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2002 年 7 月 22 日

什麼是相對論？ (22) 物理學的相對性問題 (牛頓力學篇)
提供者 : 陳輝樺 (AEEA 小組 , NMNS )

說明: 1923 年 7 月 11日，愛因斯坦提交哥德堡北歐自然科學家會議的報告：「相對論的基本思想和問題」，在文章的起頭首段特別提到相對論中主導作用的有兩個方面，第一，這個理論的整個發展過程是依據這樣一個問題：自然界中是否存在物理學上「特別優越的運動狀態」。也就是，物理學的相對性問題。在牛頓力學的觀點，這題的回答當然是肯定的，因為物理學上特別優越的運動狀態從牛頓力學的觀點來說就是「慣性的運動狀態」。也就是說，「慣性座標系 (Frame of Inertia)」和絕對「時間」在牛頓第一運動定律 (慣性定律) 的相應公式是一起明確地定義的，而取決於慣性座標系選取的「速度」是相對的。換言之，慣性定律蘊涵著無限多個相互之間作等速直線運動的慣性座標系，因而也就存在著無限多個物理學上特別優越的相互「等效」的運動狀態。而且時間是絕對的，它與具體的慣性座標系的選擇無關。所以慣性的運動狀態在牛頓力學的觀點，它是特別優越的運動狀態，它是存在著「速度的相對性」。但是在牛頓力學裡，加速度和轉動是和慣性座標系選取無關，它是絕對的。意思是說，在牛頓力學裡「加速度的相對性」是不存在的。上圖是牛頓的畫像。

明日主題 : 什麼是相對論？ 物理學的相對性問題 (狹義相對論篇)

作者與主編 : 陳輝樺、王夕堯
諮詢服務: 陳輝樺 (NMNS 國立自然科學博物館)
王夕堯 (NTPU 國立台北大學)
蘇明俊 (NKNU 國立高雄師範大學科教所)

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