并非不速之客 “山雨欲来风满楼。”物理学中的每一场大变革,都是经过长期孕育的疾风暴雨。为了说明狭义相对论的诞生,还得从世俗的时空观谈起。 1.1 世俗的时空观 任何事物都不能脱开时间、地点而超然存在。所有的物质运动过程,不仅都需要时间,而且都要在空间这个“舞台”上来完成。即使描述一个最简单的自由落体或理想的抛物运动,也离不开空间坐标及时间变量(图1-1) 。因此,有关时间及空间的概念,在物理学中一直是极其根本、极为重要的。 图1-1 运动的描述 自古以来,人们常常自觉不自觉地把时间及空间的概念绝对化,世代相传,沿袭至今(其所以如此根深蒂固,很重要的原因,是大家根据日常活动中的亲身体验,觉得时间和空间就是这样的)。当我们说,从北京到上海的班机飞行了1小时50分钟,这个时间不仅对北京机场、上海机场的人来说是这样,对机上的人员来说也是这样。按照牛顿的观点:绝对的、真正的及数学的时间,是自身在那里均匀地流逝着,跟任何物质的运动无关,也跟观测者的运动状态无关。这叫做时间的绝对性。正是根据这种观点,才在所有的参照系里都使用着一个共同的时间变量,“同时”的概念是绝对的,事件发生的时间顺序也是绝对的。同样,某一距离的长度,无论在地面上测量,还是在飞机上测量,一般总认为测量1 并非不速之客相对论并不神秘结果是相等的,这就是长度的绝对性或空间的绝对性。对时间和空间的这种看法,叫做绝对时空观. 如果在地面上、飞机上都标出直角坐标轴,就可以通过它们的坐标之间的变换关系,将绝对时空的概念定量地表达出来。为此,设地面坐标系为S,飞机坐标系为S′,而S′对S的运动是沿着x轴正向以匀速v前进的,如图1-2所示。 图1-2 P点的坐标变换 现在,让我们来研究图中任一点P的坐标变换。设P点在S系里的空间坐标为(x,y,z),在S′系里的空间坐标为(x′,y′,z′);若t=0时,S及S′的坐标轴正好一一对应重合,则应有x′=x-vt y′=y z′=z(1.1a)或者反过来,可以将它们写成x=x′-(-v)t′ y=y′ z=z′(1.1b)由于时间的绝对性,其中t′≡t(1.1c)式(1.1b)与式(1.1a)之间的对称形式,反映了S与S′这两个坐标系之间的平等关系;对S′系来说,S系是以速度(-v)沿着x′轴的正向运动的。这一组坐标变换式(1.1),被命名为伽利略变换。伽利略(Galileo Galilei, 1564-1642)是科学的力学的奠基人,主要由于他的工作,实验方法及数学表达法才正式引用到力学中来。变换式(1.1)准确地说明了,时间及长度都是绝对不变量,即总有Δx′=Δx Δy′=Δy Δz′=Δz Δt′=Δt(1.2)这里,有一点应该引起注意,就是在长度的测量中,如果被测物体与观测者之间有相对运动,一定要同时测定其端点的位置。只有这样,才能保证物体在运动方向上的长度具有确定的意义。正是在这个规定下,我们才得出了式(1.2)中的第一个等式。 若某个物体在一段短暂的时间Δt内,自(x,y,z)点运动到(x+Δx,y+Δy,z+Δz)点,则它在S系里的速度分量为ux=ΔxΔt uy=ΔyΔt uz=ΔzΔt相应地,它在S′系里的速度分量为u′x=Δx′Δt′ u′y=Δy′Δt′ u′z=Δz′Δt′因为在式(1.1)中v是一个恒量,应有Δx′=Δx-vΔt Δy′=Δy Δz′=Δz Δt′=Δt从而得到u′x=ux-v u′y=uy u′z=uz(1.3a)或写成矢量形式u′=u-v(1.3b)这里的u及u′是同一物体分别在S系及S′系里的速度,式(1.3)则表明了它们之间的变换关系;其逆变换式就不写出了。显然,速度的这一变换公式,遵守通常矢量合成的平行四边形法则;这图1-3 船速的变换 个法则是大家所熟悉的。当船在江中行驶时,其速度的变换关系如图1-3所示。 