本文是愛因斯坦1921年在倫敦國王學院的演講,選自1934年德文版《我的世界觀》。
能夠在一個產生了理論物理一些最重要基本概念的國家的首都發表講話,我感到格外榮幸。我指的是牛頓留給我們的物體運動理論和萬有引力理論,還有法拉第和麥克斯韋用來奠定物理學新基礎的電磁場概念。可以說,相對論實際上是最後完成了麥克斯韋和洛倫茲的宏偉思想藍圖,因為它尋求將場物理擴充套件到包括萬有引力的所有現象。
回到相對論本身,我很想請大家注意這個事實:這個理論不是源於猜想;它被創造出來,完全是要使物理理論儘可能符合觀察事實。這不是一個革命性的活動,而是沿著一條已經持續幾個世紀以前的路線的自然發展。我們放棄了與迄今被當作基礎概念的某些關於空間、時間和運動的概念,但這是由觀測事實決定的,絕非主觀隨意的放棄。
電動力學和光學的發展證實了真空中光速不變原理,而邁克耳遜的著名實驗用敏銳的方法證明了所有慣性系的平等地位(狹義相對論原理);這首先使人們不得不意識到時間概念是相對的,每個慣性系都有自己的特殊時間。有了這個概念,就可以清楚看到:人們至今沒有充分精確地釐清兩個事物之間的關係,一個是直接經驗,另一個是座標和時間。
總的來說,相對論的基本特徵之一,就是盡力更精確地釐清一般概念和經驗事實的關係。這裡的基本原則是:一個物理概念的正當性,完全在於它與經驗事實的清晰、明確的關係。根據狹義相對論,空間座標和時間在用靜止的時鐘和物體直接測量時,仍有一種絕對特徵。但是,當座標和時間取決於選定參考系的運動狀態時,它們就是相對的。根據狹義相對論,由空間和時間的結合組成的四維連續統(閔可夫斯基)仍保持絕對特性。根據早期理論,這種絕對特性分別屬於空間和時間。人們將座標和時間解釋為測量的產物,並從中推出了(相對座標系的)運動對物體形狀和時鐘執行的影響,還推出了能量和慣性質量是等價的。
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