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如果牛顿来到现代，他会怎样看待爱因斯坦的相对论？
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发布时间：2016-12-08加入收藏来源：互联网点击：
如果牛顿来到现代，他会怎样看待爱因斯坦的相对论？
回答于 2019-09-11 08:43:50
回答于 2019-09-11 08:43:50
这一篇文章是自问自答。
自答，是为了表达笔者对这个问题的看法。
自问，是因为笔者想了解更多人的看法。
下面正式开始。
爱因斯坦的相对论是在向伽利略宣战
首先要明确的是：
爱因斯坦的相对论是一种时空观，是在挑战经典的时空观。
而经典时空观是伽利略的，和牛顿没什么大关系。
在相对论这一块，和爱因斯坦对线的人是伽利略。
所以爱因斯坦的相对论本身并没有直接为难牛顿，经典时空观再怎么一败涂地，也只是伽利略的黑点。
面对爱因斯坦和伽利略的交锋。
牛顿和1905年之前的其他物理学家一样，只是个吃瓜群众。
（这一点在下一个小标题的内容中会详细说明。）
曹则贤教授在《相对论-少年版》中，更是直接在目录里体现了这一点：
朴素的相对论
伽利略的相对论
狭义相对论
广义相对论
仅看公式，经典时空观仅仅只有伽利略变换。
狭义相对论的时空观仅仅只有洛伦兹变换。（暂且不谈广义相对论）
这一看就火药味十足。
相对论和相对论动力学还差得远
（牛顿在这里不再吃瓜了）
严格地说，所谓的相对论的能量公式、动量公式、能量-动量关系，都不属于单纯的相对论。
上面说过，仅看公式，狭义相对论的内容仅仅只有：
洛伦兹变换
而所谓的相对论的能量公式、动量公式、能量-动量关系，都属于相对论动力学的内容。
相对论和相对论动力学有什么区别吗？
简单地说：
相对论只是一种时空观，而相对论动力学是基于相对论的时空观建立的动力学理论。
1905年，狭义相对论已经成熟了。
但是基于狭义相对论的典型的动力学理论（连续介质动力学）直到1911年才被劳厄严谨地给出。甚至在1918年，克莱因还对其进行了推广。
至于那个在科普作品中常见的质能公式，直到1946年才被爱因斯坦亲自写出。
还要注意，相对论动力学是一堆理论。
质点力学、刚体力学、分析力学、流体力学、热力学、固体力学、甚至是量子力学，都可以分为非相对论的（经典的）和相对论的。
“相对论”不只是名词，还可以是形容词。
（当然，这里要除去电动力学，电动力学原本就是符合相对论的。）
一些不错的物理书上会专门区分相对论运动学（单纯的相对论）和相对论动力学。
至于网上的大部分科普创作者，在这里我也懒得吐槽了，大家都知道是什么水平。
不过，那些刻意区分了相对论动力学的书，通常也只是提到了相对论质点力学。
也就是打脸牛顿力学的那一块相对论动力学。
（牛顿是被相对论动力学打脸，不是被单纯的相对论打脸。）
很少有人提到诸如相对论刚体力学、相对论流体力学、相对论热力学、相对论量子力学、……，这些被“相对论化”的物理理论。
在这一部分，我想说的是：
牛顿不是唯一被相对论动力学打脸的人。
伯努利、欧拉、克劳修斯、泊松、吉布斯、开尔文、……，这些经典物理各个分支的奠基人；以及玻尔、索末菲、海森堡、薛定谔、……，这些量子力学的奠基人，都被相对论动力学打脸了。
（如果你承认牛顿被爱因斯坦打脸的话）
爱因斯坦完成了牛顿的夙愿
上面说了，被狭义相对论和相对论动力学打脸的人多了，牛顿并不尴尬。
如果牛顿来到现代，也没必要恨相对论和相对论动力学。
上面没谈广义相对论，就是要留到这里压轴。
牛顿力学的两大bug：
1.非惯性系存在，但牛顿力学只适用于惯性系。
2.引力的超距作用。
牛顿当初经过数十年的思考都没消除的这两个bug，被爱因斯坦的广义相对论完美解决！
而且是以一种优雅的数学工具做到了“一箭双雕”！
广义相对论源于强等效原理。
强等效原理：引力场与惯性场的一切物理效应都是局部不可分辨的。
一举消除牛顿力学的两大bug！
爱因斯坦将其称为：
我一生中最快乐的思想！
牛顿看到以后，或许也会将其称为：
我见过的最快乐思想！
除此以外，广义相对论使用了尖端的几何学知识（黎曼几何）。
而牛顿当初在《自然哲学的数学原理》中也在强调几何学。
可以说，广义相对论完全符合牛顿的胃口。
另外，文章的开头已经提到过，相对论是一种时空观。
在这里顺便提一句，广义相对论中的运动方程是测地线方程，是物体在时空中自然运动的方程，而不是从动力学方程推导出来的。
提这句话，是为了再次强调相对论和相对论动力学的区别。
广义相对论在狭义相对论的基础上使用了弯曲的时空。
考虑到这一点，广义相对论其实是“一箭三雕”的理论！
（时空观、非惯性系、引力场）
面对广义相对论，牛顿或许会说：
写下这公式的，真的是一位凡人吗？
写在最后
如果牛顿来到现代，面对相对论，他大概率会赞不绝口。
另外，笔者当初提问的时候犯了大错，竟然使用了“爱因斯坦的相对论”这种说法。
当时真是糊涂了。
相对论不是爱因斯坦一个人的成果，爱因斯坦也不只有相对论这一个成果。
欢迎大家发表自己的看法。
回答于 2019-09-11 08:43:50
大家都说相对论是爱因斯坦的。可是看看爱因斯坦建立相对论的文章《论动体的电动力学》，对比以下现在教科书上的相对论，根本就是南辕北辙的：
1.教科书：时间和空间是相对的，相对论颠覆了牛顿力学的时空观。
爱因斯坦：静系成立的条件是牛顿力学有效。
2.教科书：相对性原理导致惯性系平权
爱因斯坦：光速与光源速无关。也就是说光在静系中传播时速度与发出他的动光源的速度无关，并不叠加。并用数学表达式c—v和c+v来表示光对运动的刚竿的速度。这就说明爱因斯坦认为静与动光源不平权。动系不能代替唯一的牛顿力学有效静系。动系的运动并不会引起静系因为队动系有相对速度而产生动能。
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