速度变换式(1.3)显示了速度的相对性,即同一物体在不同的参照系里具有不同的速度。但是,无论以地面为参照系还是以流水为参照系,两条船之间的相对速度却仍然是一样的。例如,设甲船对地的速度为u1(对流水则为u′1) ,乙船对地的速度为u2(对流水则为u′2) ,由式(1.3b), u′2=u2-v u′1=u1-v两式相减,就直接得出乙船对甲船的相对速度u′2-u′1=u2-u1这表明了相对速度的绝对性;换句话说,在伽利略变换下,相对速度是一个不变的矢量。根据类似的推理,由式(1.3b)及式(1.1c),不难求得,加速度在这种变换下也是一个不变的矢量,即a=ΔuΔt a′=Δu′Δt′ a′=a.(1.4) 总之,伽利略变换概括了几千年来人类对时空及运动的全部经验;不仅在相对论以前的物理学中,它起着根本的作用,即使在现代,人们在日常生活以及极其宽广的工程技术领域里,仍然受这种绝对时空观的支配。 1.2 牛顿的矛盾 图1-4 牛顿在物理理论中,力学是最早成熟的一门学科。牛顿(I.Newton, 1643-1727)在前人工作的基础上,根据自己的研究成果,于1687年出版了他的代表作《自然哲学之数学原理》,它标志着第一个完整的力学体系的建立。在这本书中,牛顿选择了若干公理作为整个力学大厦的基石,其中包括了绝对时空的假定;并且将机械运动的基本规律,明确地总结成有名的牛顿三定律。 众所周知,在牛顿力学的理论体系里,其核心正是牛顿的三条运动定律;以此为出发点,经过严密的逻辑推理,可以导出一个又一个的力学定理。这些定理,极有成效地用于刚体、流体、振动、波动等机械运动的各个领域。 但是,作为普遍规律的牛顿定律,并不是在所有参照系里都是一律有效的!通常,在地面参照系里(忽略地球的自转效应),牛顿定律被认为是近似正确的;例如,矗立在道路两旁的楼房,它们所受的合外力为零,对地的加速度也为零。如果我们以行驶中的汽车为参照系,在车中来观察这些楼房,当汽车加速、减速或拐弯时,这些楼房相对汽车的加速度显然不为零,然而按照一般的理解,各个楼房所受外力的总和仍为零,这就与牛顿第二定律或第一定律(惯性定律)严重抵触。从而表明,不是所有的运动物体,都适于被选为运用牛顿定律的参照系。在物理学里,将牛顿定律在其中有效的那些参照系,叫做惯性系. 人们早就认为,宇宙万物都好像是处在一个绝对静止的大容器里。牛顿继承了这样一个古朴的思想,以这个无所不包的容器空间为绝对空间,而绝对空间则是一个最基本的惯性系。然而,不仅“绝对空间”不是唯一的惯性系,牛顿自己总结出来的力学规律,也丝毫反映不出这个容器的客观存在,应用动力学的知识,根本无法判定哪个惯性系是绝对静止的。 当火车平稳地匀速直进时,乘客在车内所进行的活动和有关的各种现象,与在地面上的一模一样,杯中的水面平整如镜,抛起的小球仍是直上直下运动的(图1-5)。特别是,当车窗外还并列有另一列火车,这时,即使你向窗外看去,也难以判断是哪列火车在动(相对地面)。这种现象,在我国是知道得很早的;东汉郑玄(公元127-200)注的《尚书纬·考灵曜》一书中就有这样的记载,其意为: 地常动不止而人不知,譬如人在舟中闭窗而坐,舟行而人不觉。这些情况表明,在匀速直进的车、船中,其力学规律与地面上的完全一样;用物理学的语言来说,就是: 相对于某个惯性系(如地面)作惯性运动的参照系(如上述的车、船),它们也都是惯性系,其中的机械运动都服从于牛顿定律。换句话说,牛顿力学对每一个惯性系都是一视同仁的,牛顿定律在所有惯性系里都有着同样的表达形式。 图1-5 平稳行驶的火车中 首先,惯性定律理所当然地应该在各个惯性系中一律有效,因为惯性系正是由此而定义的。很明显,伽利略变换恰好适应了这一要求,如果图1-2中的S系是惯性系,则S′系一定也是惯性系: 当某个粒子在S系里作惯性运动时,其速度u为常矢量(即不随时间变化的矢量),由式(1.3), 它在S′系里的速度u′也一定是常矢量,反之亦然。