播放/下载地址:
dev.devv.cc/mp3/漫谈相对论（二）时间和空间，其实都是牛顿的假设__欧几里得几何是从五个基本假设出发的，如果我们修改这些假设，就会得到非欧几何。同样，牛顿定律也是从基本假设出.mp3
下载命令:
curl -O dev.devv.cc/mp3/漫谈相对论（二）时间和空间，其实都是牛顿的假设__欧几里得几何是从五个基本假设出发的，如果我们修改这些假设，就会得到非欧几何。同样，牛顿定律也是从基本假设出.mp3
1 0.15-0.87 120 各位同学大家好，
2 0.99-1.77 239 我是李永德老师。
3 2.009-4.89 300 今天由我继续为大家导读爱因斯坦的一本小册子，
4 5.19-6.87 720 侠义与广义相对论浅说。
5 7.59-8.31 120 在上一回啊，
6 8.43-9.81 360 我们介绍了爱因斯坦的生平。
7 10.17-14.79 180 那这一回我们就来讲一讲爱因斯坦究竟是如何思考狭义相对论的。
8 14.97-16.41 120 在这本小册子的开篇呢，
9 16.53-21.57 120 爱因斯坦谈到了欧基里德几何学公元前三百年古希腊数学家，
10 21.69-24.27 600 欧基里德写成了一本著作几何原本。
11 24.87-25.71 120 在这本书里啊，
12 25.83-28.53 300 欧基里德抽象出了点线面的概念，
13 28.83-30.22 540 并且提出了五个公设。
14 30.76-31.66 120 所谓公设呢，
15 31.78-37.78 240 就是用来当做前提的假设欧吉里德的五个公设是一任意两点，
16 38.02-38.8 660 确定一条直线。
17 39.46-39.52 660 二、
18 40.18-42.46 480 任意线段能够延长成一条直线。
19 42.94-43.0 540 三、
20 43.54-44.62 300 以一点为圆心，
21 44.92-46.72 600 一个线段为半径可以做一个圆。
22 47.32-47.38 600 四、
23 47.98-49.06 540 所有直角都相等，
24 49.6-51.46 180 五过直线外一点有，
25 51.64-53.74 660 且只有一条直线和已知直线平行。
26 54.4-55.6 180 从这五个公设出发，
27 55.78-57.22 180 经过严密的逻辑推理，
28 57.4-59.56 410 欧吉里德就得到了许许多多的结论，
29 59.97-61.8 500 而这些结论就叫做定理。
30 62.3-63.26 180 以公社为基础，
31 63.44-64.4 180 以定理为框架，
32 64.58-65.12 180 欧吉里德，
33 65.3-66.92 300 构建了一座几何学大厦。
34 67.22-68.48 430 这就是欧式几何，
35 68.91-70.41 360 欧吉利德几何是真的吗？
36 70.77-71.43 180 爱因斯坦说，
37 71.61-72.69 430 这个问题毫无意义，
38 73.12-74.98 240 因为这五个公社你不能证明，
39 75.22-75.88 420 也不能证伪。
40 76.3-77.38 240 根据这五个假设，
41 77.62-79.06 560 你才能得到后面的结论。
42 79.62-81.479 361 但是呢你不能丢弃这些假设，
43 81.84-83.76 490 否则呀几何学就会变得没有根基。
44 84.25-85.51 180 可是在不同的时候啊，
45 85.69-87.55 530 我们的确需要使用不同的集合。
46 88.08-91.92 400 比如说欧式几何告诉我们三角形的内角和是一百八十度，
47 92.32-93.88 310 在平面上的确是这样。
48 94.19-97.73 240 但是如果我们在一个双曲面上画一个三角形的话，
49 97.97-100.25 390 它的内角和就会小于一百八十度。
50 100.64-103.16 300 如果你在一个球面上画一个三角形呢，
51 103.46-105.38 410 内角和又会大于一百八十度。
52 105.79-108.85 240 这个时候我们就必须放弃欧式几何的假设，
53 109.09-111.61 770 而采用罗氏几何或者黎曼几何。
54 112.38-114.24 240 无论是罗式几何还是黎曼几何，
55 114.48-116.58 180 当我们画的三角形非常小的时候，
56 116.76-118.5 920 又会退化成欧式几何。
57 119.42-120.98 240 爱因斯坦之所以这样开篇，
58 121.22-125.48 240 是因为他提出的狭义和广义相对论与牛顿定律一样，
