“电车上的爱因斯坦”通常指的是爱因斯坦在思考狭义相对论时,以电车为场景进行的思想实验,也可以指代一些与爱因斯坦在电车上相关的故事或形象。具体介绍如下:
- 思想实验
- 时间相对性的思考:爱因斯坦曾设想自己坐在电车上,当电车以不同速度运动时,乘客的体验会有所不同。他由此意识到时间并不是绝对的,而是相对于观察者的运动状态而言的。如果电车以接近光速的速度行驶,那么对于电车上的人来说,时间的流逝会比站在地面上静止的人慢,这一思考成为了狭义相对论中时间膨胀概念的基石。
- 光速不变原理的启发:他还假设电车上有一面镜子,当他在电车上向前发射一束光,根据经典物理学的速度叠加原理,地面上的人看到光的速度应该是光速加上电车的速度。但爱因斯坦认为,根据麦克斯韦的电磁理论,光速在真空中是恒定不变的,不应该与电车的速度叠加。这两种观点的冲突促使爱因斯坦提出了狭义相对论的另一个重要原理——光速不变原理,即在一切惯性参考系中,光在真空中的速度都是相同的。
- 相关故事
- 车票寻找事件:有一个流传较广的故事,爱因斯坦在乘坐火车时,车长过来查票,他却怎么也找不到车票,急得翻遍了口袋和提包,甚至还跪地在座下找寻。车长认出了他是爱因斯坦,说不必查验了,但爱因斯坦却坚持要找到车票,因为他忘了自己哪站下车。
- 电车中的沉思:1919年,爱因斯坦从朋友洛仑兹教授的电报里得知广义相对论被证实的消息后,他乘坐电车,下车时被售票员差点认作小偷,因为他穿着打扮比较奇特,脖子上扎着领带,脚下却穿着拖鞋。而爱因斯坦下车后又陷入了沉思。