這種物理量被稱為相對論不變量,最重要的相對論不變量就是所謂的時空間隔,就是兩個事件空間座標差的平方和減去時間座標平方乘以光速平方的差,由這個時空間隔不變加上假設時空變換是線性變換可以推出洛倫茲變換,由洛倫茲變換可以推出速度疊加公式。另外一個重要的不變量就是物質的靜止質量。這樣狹義相對論的基本框架就建立了。具體的內容可以去看普通物理的教材,書上一般都有介紹,然後做十來道習題練習下基本就可以了。大家雖然是成年人了,也要不停充電學習的。


無住生心46


其實不理解相對論很正常!只要實事求是保持觀點上商榷的態度,就是很科學的精神。但是不理解相對論卻又堅決的挺相對論就不對了,這種人就很丟臉! 因為你根本沒有證明相對論正確卻又非常肯定它正確這就不是實事求是的精神。

相對論作為科學發展過程中的一個插曲,那是有一定價值的,因為人們確實需要去面對那些還沒有確切解釋的現象,它確實也獨立的提出了自己的見解,對於相對運動的研究與推廣算是相對論的一大貢獻。

但是相對論的光速不變假設那真是違背科學原理的,它違背了物質運動最根本的相對性原理,因為這個錯誤的出發點,相對論的理論體系則全然的亂了套,把時間這個運動的度量概念和長度的度量概念給演變為可以隨速度變化的量,這也是違背最根本科學原則的。

由於相對論基礎出現嚴重錯誤,所以它推導出來的一系列結論,包括最著名質能公式E=mc^2,它也是錯誤的! 原子彈爆炸的能量被套在公式裡面,它似乎是正確的,會讓人震撼! 因為原子彈確實是能讓人震撼的東西!

但是,當你把自家的南瓜套進相對論公式,你會被嚇得不再敢吃它,因為相對論會告訴你它擁有與原子彈爆炸一樣強大的威力和能量,這樣的南瓜你還敢吃嗎?

要知道相對論只是研究物質基本運動規律的理論,而不是化學,需要講究物質元素構成,把世間物質元素分為幾百種基本元素來看待,雖然都有質量,但是不同元素之間是存在完全不同的性質的,包括其內含的運動能量,也是完全不同的。

所以,像相對論這樣的描述物質統一規律的基礎理論一定是存在錯誤的! 只是事到如今人們還沒有認識清楚它錯誤的本質,所以還在堅持學習它,研究它。但也要相信,終有一天,會有更合理的理論出來承擔起相應的歷史使命的!


前進波濤


主要民科太多,胡亂解釋讓人有點懵了。首先要理解相對論是和哪個傳統理論有所不同的。是要解釋什麼現象。這樣就好理解了。相對論不一定是對的,但能解釋一些現象。相對論是解釋水星進動現象的一種理論。

傳統理論認為時間和空間是絕對的,時空對於任何參與者都是一樣的參考系。而相對論認為每個參與者擁有自己的時間和空間作為參考系。

水星進動的現象,用傳統時空概念的力學方式,無論怎樣計算都有誤差,無法解釋。許多科學家猜測原因,目前只有相對論的計算模型最接近水星進動現象,但這不足以證明相對論是對的。

相對論的大意是,地球人觀察水星運動,是以地球人的時空為標準的,按相對論的意思,水星運動有自己的時空標準,因此地球的標準無法準確計算水星運動規律。但奇怪的是按相對論的方法卻能準確計算水星的運動。這確實讓人難以理解和接受。當然他不一定是對的。

如果你細思時間怎麼來的,會覺得很恐怖,人類時間是通過原子震盪得來的,就是在一定的空間內運動頻率,我們覺得是震盪頻率穩定的,只是因為在這個觀察空間,我們既是觀察者也是參考物,我們只是同步而已,時間是不存在的,只有相對的空間而已。

如果想用通俗的方式理解相對論,我的意見是,時空的差異,像是物理界的”“匯率”差異,引起匯率差異的是引力場。


莊惠松


事實恰恰相反。

眾所周知,科學包含兩類內容。

一類有充足的證據,以及足夠的驗證,叫做定理、定律law(比如牛頓定律、能量守恆定律)。

一類沒有充足的證據,難以驗證,叫做猜想conjecture、理論theory(比如進化論、薛定諤方程、相對論)。

這兩類在科學中的地位和可信度完全不是一個等級。

把這兩類混為一談的人,我們稱之為“偽科學”。

薛定諤自己對薛定諤方程都持質疑態度,愛因斯坦更不相信玻爾哥本哈根學派那一套。

質疑而不盲從,正是一個合格的物理老師必備的修養。


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