59 125.72-127.94 360 都是建立在假设的基础之上的。
60 128.3-131.94 520 只是啊他的思考比牛顿更加深入更加普遍，
61 132.46-134.14 300 而在速度远远小于光速，
62 134.44-136.36 300 或者物体质量不太大的时候呢，
63 136.66-138.76 750 规律又会退化成牛顿定律。
64 139.51-144.67 1000 那么我们就首先从物理学上的欧式几何牛顿时空观说起吧。
65 145.67-146.81 180 在一六八七年，
66 146.99-149.75 370 牛顿写成了名著自然哲学的数学原理。
67 150.12-151.74 300 他说呀绝对的空间。
68 152.04-152.94 240 就其本质而言，
69 153.18-155.16 400 是与任何外界事物无关的，
70 155.56-156.34 240 他从不运动，
71 156.58-157.54 600 而且永远不变，
72 158.14-160.0 300 绝对的真实的数学时间。
73 160.3-161.26 180 就其本质而言，
74 161.44-163.06 360 是自行均匀流逝的。
75 163.42-164.92 940 与任何外界事物无关。
76 165.86-167.659 181 牛顿在写出这句话的时候，
77 167.84-170.42 420 也许并没有觉得自己发现了什么新的东西。
78 170.84-172.58 120 因为这就是千百年来，
79 172.7-175.37 590 人们头脑中的世界绝对的是空观。
80 175.96-180.22 600 牛顿啊只不过是把这个观念用更加准确的语言表述出来了。
81 180.82-182.38 239 在牛顿之后的一百多年里，
82 182.619-185.32 580 绝大多数的人们都认为这是显而易见的。
83 185.9-186.38 360 换句话说，
84 186.74-188.72 680 绝对时空观就是一种假设，
85 189.4-191.08 490 我们能找到绝对时空吗？
86 191.57-193.01 430 大家设想这样一种情景，
87 193.44-194.58 180 在空旷的宇宙中，
88 194.76-196.86 820 我们驾驶一艘飞船漂泊着，
89 197.68-200.26 360 我们能确定此时飞船的速度有多大吗？
90 200.62-201.04 340 很遗憾，
91 201.38-203.12 180 如果周围没有任何参照物的话，
92 203.3-204.5 470 我们是做不到这一点的。
93 204.97-206.829 421 假如有一艘非常平稳的船，
94 207.25-208.09 180 在船舱之中，
95 208.27-209.05 470 如果不向外看，
96 209.52-211.77 240 那么通过船舱里的任何力学实验，
97 212.01-215.49 600 我们都没有办法测量出船相对于河岸的速度。
98 216.09-219.03 460 这是因为啊牛顿定律是斜变的。
99 219.49-219.97 240 也就是说，
100 220.21-221.89 300 在任何惯性参考系中，
101 222.19-224.47 370 牛顿定律的形式都完全相同，
102 224.84-226.849 241 这叫做伽利略相对性原理。
103 227.09-231.89 580 最早呢是伽利略在他的著作关于两种世界体系的对话中谈到的。
104 232.47-233.67 180 牛顿定律告诉我们，
105 233.85-236.61 350 不受力的物体总保持静止或匀速直线运动，
106 236.96-238.34 240 但是他却不能告诉我们，
107 238.58-241.22 300 运动的速度究竟有多大不过呀。
108 241.52-243.14 180 无论能否找到牛顿，
109 243.32-245.58 470 都假设绝对时空是存在的。
110 246.05-253.25 350 而且如果一艘飞船相对于绝对空间的速度是 v 我们在飞船上相对于飞船以速度优运动，
111 253.6-261.47 610 那么我们相对于绝对时空速度就一定是 v 加 u 这种简单的速度加减关系叫做伽利略变换。
112 262.08-263.64 120 在牛顿和伽利略看来，
113 263.76-264.9 240 这是显而易见的。
114 265.14-267.12 240 他们确信绝对空间的存在，
115 267.36-268.86 370 却不一定非要找到他。
116 269.23-272.17 900 绝对空间就好像神话中的造物主一般，
117 273.07-275.89 180 可是在麦克斯韦发现电磁学方程组，
