如果阿爾伯特愛因斯坦不會出生,那麼現在的人類會是什麼樣的?

2021-01-08 籃球巔峰時刻

如果阿爾伯特愛因斯坦不會出生,那麼現在的人類會是什麼樣的

我相信基礎物理學今天會更先進 - 因為閔可夫斯基發現了世界的時空結構(揭示了愛因斯坦僅僅在其狹義相對論中所假設的真正含義),他會發現愛因斯坦的廣義相對論(當然是另一個名字)通過實施他的深刻思想,將四維物理理解為時空幾何[1,p。112]:「整個世界都將自己解決為這樣的世界線,我想事先說,在我的理解中,物理定律可以找到它們最完整的表達,作為這些世界線之間的相互關係。」

正是閔可夫斯基的物理幾何化程序(由於閔可夫斯基的不合時宜的離開而沒有完全實現),這使我認為他不僅會發現引力與時空(非歐幾裡德)幾何之間的聯繫,而且還會與愛因斯坦不同的是,(與普通信仰相反[3])不相信廣義相對論幾何化引力:「我不同意廣義相對論是幾何化物理學或引力場」[4] 。

我認為基礎物理學今天會更加先進,因為重力引力與時空(非歐幾裡德)幾何學之間的聯繫會嚴重地表明引力似不是物理相互作用(這可能對不同的基礎物理學 - 這在愛因斯坦的廣義相對論中可以清楚地看到(Minkowski會發現相同的數學形式主義):

- 引力現象被理論充分描述和解釋,沒有引力相互作用的概念

- 該理論的數學形式主義斷然拒絕對引力能量 - 動量(這將代表引力相互作用)產生適當的張量表達式。

我認為愛因斯坦本人無法完全理解他自己的革命發現的深度,並將引力相互作用的概念走私到廣義相對論,而忽略了廣義相對論的數學形式主義的強烈抗議 - 它頑固地拒絕允許數學表示引力相互作用。據我所知,只有AS Eddington在1921年明確提到,根據廣義相對論,引力似乎不是物理相互作用[5] - 「引力作為一個單獨的機構變得不必要」。

1.閔可夫斯基獨立地得到愛因斯坦所謂的狹義相對論和時空概念,但愛因斯坦和龐加萊首先發表,而閔可夫斯基正在發展1907年報導的全面的四維時空形式主義,並於1908年以59頁出版。論文,僅此就表明Minkowski發展了自己的想法。以下是我在Minkowski學院網站上發表的文章「Max Born on Hermann Minkowski對時空物理學的貢獻」的相關部分:Max Born on Hermann Minkowski

1905年夏天,當他和他的朋友大衛希爾伯特在哥廷根共同主持電子理論研討會時,閔可夫斯基開始記錄參與運動物體的電動力學。當時沒有出版關於狹義相對論的閔可夫斯基的學生阿爾伯特·愛因斯坦的論文;Annalen der Physik於1905年6月30日收到了這篇論文.Poincaré更長的論文「Sur la dynamiquedel'électron」(其中Poincaré將Lorentz變換視為四維空間中的旋轉,時間為第四維)未發表要麼;它出現在1906年。此外,「洛倫茲1904年的論文(現在以他的名字形式的轉換形式)不在教學大綱」[8]。

1905年參加研討會的Minkowski的學生Max Born寫道[9]:

「我們研究了Hertz,Fitzcerald,Larmor,Lorentz,Poincaré和其他人的論文,但也了解了Minkowski自己的想法,這些想法僅在兩年後才出版。」Born還回憶起Minkowski在1905年的研討會上特別提到的內容[10]:「我記得Minkowski偶爾暗示他正在參與洛倫茲的變革,並且他正處於新的相互關係的軌道上。」

Born再次在自傳中寫道,在1908年9月21日Minkowski的演講「時空」之後,他從Minkowski那裡聽到了什麼[11]:「他後來告訴我,當愛因斯坦發表他的論文時,他感到非常震驚,其中相對於彼此移動的觀察者不同的當地時代的等同性是明顯的;因為他已經獨立地得出了相同的結論,但沒有公布因為他希望首先能夠完成所有輝煌的數學結構。他從來沒有提出過優先權要求,並且總是在愛因斯坦的偉大發現中給予他全部的份額。「

