相对论2：英雄与危机

世界本来岁月静好，因为一些人，弄了些东西出来，人们就意识到这个世界有点不太对，犹如一扇大门正在缓缓被打开，从此进入奇幻世界......

麦克斯韦发现电动力学定律将被判定为19世纪最重要的事件。

一：电磁学

在生活中观测物体的运动是力学，欣赏周围事物带来的色彩是光学，家里使用着的电器是电磁学。

电，是电荷之间的相互作用，电子带负电，离子带正电，彼此相吸相斥。

磁，磁来源于电，是电荷的运动产生磁，一段导体中有电流，周围就会有磁场。（还记得中学物理中的右手螺旋定制吗）

右手螺旋定制：右手螺旋定则:(即安培定则)用右手握螺线管，让四指弯向与螺线管的电流方向相同，大拇指所指的那一端就是通电螺线管产生的磁场的N极。直线电流的磁场的话，大拇指指向电流方向，另外四指弯曲指的方向为磁感线的方向(磁场方向或是小磁针北极所指方向或是小磁针受力方向)。

右手螺旋定制

那么两个电荷之间是如何发生相互作用的呢？这里是不因为类似量子纠缠的“超距作用”，而是每个电荷的周围都存在着自己的场，称为电场，是场于场之间发生相互作用。类似的，磁力，也是以磁场的形式在周围空间存在。所以当电场与磁场重叠在一起的时候，就形成了电磁场。

麦克斯韦通过一系列的数学公式推导得出了两条结论——变化的磁场能产生电场；变化的电场又能产生磁场。所以电和磁在某种程度上来说其实是一回事，因为即使没有电荷，磁场也能产生电场。麦克斯韦继续想下去，如果用线圈弄一个飘荡的电流，然后就产生了一个周期变化的磁场，这个磁场又能产生一个周期变化的电场，不断的产生下去，这个电磁场就能一直传播下去，也就是电磁波。

还不止这样，麦克斯韦通过方程组计算出来电磁波的传播速度，发现电磁波的速度跟光速一样。麦克斯韦大胆的猜想，光，其实就是电磁波。后来人们证实，我们平时所见的可见光无非就是特定频率的电磁波而已。

结合上一章的内容，匀速直线运动和静止是一回事，电和磁是一回事，电磁波和光也是一回事。

英雄麦克斯韦说完了，那么来说一下危机。

二：危机

前面说到速度都是相对的，在没有参照系的情况下，匀速直线运动跟静止是一回事，那么麦克斯韦算出来的这个等于光速的电磁波传播速度，是相对于谁的呢？

人们的直觉是，光速是相对于光源的，比如手电筒射出去的光。但是物理学家通过对宇宙中的“双星系统”——两个临近的恒星互相绕这对方旋转，谁也离不开谁——的研究，因为双星系统总有一个恒星离我们近，另一个离我们远，按照直觉两者的光速一个快一个慢，但是两个恒星的光速始终都是一样的。说明光速与光源无关。

那么又是因为什么呢？物理学家设想，光是遍布宇宙空间的某种介质的波动，光速就是这种介质的波动速度。

三：思考

如果光是一种介质，布满全宇宙的介质，那么为什么宇宙之中，大多都是茫茫的一片漆黑呢？难道这种介质存在一光一黑的两种形态，等着光源发出光，介质之间按照光速传播出去，一个接着一个的说“快，该你发光了”。在量子世界中，是叠加态形式，按照这个设想，这个布满整个宇宙的介质，都是叠加态的，那这又算是怎么回事？

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