118 276.07-278.05 360 并且提出光是一种电磁波之后，
119 278.41-281.53 430 这个寻找绝对空间的问题变得十分紧迫。
120 281.96-283.64 330 麦克斯韦提出了一组方程组，
121 283.97-284.6 300 他告诉我们，
122 284.9-286.88 410 变化的电场可以产生磁场，
123 287.29-289.15 470 变化的磁场可以产生电场，
124 289.62-291.42 180 如果电场和磁场相互激发，
125 291.6-292.86 300 就会形成一种波动，
126 293.16-294.24 800 这就是电磁波。
127 295.04-297.04 240 而且呀根据电磁学方程组，
128 297.28-302.08 240 能够明确计算出电磁波在真空中的速度就是三十万公里每秒，
129 302.32-303.1 450 这正是光速。
130 303.55-304.57 360 所以麦克斯韦说，
131 304.93-306.25 1270 光就是一种电磁波，
132 307.52-309.56 180 机械波是在介质中传播的，
133 309.74-311.78 400 比如声波就是在空气中传播的，
134 312.18-315.0 470 升锅的速度实际上是相对于空气的速度。
135 315.47-315.89 360 古人云，
136 316.25-316.97 240 顺风而呼，
137 317.21-318.23 60 生非佳吉也。
138 318.29-321.99 300 而闻者章文者章就是因为顺风而呼的时候，
139 322.29-322.83 760 升速快，
140 323.59-326.04 300 可是啊光可以在真空中传播，
141 326.34-329.7 370 它不像机械波那样依赖于空气或者水这样的介质。
142 330.07-332.77 650 那么光速到底是相对于谁的呢？
143 333.42-333.84 300 我们知道，
144 334.14-335.82 240 如果伽利略变换是正确的，
145 336.06-337.5 360 相对于不同的参考系，
146 337.86-339.24 340 光速应该是不一样的。
147 339.58-344.86 380 这就和麦克斯韦方程组计算出来的光速恒定为三十万公里每秒矛盾了。
148 345.24-345.72 240 大家注意，
149 345.96-348.72 490 这是一个很重要的不能蒙混过关的问题。
150 349.21-350.83 239 如果在地球上有一个灯塔，
151 351.069-352.39 470 向宇宙中发出了光，
152 352.86-355.08 300 地球在围绕太阳旋转光速，
153 355.38-358.26 540 到底是相对于地球的还是相对于太阳的呢？
154 358.8-360.36 179 无论你给出了哪一个答案，
155 360.539-361.62 300 我们都可以去质疑，
156 361.92-363.66 970 为什么不是另外一种情况呢？
157 364.63-366.13 300 一个比较合理的猜想是，
158 366.43-368.35 560 也许光速是相对于光源的。
159 368.91-371.01 240 如果在地球上的灯塔发出了光，
160 371.25-373.35 550 那么光速就是相对于地球的。
161 373.9-375.28 180 如果太阳发出了光，
162 375.46-377.26 590 那么光速就是相对于太阳的。
163 377.85-380.31 520 可是啊这种想法很快就被人们否定了。
164 380.83-382.63 590 因为宇宙中有很多的双星，
165 383.22-386.46 240 也就是两颗恒星或者一颗恒星和一颗暗星。
166 386.7-387.36 420 比如白矮星，
167 387.78-389.1 630 彼此围绕对方旋转。
168 389.73-391.77 560 像我们知道的天狼星就是双星。
169 392.33-395.01 120 平常我们看到的是天狼星 a 旁边啊，
170 395.13-395.97 180 还有一颗白矮星，
171 396.15-396.69 180 是天堂星。
172 396.87-398.71 980 b 他们彼此围绕对方旋转。
173 399.69-401.01 180 对于双星系统来讲，
174 401.19-402.27 420 在不同的位置，
175 402.69-405.21 240 恒星相对于地球的速度会发生变化。
176 405.45-407.91 560 你看啊假如 a 和 b 是一对双星，
