相对论正确吗什么是相对论( 九 )

假设我在时刻从甲火车站发一个光信号，到乙火车站的时候再反射回来，反射信号在时刻被接收到，此时，再往乙火车站发一个信号。而对乙火车站来说，收到第一个信号并弹回去的时刻是，第二次收到信号的时刻是，如果与相等的话，那两个钟表量度长度是一样的了。
如果我进一步要求，那这两个钟表的指针就调到了相同的位置，而且转动的速度一样，我们就可以说这两块钟表校准了。但是问题还没完全得到解决，因为在火车跑的过程中，列车长也得研究怎么校准时钟。比如说北京站发出去之后，北京站站长就不管了，上海站站长很着急，你到哪儿了。火车上列车长说我九点过济南了，又没意义，因为火车是运动着的。这就有运动和静止的钟表如何校准的问题，而爱因斯坦一战成名的文章就是因为这个问题，而我们中英文教科书里都没有提这个事情。
看看爱因斯坦多伟大，这位瑞士联邦专利局三等技术专家，瞄准了静止的钟表和相对运动的钟表之间如何校准的问题，冥冥之中正好这些因素就凑到一块了。狭义相对论的三个关键存在，火车、电报、钟表，关于这段的故事，请大家有空读《爱因斯坦的钟表和庞加莱的地图》，讲得非常详细。
爱因斯坦给出一个方程，

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这是一个微分方程，这个微分方程的解就是洛伦兹变换，神奇不神奇。当然别人是从已知的地方推出来的，而爱因斯坦竟然从这样一个技术方面的工作导出了方程，这个方程的解是洛伦兹变换。当然了仅仅是得出这样一个别人已经知道洛伦兹变换的结果并不会造就你的伟大，所以说爱因斯坦会有更深刻的思考。
比方说关于相对性原理，一个物理过程相对它静止看到的规律和相对它运动看到的规律应该是一样的。可是许多人仅仅是会背这样一句话，你拿它用到具体问题上了吗？爱因斯坦用到具体问题上，我们说一个原子向两个方向发出两个光子的过程，相对于静止看，是满足能量守恒、动量守恒。你相对它有一个速度，还满足动量守恒和能量守恒，你把这两种情形的能量守恒和动量守恒四个式子写出来的时候，这四个数学式子就可以来回倒腾，得到一个很重要的结论，
原子发光的过程原子要“变瘦”，质量要少，这个大家也能理解。你跑到操场上，连跑带喊的，时间长了你也瘦。所以原子发光的过程质量会减少，但是重要的是减少多少。从这个公式出发爱因斯坦考虑了这个过程，减少的质量乘上光速平方应该是光的能量。但这样一个作为狭义相对论标签式的方程是普朗克最先写出来的。请大家记住非常重要的一条，第一个对相对论做出响应的大物理学家就是普朗克，这个世界上第一个相对论方面的博士就是普朗克的博士，普朗克是相对论的奠基人之一。
核化学进展表明，我们发现原子核裂变的时候，原子核质量确实是减少了，减少的部分变成了动能。但是这样一个思想，包括这样一个公式的出现，其实根本不用等到 1905 年。在 1903 年一本意大利语的杂志里，一个意大利工程师 Olinto De Pretto 早就写出这个公式了。
狭义相对论对力学和电磁学的改造

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可以看到经典电磁学和经典力学爱因斯坦学得很好，既然是狭义相对论就一定用四矢量谈论问题，不要再将时空和空间分开了。这里不是嘴上说不是分开的，是你的数学表达式不能把它分开。时空是这样的四矢量，动量是这样的四矢量，前面就是我们常说的动量，后面是能量，这样的四矢量也满足洛伦兹变换，于是我们就得出动量和能量的变换。动量、能量变换有一个性质是四矢量模平方不变，把平方写在一起的时候就得出了下面的这个公式，

相对论正确吗 什么是相对论( 九 )

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