这表明,在伽利略变换下,不会破坏惯性运动的基本特征;任何一个惯性运动,仍将变换为惯性运动。 其次,在牛顿力学里,质量及力的概念也都是绝对的。牛顿将质量理解为“物质之量”,而物体所含有的物质之量不因其运动状态而改变,似乎是天经地义的。又如在时空的绝对观念中,宏观物体之间的相互作用力,也应该是一个不变量。例如,万有引力与作用双方之间的距离有关、弹性力取决于弹性体的形变,只要知道长度是不变量,就不难推知这些力都应该是绝对的;此外,固体在流体内的相对运动所受到的阻力,也由于体形、横截面积、相对速度和流体物性的绝对性,而是一个确定的量。若以m及f分别表示质量及力,则m′=m f′=f(1.5)表明了它们的绝对性。由式(1.4)及式(1.5),立刻可以得出: 在所有惯性系里,牛顿第二定律都具有同样的表达形式,即f=ma,  f′=m′a′.(1.6) 最后,应该谈一谈牛顿第三定律。两个相离物体之间作用力与反作用力的等值共线、同生同灭等概念,显然在任何一个惯性系里,都可以同样有效;但这些概念完全无视中间物质的存在,似乎力的传递既不需要媒介,也不需要时间。据说,牛顿自己也并不认为这种超距作用的概念是合理的。当然,他的万有引力定律毫不含糊地体现了超距作用观点,似乎彼此远离的星体能够瞬时地传递它们之间的作用力,一定的位置关系,立即能反映出与之相应的引力作用来。这也许体现了牛顿的某些个性,他习惯于从现象出发,严格地尊重事实,善于归纳、推理,而不喜爱制造假说。 综上所述,作为古典力学基本规律的牛顿定律,确实在所有惯性系里都取同样的表达形式;由此可知,在机械运动的范畴里,没有任何一个惯性系优越于其他惯性系。当然,在具体处理某一个力学问题时,并不排斥人们去挑选一个有利于运算的惯性系作为参照系;例如,通常以地面为参照系是方便的,但这绝不意味着,在地面参照系里,力学规律的表达比在别的惯性系里要更为简单。从根本上说,在所有的惯性系中地面参照系并不处于独特的地位;依据同一道理,恒星参照系也不例外。因此,在牛顿力学中,绝对空间的假定在逻辑上是完全不必要的,我们也无法利用动力学的规律,来论证和检测它是否存在,这使牛顿陷入了一个不自觉的矛盾。 伽利略、牛顿的力学规律对所有惯性系一律有效,这常常被称为伽利略的力学相对性原理。其实,所谓力学相对性原理,它正好说的是力学规律的绝对性,即牛顿力学的基本定律在伽利略变换下是不变的。 尽管牛顿力学中有着很多绝对化了的物理概念,这种局限性却是人类在认识自然的过程中不可避免要出现的,并且在一定范围内,它们是客观世界的极好的近似模写,而力学的相对性原理所贯彻的各惯性系彼此平等的主张,则是物理思想宝库中的珍贵遗产,后来爱因斯坦在相对论中继承并发扬了这一思想。 1.3 神秘的以太 牛顿力学兴起之后,日趋完善,大至天体的运行,小到声波的振动,用它都能得到正确的结果;于是,以机械观来说明所有物理现象的倾向,风靡一时。不仅提出了分子的机械运动模型,用来解释有关冷热的现象,而且在光的波动说得势以后,很自然地将光波类比于声波;声波是靠媒质传播的,既然在地球上能看到遥远的星光,从而认为,宇宙中弥漫着一种无所不在的传光媒质。 这种想象中的宇宙媒质,被人们称为以太(是Aether的音译),其含义后来被理解为传播能量的媒介。虽然根据物体的弹性理论,很难协调以太所应具有的一些自相矛盾的属性,如密度极稀而弹性又足够大等,然而,长期以来,人们却认为这个不可思议的以太应该是存在的。 图1-6 麦克斯韦英国物理学家麦克斯韦(J.C.Maxwell,1831-1879)在19世纪60年代全面总结了电磁理论,并确认光的辐射不过是电磁扰动的传播,却仍然以为存在着一种电磁以太的宇宙背景。