2012年1月10日星期二

爱因斯坦的 $c$

Philip Gibbs 在他的 vixra blog 发文章解释相对论中广泛应用符号 $c$ 代表真空光速. 他指出, 实原本1905年9月26号发表在Annalen der Physik 322 (10): 891–921上"论动体的电动力学"中, 爱因斯坦是使用 $V$ 作为真空光速的; 但在1907年, 他忽然切换到 $c$ [1]. Gibbs 指出并分析了下面几个来源:

1. $c$ 代表拉丁文速度 celeritas. 这是Issac Asimov首先在科幻杂志上指出的 [2]. 尽管在历史上曾出现过用$c$表示速度的文章, 但并没有直接证据表明这就是 $c$ 真正的来源.

2. $c$ 代表波速, 是欧拉首先在2维波动方程中引入的 [3]. 欧拉习惯上使用相邻的符号, 比如 $a, b, c$; $x, y, z$; $p, q, r$. 这影响了数代数学家. 在欧拉发展2维波动方程时, 他使用了 $a, b$ 作为其他常数, 因此很自然地使用 $c$ 作为下一个他遇到的常数, 波速.

3. $c$ 代表英文常数constant. 这是1856 由Weber 和 Kohlrausch 首先引入在电磁学中的 [4]. 他们导出一个具有速度量纲的常数, 并用 $c$ 表示. 代表了电力和磁力的相对大小. 在麦克斯韦理论中, 这被统一为光速.

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[1]: 维基文献保存了爱因斯坦的文章: http://en.wikisource.org/wiki/On_the_Electrodynamics_of_Moving_Bodies
费米实验室搜集的爱因斯坦奇迹年文章 (此中使用 $c$, 但在脚注中说明是由英译本更改的):
http://www.fourmilab.ch/etexts/einstein/specrel/www/
1907 年:
A. Einstein, “On the Relativity Principle and the Conclusions Drawn From It”, Jahrbuch der Radioaktivität und Elektronik 4, pgs 411—462 (1907)

[2]: Isaac Asimov “C for Celeritas” in “The Magazine of Fantasy and Science Fiction”, Nov-59 (1959), reprinted in “Of Time, Space, and Other Things”, Discus (1975), and “Asimov On Physics”, Doubleday (1976)

[3]: L. Euler, “Eclaircissemens Plus Detailles Sur La Generation et La Propagation Du Son Et Sur La Formation De L’Echo”, “Memoires de l’acadamie des sciences de Berlin” [21] (1765), 1767, pgs 335—363 in “Opera physica miscellanea epistolae. Volumen primum”, pg 540

[4]: R. Kohlrausch and W.E. Weber, “Ueber die Elektricitätsmenge, welche bei galvanischen Strömen durch den Querschnitt der Kette fliesst”, Annalen der Physik, 99, pg 10 (1856)

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