177 408.47-410.15 390 地球在双星的左下方，
178 410.54-412.94 180 那么当 b 运动到左上角的时候呢，
179 413.12-414.08 550 正在靠近地球，
180 414.63-417.45 520 b 在右下角的时候呢将会远离地球。
181 417.97-420.01 310 如果光速是相对于光源的，
182 420.32-422.03 580 那么 b 发出的光速度更快，
183 422.61-424.53 480 一撇处发出的光速度更慢，
184 425.01-426.93 720 到达地球的时间也会不一样。
185 427.65-428.19 360 反过来说，
186 428.55-433.29 320 同时到达地球的光是双星在不同位置不同时刻发出来的。
187 433.61-435.29 240 当我们观察到双星的时候，
188 435.53-437.57 710 每一颗星都应该有一段光弧，
189 438.28-440.08 60 就好像小时候点燃一根烟，
190 440.14-441.52 520 花在夜晚中转圈，
191 442.04-443.12 180 因为视觉暂留，
192 443.3-446.66 770 我们会感觉到烟花在空中画出了一道亮线一样。
193 447.43-451.51 410 然而天文观测发现双星都是两颗非常清晰的点，
194 451.92-452.7 490 都没有光湖，
195 453.19-456.1 290 这只能说明啊光速是与光源无关的。
196 456.39-458.67 380 看起来呀我们必须给光速找一个介质了。
197 459.05-460.85 240 科学家们想到了古希腊先贤、
198 461.09-461.75 180 亚里士多德，
199 461.93-464.87 390 他曾经提出在宇宙中弥漫了一种物质，
200 465.26-467.35 240 以太以态非常的透明，
201 467.59-471.73 840 以至于呀遥远的恒星发出的光依然能够传播到地球上。
202 472.57-474.43 180 有了以太这种神奇的物质，
203 474.61-475.69 540 整个逻辑就通了，
204 476.23-478.87 400 光相对于以态的速度是三十万公里每秒，
205 479.27-481.04 530 而地球呢在以态中穿梭，
206 481.57-483.25 180 以太相对于地球有速度，
207 483.43-484.51 570 这就叫以太风。
208 485.08-487.72 240 假如我们顺着以太风的方向发射一道光，
209 487.96-489.76 420 那么这道光的速度就会比较快，
210 490.18-491.56 530 超过三十万公里每秒。
211 492.09-494.49 120 如果逆着以太丰的方向发出一道光呢，
212 494.61-496.23 360 那么这道光的速度就会比较慢，
213 496.59-498.15 480 小于三十万公里每秒。
214 498.63-498.99 430 到这里，
215 499.42-501.88 60 科学家们再次被自己无与伦比的智慧。
216 501.94-502.6 350 所折服了，
217 502.95-505.05 300 剩下的工作就是通过一个实验，
218 505.35-507.39 360 找到地球相对于以态的速度。
219 507.75-514.44 120 以太参考系就是牛顿在几百年前预测的绝对空间在一八八七年迈克尔森，
220 514.56-517.5 280 和爱德华莫雷一起进行了一个寻找以态的实验，
221 517.78-520.12 330 这就是著名的迈克尔森莫雷实验。
222 520.45-523.97 240 他们首先让一束光照射到一个玻璃片上玻璃片，
223 524.21-526.01 420 后侧呢镀了一层薄薄的银，
224 526.43-528.89 120 这样啊玻璃片就可以透射一部分，
225 529.01-529.07 240 光，
226 529.31-530.81 240 也可以反射一部分光，
227 531.05-536.22 180 这叫做半反半透镜两束光通过两个反光镜照射到一个观察，
228 536.4-537.78 400 屏幕上进行了干涉。
229 538.18-539.92 430 根据迈克尔森和莫雷的设想，
230 540.35-541.49 360 由于以太风的存在，
231 541.85-544.25 360 各个方向的光速会有微小的差别，
232 544.61-546.65 300 因为光线在以太风中的运动，
233 546.95-551.84 180 就好像是一条小船在匀速流过的河水中的运动一样顺水而下。