在麦克斯韦的学说里,电磁场依附于电磁以太,电磁场的运动方程--麦克斯韦方程组(它们在电磁学里的地位,相当于经典力学中的牛顿定律),原来只是对以太参照系严格有效;电磁波的传播速率,也只是在以太中才严格地各向同性,即无论向哪个方向发光,相对以太的光速都是同一个恒定值c(约为3×108米/秒). 根据传统的速度变换法则,光在其他惯性系里的速率,就会是各向异性的。设某惯性系S′相对以太的速度为v,见图1-7,则由式(1.3b), 图1-7 S′系里的光速c′光线(光能)在S′系里的传播速度c′,与它在以太中的传播速度c之间,应有以下关系c′=c-v由余弦定理及三角函数关系,不难写出c2=c′2+v2-2c′vcos(π-θ′)(1.7) tanθ′=csinθccosθ-v(1.8)式(1.7)是c′的二次方程,求解后可得c′=-vcosθ′+c2-v2+v2cos2θ′(1.9a)这里舍去了不合理的负根。于是θ′=0时,c′=c-v θ′=π2时,c′=c2-v2 θ′=π时,c′=c+v(1.9b)不同的θ′,对应于不同的光速c′。既然S′系里的真空光速不再是各向同性的,其值也不再等于c,由此可以推知,在以太参照系以外的其他惯性系里,电磁场的基本规律不再能够严格地保持麦克斯韦方程组的表达形式。于是,在所有的惯性系中,以太系是一个特殊的惯性系,只是在这个参照系里,真空光速才是各向同性的,电磁场的基本规律才严格地以麦克斯韦方程组的形式表达出来;或者说,以太系在电磁学中是一个优越的惯性系。 这样一来,牛顿所信赖的绝对空间,虽然在他自己的力学体系里并无容身之处,却在麦克斯韦的电磁理论中获得了立足之地,从而有机会在这里显示它自身的存在;承认电磁以太作为整个宇宙的背景物质,实质上就是将绝对空间具体化了。 因此,从原则上来说,我们可以使用电磁学(包括光学)的方法,来探求地球相对以太的绝对运动;为了这一目的,接二连三地进行了一系列的实验,却一无所获。由于这些实验的测量精度都不是很高,对于它们的否定结果,以太理论能够一一给出巧妙的说明;如果在计算过程中,凡是涉及物体运动的速率与真空光速之比的平方项(v/c)2以及比它更高次的项都舍掉不要,则在最后的结论中,就不应出现地球的绝对速度。 于是,这些实验一方面鼓舞着那些信奉以太的人们;另一方面也带来了相反的后果。由于这些v/c级实验所得出的结论,与仪器在以太中的绝对运动无关,因而在任何一个惯性系里,都可以得出同样的结论来;这就有利于所有惯性系彼此平等的思想,使得原来对以太持批判态度的人,越发加深了对以太的怀疑。在1.4节中即将看到,爱因斯坦正是这样走上创建相对论的道路的。 人们很自然地想到改进实验的设计原理,提高测量精度。第一个(v/c)2级的实验是迈克耳孙(A.A.Michelson,1852-1931)于1881年做的光的干涉实验,其实验原理示意于图1-8中。S为光源,M1、M2为反射平面镜,图1-8 迈克耳孙实验(光 路2平行于v)P是半镀银镜,是半透光、半反射的薄片,T为望远镜;整个仪器放在水平的金属台上。从光源S发出的光,到达半镀银镜P后,分成强度大致相等的两束光,一束被反射,沿OM1方向前进,到M1后反射回来;另一束光透过P,沿OM2方向前进,到M2后反射回来。从M1和M2反射回的两束光到达P后,仍有一部分透过,一部分被反射,于是从P处沿OT方向有两束光进入望远镜T。这两束光发生干涉,从望远镜的目镜可以看到产生的干涉条纹。因此,这个装置叫做干涉仪。为了保证光路2总有可能平行于地球的绝对速度v,整个装置能够在图面内绕竖直轴缓慢旋转,图1-9 迈克耳孙实验(光 路1平行于v)并经常记录望远镜T中所观测的结果。后来,这实验又在不同的季节、不同的地点、甚至不同的海拔高度上重复做过。 按照以太理论,当仪器装置处于图1-8所示的状态时,由式(1.9b),两束光在空气中通过不同的光路后,到达望远镜T的时间将是不一样的,其差值为T1-T2=2Lc2-v2 -Lc-v+Lc+v式中L为干涉仪的臂长,即OM1或OM2间的距离。