尊重科学,独立思考分享 http://blog.sciencenet.cn/u/jmluo0922 学习原子分子物理、凝聚态物理,从事生物医学工程

博文

麦克斯韦电磁方程组是相对论的救星?

已有 6412 次阅读 2011-10-9 00:29 |个人分类:时空|系统分类:观点评述|关键词:麦克斯韦,相对论,方程组| 相对论, 麦克斯韦, 方程组

    相对性原理是自然事物应该服从的普遍物理定律,最初的形式是由伽利略提出,并成功地应用于牛顿力学体系。麦克斯韦方程组是描述自由电荷和电流与电磁场关系的数学方程,采用传统的惯性系伽利略变化,不能保证方程组的协变性,因此作为物理定律普遍适用的相对性原理遭到了严重的挑战,爱因斯坦通过其“真空中的光速不变”假设,推导出新的时空变换——洛伦兹变换,似乎解决了方程组的协变性问题,从而将相对性原理,从最初的伽利略形式发展成为广义的形式。
  
    从我本人前期关于时空讨论的博文可以发现,从爱因斯坦的“真空中的光速不变”假设出发,是不能得出洛仑兹变换的。理由如下:
1、迈克尔逊——莫雷实验不能给真空中的光速不变假设提供直接的实验证明,论述可参看我前期在本网发的博文“迈克尔逊—莫雷实验的再认识”
 
2、在观察坐标系中根据速度的定义,选择两个定点进行运动杆的速度和长度测量,结果与运动速度和光速无关,具体内容见本网博文“相对论改变不了时空”;
 
3、即使我们承认爱因斯坦狭义相对论中的两个基本假设成立,根据其思想实验,也不可能得到具有普适性的洛伦兹变换,相关博文“科学会抛弃相对论?”
 
同时我们还可以思考以下两个问题:
 
4、对于理由3,在观察系XOY中选任意择三个不同的点,对运动长杆的同一点进行观察,三个观察点会得出不同的结果;
 
5、更为严重的是,对于三个不同速度运动的惯性系(或多参照系)A、B、C,由于洛仑兹变换是非线性,在C中对A的直接观察结果,与通过B对A的观察来变换而获得A相对于C的结果,是不一致的。(这一结论我个人还不能完全肯定,希望得到大家的意见)。
 
    我想通过上面的分析,可以断定,惯性运动参照系之间的洛仑兹变换是根本不存在的,爱因斯坦的时空变换就是一个错误的推断,至少不能从其假设和推导中符合地逻辑获得。
 
为什么麦克斯韦方程组不满足伽利略的相对性原理呢?原因可以从两个方面来寻找:
 
A、麦克斯韦方程组“不完美”,这是我很不愿意(但又希望)看到的结果;
B、麦克斯韦方程组不满足相对性原理应用的条件。
 
现在就B方面原因作出个人的理解:
    相对性原理是针对物理定律的,麦克斯韦方程组是关于电磁场的理论,给出的是电磁场强度、电荷、电流及变化的基本关系。虽然麦克斯韦方程组是基于库仑定律、安培定律和法拉第定律等实验定律和推论,但没有完全保持其原有(相互作用规律)的物理意义。因此,麦克斯韦方程组就不能满足相对性原理。
    例如,麦克斯韦方程组的第一个方程,是表明电场与电荷的关系,是来自库仑定律。但库仑定律是关于两个静电荷相互作用力与电荷量和相对距离关系的实验规律,而麦克斯韦方程组的第一方程描述的是电荷与周围的电场强度关系,很显然两者的物理意义是完全不同的。作为物理实验规律的库仑定律应该符合相对性原理,但方程(涉及电场的定义和物理定律)其物理内涵已经产生变化,虽然在数学上仍保持等同,这种情况下,是可以不要求其满足相对性原理
 
关于A方面的问题,根据我的思考进程会在适当的时间写相关的文章与大家分享。
 
 
 


http://blog.sciencenet.cn/blog-378615-494673.html

上一篇:科学会抛弃相对论?
下一篇:光速常数是麦克斯韦方程组的优美体现?

3 黄兴滨 杨正瓴 chenxiaozhang

发表评论 评论 (4 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备14006957 )

GMT+8, 2019-10-15 02:08

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部