早在两百多年前,大卫·休谟(David Hume)就发现了这样一个规律:“最为世人所称道、并且自命达到了精确和深刻推理的各家体系,它们的基础同样是非常脆弱的。盲目地接受原理推导出来的残缺的理论,它的各部分之间必然不相调和,整个体系亦必然缺乏证据。”狭义相对论是如此,量子力学也是如此。它们共同的特点就是它们的原理缺乏证据,因此它们的基础是脆弱的。
从本书的分析中可以看到:这两个理论体系并非像现实中吹嘘的那样神奇而伟大,它们只不过是同样不完美的经典电动力学体系在宏观速度或微观尺度的测量极限下的两个特例,是原有经典电动力学体系的补充。
本书从经典电动力学的实验定律的适用条件出发,研究了为解决20世纪初物理学天空上的“两朵乌云”而产生的“狭义相对论”和“量子力学”两个学科的实验基础,重点讨论了“光速是宇宙间物体运动和能量传输的最大速率”的实验验证、狭义相对论的适用条件和量子力学基础假设的物理内涵等问题。本书否定了一些重要的传统结论,取得了一些开创性的基础成果。
本书第一章回顾并点评了经典电动力学实验定律的适用条件,第二章至第三章用经典电动力学的方法解释了为什么用电磁加速的方法不能使电荷粒子的运动速度超越光速的问题,第四章至第五章讨论了狭义相对论的相关基础问题,第六章至第七章讨论了量子力学的相关基础问题。
第一章 电磁现象的规律与麦克斯韦方程组
第一节 真空中静止电荷的电场规律
第二节 真空中稳恒电流的磁场规律
第三节 真空中的麦克斯韦方程组
第二章 运动电荷的电磁定律
第一节 运动电荷的电场方程
第二节 等效静止电荷
第三节 电荷的运动自屏蔽效应
第四节 运动电荷的库仑定律
第五节 运动电荷的安培定律
第六节 洛伦兹力公式的修正
本章点评:也许一切需从头开始
附录2.1
参考文献
第三章 Bertozzi不能使电子运动速度超越光速的原因
第一节 在电场中被加速的电子的速度v与其接受的加速能量的关系
第二节 运动电子相伴电场的动能
参考文献
第四章 洛伦兹变换的实验意义
第一节 电磁学量的实验测量准吗
第二节 运动电荷的荷质比
第三节 麦克斯韦方程组的洛伦兹协变性及其实验意义
第四节 电荷守恒定律的洛伦兹协变性
第五节 同一自由点电荷电场的两种理论结果
参考文献
第五章 物理测量中的系统限制
第一节 测量系统间的时空变换
第二节 相对性伪力学
第三节 测量系统的速度限制
第四节 狭义相对论的实验基础
本章点评:“自然的宇宙”与“爱因斯坦的宇宙”
参考文献
第六章 电荷的粒子与波
第一节 电磁场的建立与传播
第二节 点电荷电场的建立与传播
第三节 运动点电荷的推迟势
第四节 运动点电荷的电磁场
第五节 原子发光及其偏振特性
第六节 光波对电荷粒子的作用
附录6.1 关于雅可比行列式的推导
附录6.2 验证(6.3.15)式满足洛伦兹规范(6.1.9)式
参考文献
第七章 氢原子的稳定性与定态薛定谔方程/90
第一节 质子俘获电子所满足的经典动力学方程
第二节 电子自相干效应与定态薛定谔方程
第三节 电子自相干效应的验证
第四节 光电效应与动态薛定谔方程
附录7.1 电子在原子中的速度
附录7.2 求解电磁场的势函数理论
附录7.3 电磁波在球形边界上的散射
参考文献
后记
致谢