当整个装置旋转了90. 以后,则如图1-9所示;这时,对应的时间差为T′1-T′2=Lc-v+Lc+v-2Lc2-v2以上的计算,都没有考虑光通过薄片P时带来的影响;这些影响,可以认为是固定不变的。于是,用后一式减前一式,即得时间差ΔT=2Lc-v+Lc+v-4Lc2-v2 =4L(c-c2-v2)c2-v2 =4Lc2-v2c-c1-12·v2c2+… 这用到数学公式: (1+x)n=1+nx+n(n-1)2x2+…当|x|很小时,则近似有(1+x)n≈1+nx因此1-v2c2=1-v2c21/2≈1+12×-v2c2 ≈1-v22c2如果保留到(v/c)2级,而将高于二次方的各项小量都略去不计,则近似有ΔT≈4Lc2-v2·v22c≈2Lv2c3设光的波长为λ,跟时间差ΔT对应的两束光波的波数差为ΔN=cΔTλ≈2Lλvc2这也就是,在上述旋转的前后,从望远镜T中看到的光的干涉条纹移动的条数。适当选择波长λ及臂长L,理应在整个装置的旋转过程中,能够观察到这种条纹的变动;然而事与愿违,实验结果却是否定的。 迈克耳孙首次所完成的实验,其精度并不很高。六年后,即1887年,迈克耳孙和莫雷(E.W.Morley,1838-1923)利用多次反射,以加大有效臂长L,并把金属台改为石台,令其浮在水银上,可以更平稳地转动,从而明显提高了测量精度;根据他们实测的ΔN,求得v<4.7千米/秒。因为地球环绕太阳公转的速率约为30千米/秒,如果自然界中确有以太存在,这结果实际上意味着地球是静止在以太内的。 随着实验技术的不断改进,以各种方法按以太理论求得v(地球的绝对速度)的上限值,已达到更小的数量级,如1964年v<0.95千米/秒 1970年v<5厘米/秒当然,也出现过得到肯定结果的实验报告,有人宣布他们测出了地球的绝对运动,但不为公众所接受;因为对这些实验进行仔细分析后,总能找出毛病来。 要完满解释迈克耳孙-莫雷实验,而又不与其他已知实验事实发生冲突,就使以太理论左右为难。例如,如果认为地球是静止在以太中,则不得不倒退到地球中心说上去,从而要认为所有其他天体都围绕着地球运动,这显然是荒谬的。如果认为实验仪器所在处的大气,能完全拖住其中的以太与之一起运动,那么这时在图1-8及图1-9里,以太相对于仪器是静止的。光束1及光束2的传播速率都是c,于是ΔT=0;但这种全拖动的假定,却又与其他一系列的v/c级实验结果发生矛盾,能圆满解释那些实验结果的以太理论表明,折射率近于1的大气,几乎一点也不应该拖动其中的以太。 1892年,斐兹杰惹(G.F.FitzGerald,1851-1901)及洛伦兹(H.A.Lorentz,1853-1928)分别提出了一个长度收缩假说,以为物体在它自身的运动方向上会发生收缩。收缩后的长度为原有值的1-(v/c)2倍,而垂直于运动方向上的长度不变。若果真如此,就不难说明迈克耳孙-莫雷实验的零结果;因为这时ΔT=21-(v/c)2Lc-v+1-(v/c)2Lc+v -4Lc2-v2 =4Lc2-v2[c1-(v/c)2-c2-v2] =0但是,若将这一假说用于原来是各向同性的透光物体,它将由于运动方向上的长度收缩而变得各向异性,从而应产生双折射现象,就像通常具有各向异性的晶体产生的那样(图1-10)。瑞利(J.W.Rayleigh,1842-1919)为此做了实验(1902年),却毫无预期的结果。 图1-10 方解石的双折射现象 甚至在狭义相对论创建之后,有人为了解释迈克耳孙-莫雷实验,曾提出一种射击假说(1908年),认为光源发光好似射击一样;按照这种比拟,3×108米/秒的光速c应该是相对光源的。遗憾的是,天文观测及实验事实都不支持这种假说。