相对论的建立和发展
主讲人：郑勇
一、历史背景地球的自述
以太假说
著名的以太实验
光行差实验布拉德雷（1728），阿拉果（1810），爱里
（1817）
部分曳引实验斐索（1851），霍克（1868），迈克尔逊--莫雷
（1886），肯定了菲涅尔部分曳引假说偏振面旋转实验法拉第(1945年发现)，玛斯卡特(1872)，瑞利
(1902)，布雷斯（1905)，洛仑兹理论顶计有10-4
的效应，实验未得到。
干涉仪实验迈克耳孙(1881)，迈克耳孙一莫雷(1887)，有利于
斯托克斯完全曳引假说。
以太实验的否定结果。促使人们对以太和绝对坐标系的存在产生了怀疑。19世纪后半叶，光速的精确测定为光速的不变性提供了实验依据。
1890年赫兹把麦克斯韦电磁场方程改
造得更加简洁。他明确指出，电磁波
的波速（即光速）C，与波源的运动速
度无关。可见，从电磁理论出发，光
速的不变性是很自然的结论。然而这
个结论却与力学中的伽利略变换抵触。
海因里希·鲁道夫·赫兹
为了解决这些矛盾，洛仑兹在1892年
一方面提出了长度收缩假说，用以解释
以太漂移的零结果；另一方面发展了动体
的电动力学。他假设以太是绝对静止的，
从他的电磁理论推出了菲涅耳曳引系数。
亨德里克·安东·洛伦兹
随后，又在1895年与1904年先后建立一阶与二阶变换理论，他力图
使电磁场方程适用于不同的惯性坐标系。然而尽管他的理论能够解释一些理象，(例如能解释为什么探测不到地球相对于以太的运动)，但
却是在保留以太的前提下，采取修补的办法，人为地引入了大量假设，致使概念繁琐，理论庞杂，缺乏逻辑的完备性和体系的严密性。
法国著名科学家彭加勒(Henri
Poincare )对洛仑兹理论起过积极
作用。他在1895年就对用长度收缩
假说解释以太漂移的零结果表示不
同看法。他提出了相对性原理的概
念，认为物理学的基本规律应该不
随坐标系变化。规律应该不随坐标
系变化。他的批评促使洛仑兹提出
时空变换的方程式。
亨利·庞加莱
1904年彭加勒正式表述了相对性原理。他在一次演说中讲道:“根据
这个原理，无论对于固定的观察者还是对于正在作匀速运动的观察者，物理定律应该是相同的。因此没有任何实验方法可以用来识别我们自身是否处于匀速运动之中。”
然而彭加勒也没有跳出绝对时空观的框
架。他们已经走到了狭义相对论的边缘，
却没有能够创立狭义相对论。历史的重
任只能由没有传统思想抱负而有独立批
判精神的年轻学者爱因斯坦来承担。
爱因斯坦