「28」你也能一眼看出电磁学与牛顿力学的矛盾

从1820年奥斯特发现电流旁边小磁针的偏转开始，电磁现象与牛顿力学之间的冲突就开始表现出来了。到了19世纪末，这些冲突表现得越来越多，除了第8、9节提到的那些冲突之外，当时大家已经意识到，并展开研究的冲突可以梳理如下：

“牛顿的力”是绝对的

在牛顿力学中，“力”是绝对的。对于同一个力，它的大小与观测者的速度无关，每个匀速运动观测者和静止观测者所测量的结果是相等的。

即对于同一个力，匀速运动观测者B(

)所测量的大小

之外，他还会观测到两股电流之间的吸引力，即“安培力”<span data-content="{"url":"//image109.360doc.com/DownloadImg/2021/03/0417/216849207_8_20210304050339380","uri":"pgc-image/d6c31cf4978f4fdc9b02146915825b9a","width":28,"height":31,"darkImgUrl":"https://p1-tt-ipv6.byteimg.com/origin/pgc-image/9aa00f258a5f4d9fb0e1e5e48ab69dde","darkImgUri":"pgc-image/9aa00f258a5f4d9fb0e1e5e48ab69dde","formulaImgStatus":"succeed"}" data-formula="F_{A}^{" }'="">

，它是两根电流之间所产生的力。

“电磁力”与“牛顿的力”之间的矛盾

由于“安培力”的出现，无论怎么样，这个电磁现象与牛顿力学都是矛盾冲突的。如图2所示，如果两个观测者测量到的合力是相等的，那么两个观测者测量到的库仑力就是不相等的；如果两个观测者测量到的库仑力是相等的，那么两排电荷之间的合力对于两个观测者而言又是不相等的。所以无论怎么样，总有一种力不是绝对的，这个现象都是与牛顿力学的结论相冲突的。

相对论的出现

“安培力”出现之后，“力”作为牛顿力学最核心的概念，不再是绝对的而是相对的了，即“力”的大小与观测者的运动速度是相关的了。对于同一个力，不同观测者测量出的大小不再是相等的了，而是取决于观测者的运动速度，即“力”是观测者运动速度的函数。研究每个力学概念是如何取决于观测者速度的理论就被称之为“相对论”。

至于狭义相对论最后给出的正确答案是什么呢？欢迎大家在评论区留言。

——来自《写给大家的广义相对论》第28次，2021-03-04@川山洞主

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