19世紀中頁人們對電和磁的理解有了一個革命性的飛躍，其中以詹姆斯·麥克斯韋（James Maxwell）的成就為代表。電和磁兩種現象曾被認為毫不相關，直到奧斯特（Oersted）和安培（Ampere）證明電能產生磁；法拉弟（Faraday）和亨利（Henry）證明磁能產生電。現在我們知道電和磁的關係是如此緊密，以致於當物理學家對自然力進行列表時，常常將電和磁視為一件事。
基本介紹
- 中文名：愛因斯坦第二假設
- 時間：19世紀
- 人物：詹姆斯·麥克斯韋
- 屬於：電和磁兩種現象
愛因斯坦第二假設
麥克斯韋的成就在於將當時所有已知的電磁知識集中於四個方程中：
（如果你沒有上過理解這些方程所必需的三到四個學期的微積分課程，那么就坐下來看它們幾分鐘，欣賞一下其中的美吧）
麥克斯韋方程對於我們的重要意義在於，它除了將所有人們已知的電磁知識加以描述以外，還揭示了一些人們不知道的事情。例如：構成這些方程的電磁場可以以振動波的形式在空間傳播。當麥克斯韋計算了這些波的速度後，他發現它們都等於光速。這並非巧合，麥克斯韋（方程）揭示出光是一種電磁波。
我們應記住的一個重要的事情是：光速直接從描述所有電磁場的麥克斯韋方程推導而來。
現在我們回到愛因斯坦。
愛因斯坦的第一個假設是所有慣性參照系中的物理規律相同。他的第二假設是簡單地將此原則推廣到電和磁的規律中。這就是，如果麥克斯韋假設是自然界的一種規律，那么它（和它的推論）都必須在所有慣性系中成立。這些推論中的一個就是愛因斯坦的第二假設：光在所有慣性系中速度相同。
愛因斯坦的第一假設看上去非常合理，他的第二假設延續了第一假設的合理性。但為什麼它看上去並不合理呢？
例如：天氣（變化）的許多方面都顯得完全違反物理規律，除非我們對此（地球在轉）加以考慮。另一個例子。遠程炮彈並非象他們在慣性系中那樣沿直線運動，而是略向右（在北半球）或向左（在南半球）偏。（室外運動的高爾夫球手們，這可不能用於解釋你們的擦邊球）對於大多數研究目的而言，我們可以將地球視為慣性參照系。但偶爾，它的非慣性表征將非常嚴重（我想把話說得嚴密一些）。
火車上的試驗
為了說明愛因斯坦第二假的合理性，讓我們來看一下下面這副火車上的圖畫。火車以每秒100，000，000米/秒的速度運行，Dave站在車上，Nolan站在鐵路旁的地面上。Dave用手中的電筒“發射”光子。
光子相對於Dave以每秒300,000,000米/秒的速度運行，Dave以100,000,000米/秒的速度相對於Nolan運動。因此我們得出光子相對於Nolan的速度為400,000,000米/秒。
問題出現了：這與愛因斯坦的第二假設不符！愛因斯坦說光相對於Nolan參照系的速度必需和Dave參照系中的光速完全相同，即300，000，000米/秒。那么我們的“常識感覺”和愛因斯坦的假設那一個錯了呢？
好，許多科學家的試驗（結果）支持了愛因斯坦的假設，因此我們也假定愛因斯坦是對的，並幫大家找出常識相對論的錯誤之處。
記得嗎？將速度相加的決定來得十分簡單。一秒鐘後，光子已移動到Dave前300，000，000米處，而Dave已經移動到Nolan前100，000，000米處。其間的距離不是400，000，000米只有兩種可能：——
1、 相對於Dave的300，000，000米距離對於Nolan來說並非也是300，000，000米
2、 對Dave而言的一秒鐘和對Nolan而言的一秒鐘不同
儘管聽起來很奇怪，但兩者實際上都是正確的。