這些事實,特別是在Minkowski出版物中發展的觀點的深度,是1905 - 1908年期間Minkowski找到了一個真正革命性地解決圍繞運動物體電動力學的難題的最佳證據 - 相對性原理意味著宇宙是一個以時間為第四維的四維世界:相對論原則重申了所有慣性參考系中物理現象相同的實驗事實;Minkowski設法解讀了隱藏在該實驗事實中的深刻信息 - 所有慣性觀察者的物理現象都是相同的,因為每個觀察者都根據自己的空間和時間來描述它們[1]:

「此後我們將在世界上不再擁有空間,而是無限多的空間,類似於三維空間中存在無數個平面。三維幾何成為四維物理學的一個章節。」例如,每個慣性觀察者使用他自己的時間測量他自己空間中的光速,這自然解釋了為什麼在所有慣性幀中光速都是相同的。

不幸的是,Minkowski從來沒有確切地指出他何時到達那個發現,但是Born的回憶表明Minkowski已經在1905年夏天的研討會上討論了他的想法 - 請注意當時愛因斯坦1905年的論文沒有發表;閔可夫斯基要求愛因斯坦在1907年10月9日給他發送1905年的論文[12]。因此,Minkowski的洞察力早在他1907年12月的演講「移動體中電磁過程的基本方程」之前已經發生了很長時間,因為他提出了他所引入的時空四維物理學的完全發展的數學形式,因為這樣一個革命性的四 - 維度形式主義(1908年出版,作為一篇59頁的論文[13])不可能在短短幾個月內創建。

恰恰是這種新穎的數學儀器的複雜性,專門用於描述時空(或稱為閔可夫斯基所稱的世界),這表明閔可夫斯基已經形成了他自己的想法,他獨立於龐加萊和愛因斯坦[14]。Born的回憶只證實了這一點。2.以下是閔可夫斯基如何得出引力與時空(非歐幾裡德)幾何之間的聯繫。有關詳細信息,請參閱[16]。在1908年9月的「空間和時間」講座中,Minkowski解釋說,加速運動是由彎曲的,更確切地說是變形的世界線表示,並注意到「特別是加速度的概念獲得了一個突出的特徵」[1]。

正如Minkowski所知,通過慣性運動的粒子對恆定速度的運動沒有阻力(這解釋了為什麼慣性運動不能像Galileo首次證明的那樣通過實驗檢測到),而粒子的加速運動可以通過實驗發現,因為粒子抵抗了它加速度,他可能很可能將慣性(非阻力)和加速(阻力)運動之間的明顯物理區別與直線和變形(彎曲)世界線所代表的慣性和加速運動之間的尖銳幾何區分聯繫起來。認識到加速粒子(抵抗其加速度)是時空中變形的世界管,這將使得Minkowski能夠注意到這個時空事實的兩個幾乎明顯的含義[18]:

- 粒子的加速度絕對不是因為它相對於某些絕對空間加速,而是因為它的世界管變形,這是一個絕對的幾何和物理事實。- 粒子對其加速度(即其慣性)提供的阻力源於其變形世界管中的四維應力。也就是說,粒子抵抗其加速的慣性力證明是在加速粒子的變形世界管中產生的靜態恢復力。我猜Minkowski可能會特別激動他的程序將物理視為時空幾何,因為慣性恰好是現實是一個四維世界這一事實的另一種表現。

為了展示Minkowski的物理幾何化程序的巨大潛力,讓我們假設Minkowski已經閱讀了Galileo的作品,特別是Galileo的分析表明重型和輕型物體以相同的速率下降[19]。在這個分析中,伽利略實際上得出的結論是,墜落的身體不能抵抗它的摔倒。

那麼,引力現象是時空曲率表現的觀點的路徑將向Minkowski開放 - 實驗性的事實是下降的粒子加速(這意味著它的世界管是彎曲的),但對其加速度沒有阻力(意味著它的世界管沒有變形)只有當落下的粒子的世界管既彎曲又不變形時才能解釋,這在彎曲的世界管總是變形的平坦的Minkowski時空是不可能的。這樣的世界管只能存在於非歐幾裡德時空中,其時間測地線由於時空曲率而自然彎曲,但不會變形。

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