的想法或概念。文献注释安排在本章结尾处。在页眉处,在本书真正页
码旁边的方括号内给出了手稿的页码。这种在方括号内的编号也反映在
这部分的交叉引用上。
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为什么爱因斯坦要超越狭义相对论?
为什么爱因斯坦在1905年首先构想了狭义相对论?它的主要成就是
延伸了伽利略—牛顿相对性原理,这个原理规定了在所有以恒定速度相
对运动的惯性参考系中,力学定律是相同的。爱因斯坦将这个原理延伸
到所有物理定律。经典的相对性原理可以由窗户被遮挡且以恒定速度运
动的火车模型来描述。在那列火车上,乘客所进行的力学测量不能告诉
他们火车是静止的还是相对于站台运动的。
这个相对性原理能扩展到包含电磁现象,比如光在内的所有物理现
象吗?对电磁现象的普遍描述是基于麦克斯韦方程的,由此看来要将这
类现象纳入经典的相对性原理几乎是不可能的。光是熟知的波动现象,
这种现象需要有传播介质的存在。在电磁情形下,这种介质被称为“以
太”,但结果发现无法通过实验探测到以太。以太是固定不动的,并且
构成了一个优先参考系,出现在麦克斯韦方程中的光速在这个参考系中
是常数。爱因斯坦作了一个与经典物理不相容的大胆假设,即光速的不
变性在所有惯性系中都成立,而以太不存在,因此将相对性原理扩展到
所有物理现象。如果光速不是常数,在不同惯性系中电磁定律将会不
同。
在1917年出版的关于狭义相对论和广义相对论的普及本中,爱因斯
坦写道:“由于狭义相对论的引入已经证明是正确的,每一个力求普遍
化的智力超群者,必定受到一种诱惑,想向广义相对论迈出尝试的一
步。”极少数确实想迈出那一步的“大智慧人士”,在物理学的边缘徘徊
而没有成功,只有爱因斯坦从1907年开始就坚持不懈地遵照这个直觉行
进。
这份手稿总结了爱因斯坦超越狭义相对论的这种努力的成功结论。