麦克斯韦创立的电磁理论究竟讲了什么 电磁感应定律( 二 )


它是伽利略变换经典力学中使用的一种方法,在两个仅以平均速度相对运动的参照系之间进行变换,属于动态变换 。伽利略变换构建了经典力学的时间空观 。
伽利略变换认为,在同一个参照系中,两个事件同时发生,在其他惯性系中,两个事件也必然同时发生 。时间间隔的度量是绝对的,长度的度量也是绝对的 。经典力学定律的数学形式在任何惯性系中都是不变的,换句话说,所有惯性系都是等价的(相对性原理);伽利略变换构建了经典力学中绝对时间空的概念 。时间和空与参考系的运动状态无关,时间和空是绝对的 。
这种绝对的时间观空与麦克斯韦创立的电动力学相冲突 。如果把伽利略变换应用于描述电磁现象的麦克斯韦方程组,我们会发现它的形式不是常数,即伽利略变换下的麦克斯韦方程组或电磁现象定律不满足相对性原理 。
我们可以从麦克斯韦方程组得到电磁波的波动方程,求解光速在true 空中为常数的波动方程 。按照经典力学的时间空观点,这个结论只应该在一个特定的惯性参照系中成立,这个参照系就是以太 。
论证过程
总之:电磁现象遵循的麦克斯韦方程组不服从伽利略变换 。
牛顿认为重力,甚至电和磁,在以太中传播 。受经典力学思想的影响,物理学家假设宇宙中到处都有一种叫做以太的物质 。他们普遍认为以太是电磁波和光的媒介 。在经典物理理论中,这种无处不在的“以太”被视为绝对惯性系,在其他参照系中测得的光速是以太中光速与观察者参照系相对于以太参照系的速度的矢量叠加 。
两者的矛盾也催生了另一个伟人,那就是爱因斯坦,他为了解决两者的矛盾,提出了相对论 。此时物理学已经从经典物理体系转变为现代物理体系,电磁理论也逐渐发展为现代物理体系中的量子电动力学 。

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