愛因斯坦是一位理論物理學(xué)家,而不是實驗物理學(xué)家,他在創(chuàng)立相對論的過程中,并沒有做過什么具體的實驗,思想實驗倒是有。不過,相對論也不是愛因斯坦憑空創(chuàng)立的,而是有著相應(yīng)的時代背景。正所謂時勢造英雄,愛因斯坦就是那個時候物理學(xué)界橫空出世的英雄。
相對論有狹義和廣義之分,區(qū)別就是有沒有涉及到引力,前者沒有,而后者有。在狹義相對論誕生之前,物理學(xué)界面臨著一些難題。麥克斯韋得到了光速的計算公式,表明真空中的光速是一個定值,與參照系的選擇似乎是無關(guān)的。不久后,邁克爾遜和莫雷通過精密的實驗證實了光速不變的預(yù)言(這個實驗最初是為了驗證以太的存在,但后來成為光速不變原理的實驗證據(jù))。
對于上述現(xiàn)象,當(dāng)時一些著名的物理學(xué)家試圖修補(bǔ)經(jīng)典物理學(xué),例如,洛倫茲提出了長度收縮效應(yīng)來解釋光速的不變性。只有愛因斯坦提出了完全不同的解釋,他認(rèn)為光速不變是成立的,并且物理定律也是如此,由此他創(chuàng)立了狹義相對論。從中推導(dǎo)出的鐘慢效應(yīng)、質(zhì)能方程,最終都得到了實驗的證實。
由于引力無法納入狹義相對論的框架,并且狹義相對論只能在慣性參照系中使用,所以愛因斯坦決定構(gòu)建一種適用范圍更為廣泛的理論——廣義相對論。廣義相對論不但滿足慣性參照系,而且還滿足非慣性參照系。廣義相對論的創(chuàng)立并沒有基于任何實驗,這一切都是靠愛因斯坦極為睿智的物理學(xué)思維而得到的。直到廣義相對論誕生之后,它的預(yù)言才被實驗逐一證實。
聯(lián)系客服