234 552.02-553.1 360 在逆水而上的船，
235 553.46-556.34 500 经过的时间与横渡小河的船是不一样的。
236 556.84-559.78 430 两束光叠加到观察屏就会发生干涉，
237 560.21-562.97 520 通过观察目镜就能够看到干涉条纹了。
238 563.49-567.87 350 但是假如有一条光路的传播时间稍微长了一点或者短了一点，
239 568.22-571.28 510 那么条纹呢就会出现向左或者向右的移动。
240 571.79-573.23 300 这个实验的精度非常高，
241 573.53-576.53 240 哪怕两条光的传播时间有很小的差别，
242 576.77-578.57 410 都能够看到条纹的移动。
243 578.98-580.839 301 由于地球在围绕太阳旋转，
244 581.14-581.86 240 有时候向东，
245 582.1-582.88 510 有时候向西，
246 583.39-586.45 120 地球不可能总相对以太静止一定存在。
247 586.57-589.2 390 以太风无论以太丰的方向向哪里，
248 589.59-591.96 480 当我们把试验台旋转九十度的时候，
249 592.44-595.38 570 横度和顺流而下的光线就会发生交换，
250 595.95-598.05 350 两条光路的传播时间就变了。
251 598.4-600.86 300 这样呢就必然会观察到条纹的移动。
252 601.16-603.02 180 按照迈克尔森的设想和估算，
253 603.2-607.16 410 他们应该能够观察到相当于零点零三根条纹宽度的移动。
254 607.57-609.25 490 可是结果却令他们很失望，
255 609.74-611.78 300 转动了实验台之后干涉条纹，
256 612.08-612.68 790 纹丝不动，
257 613.47-615.33 470 是不是条文移动的太少了呢？
258 615.8-619.46 480 后来啊他们通过反射的方法把光壁增长为十一米，
259 619.94-622.46 300 理论上呢条纹应该移动零点四根，
260 622.76-625.52 320 而仪器的精度是零点零一根条纹。
261 625.84-629.19 340 可是结果呢依然没有发现任何的条纹移动，
262 629.53-631.87 360 最终呢迈克尔森和莫雷无奈的宣布，
263 632.23-634.81 450 无论如何完全看不到干涉条纹的移动。
264 635.26-640.0 330 以太似乎总是相对于地球静止的寻找以太的实验失败了。
265 640.33-642.25 300 牛顿假设存在绝对时空，
266 642.55-644.47 420 根据电磁学方程算出的光速，
267 644.89-648.22 350 人们假定光速就是光相对于绝对空间的速度，
268 648.57-652.35 430 于是绝对时空或者说以太是可以被找到的。
269 652.78-655.54 300 可是啊各种寻找以态的实验都失败了，
270 655.84-657.52 180 光速似乎总是恒定的。
271 657.7-662.32 490 这样呢光速的不变性和绝对时空伽利略变换就出现了矛盾。
272 662.81-666.53 440 也就是说呀牛顿的假设出现了和实验不相符的结果，
273 666.97-668.83 360 就好像根据欧基里德的理论，
274 669.19-670.93 240 三角形内角和是一百八十度。
275 671.17-673.15 300 但是我们在空间中画了一个三角形，
276 673.45-675.91 470 发现它的内角和不是一百八十度的。
277 676.38-678.84 940 也许是时候提出新的假设了，
278 679.78-682.6 380 这些理论都是那个时代最前沿的物理学理论。
279 682.98-686.59 240 在上中学和大学的年轻的爱因斯坦在自己逃学的时候，
280 686.83-688.03 300 阅读了大量的著作，
281 688.33-689.83 570 了解了所有上面的问题。
282 690.4-691.36 180 等到爱因斯坦毕业，
283 691.54-693.88 240 在奥林匹亚科学院里讨论问题的时候，
284 694.12-696.34 400 爱因斯坦终于推翻了牛顿的假设，
285 696.74-698.36 430 提出了自己的时空观。
286 698.79-699.99 360 爱因斯坦是怎么说的呢？
287 700.35-700.71 180 关注我，
288 700.89-703.05 我们下一期继续漫谈相对论。