例如,1964年一个以能量极高的中性的π0介子作为光源的实验,由于π0介子是不稳定的粒子,它很快衰变为两个γ光子,当π0介子的速率大于0.99975c时,测得其前进方向上γ光子相对实验室的速率为(2.9977±0.0004)×108米/秒,这与通常使用静止光源所测得的光速极其一致,有力地表明了光速与光源的运动无关。 总而言之,物理学是带着困惑和不安而进入20世纪的。1900年4月27日,当时英国科学界的元老开尔文勋爵(即W.Thomson,1824-1907)在皇家学院的致词中曾说到,物理学的晴朗天空上有两块乌云。其中之一,指的就是迈克耳孙-莫雷实验给以太理论带来的危机(还有另一块乌云,它不久就导致了量子论的创立)。一方面,以太虽然使牛顿所信赖的绝对空间具体化了,而牛顿力学实际上并不需要它;另一方面,麦克斯韦的电磁理论是以以太参照系为基础的,于是,原则上应该可以通过电磁学(包括光学)的方法,来证实以太的存在,却一无所获。但是,正由于这些使以太理论陷于困境的大量实验(迈克耳孙-莫雷实验只不过是其中一个精度较高的),才孕育了物理学中的一场大风暴,从而奠定了狭义相对论的实验基础。这局面正是: 山重水复疑无路,柳暗花明又一村。 1.4 狭义相对论的诞生 当很多人在以太危机中千方百计地挽救以太的时候,爱因斯坦(A.Einstein,1879-1955)却在着手清洗以太的工作。 然而,按照爱因斯坦本人的说法,在他创建狭义相对论的时候,迈克耳孙-莫雷实验及其有关讨论,并没有对他起多大作用,他说: “直接引导我提出狭义相对论的,是由于我深信: 物体在磁场中运动所感生的电动力,不过是一种电场罢了,但是我也受到了斐索实验结果以及光行差现象的指引。”这里所说的“感生的电动力”其实就是感应电动势;而提到的斐索实验等,都属于上一节提到的v/c级的实验。 爱因斯坦正式提出狭义相对论的那一年(1905年),他不过只有26岁,是伯尔尼(瑞士)专利局的一位年轻的职员,他利用业余时间潜心探索物理学的奥秘。在那一年里,爱因斯坦在德国物理学杂志上发表了三篇划时代的论文,其中每一篇都可以使他在物理学中名垂青史。头一篇论文是关于光电效应的,这使爱因斯坦后来荣获诺贝尔奖;另一篇论文是讨论布朗运动的,第三篇提出了狭义相对论。 否认自然界中以太背景的存在,同时也就在惯性系中排除了优越参照系的存在;于是,各个惯性系在力学、电磁学等方面都应该是彼此等价、相互平等的。这就是爱因斯坦创建狭义相对论的出发点,也是总的原则。将这一思想正式肯定下来,就成为狭义相对论的第一条基本原理--狭义相对性原理。有了总的原则,还得在落实这个原则的具体方案上作出决策,爱因斯坦大胆地假定了真空光速在各个惯性系里是一个不变量,即总是等于c,这就是光速不变原理,它是狭义相对论的第二条基本原理。现在分别叙述如下: 1. 狭义相对性原理 这个原理通常被陈述为: 物理定律(不只是力学定律)对所有惯性系有同样的表达形式。 只有这样,各个惯性系在物理上才完全处于彼此平等的地位。可以认为,狭义相对性原理不过是伽利略-牛顿的力学相对性原理的推广;所谓相对性原理,仍然指的是物理规律的绝对性。这一原理表明,我们无法利用物理规律来寻求绝对运动;在所有的惯性系中,我们也无法确认哪一个惯性系是与众不同的。当然,即使在某些物理问题的处理中,选用个别惯性系(如地面参照系、恒星参照系……)比选用其他惯性系明显地带来运算上的方便,这也并不违背相对性原理的基本精神,因为在这些惯性系里,并不存在什么独特的物理定律。另外,物理规律的绝对性丝毫不意味着同一物理过程在不同惯性系里显示的现象是一样的。例如,在图1-1(b)所示的情况中,如果有另一个惯性系是沿着x轴正向随同炮弹一同匀速前进的,则炮弹在这个惯性系里将竖直上下,而不会呈现出抛物线形的弹道。 这原理之所以被称为狭义的,是因为这里的讨论只限