狭义相对论诞生

1880年，埃伦费斯特出生在奥地利维也纳的一个犹太家庭，他的父母是开杂货铺的。埃伦费斯特比爱因斯坦小一岁，小时候的家境也比爱因斯坦要差一些。

1899年，19岁的埃伦费斯特进入维也纳工业大学，主修化学。同时，他也在维也纳大学上课，跟随统计物理学大师、原子理论与熵理论领导者玻尔兹曼学习分子运动论。这段跟随大师学习的经历，为埃伦费斯特打下了很好的基础。

1903年的春天，埃伦费斯特坐上了一趟开往荷兰莱顿的火车。也不知道是去玩还是去找工作，总之这一次旅行改变了他的命运，因为他在火车上认识了当时荷兰最著名的物理学家洛伦兹。与洛伦兹成为朋友后，他开始注意到洛伦兹的研究工作有很多狭义相对论的朦胧思想。当时，这部分工作主要是洛伦兹、庞加莱等先驱者在做，还没爱因斯坦什么事。

狭义相对论包含了一个离经叛道的思想：同一列火车，运动时比静止的时候更短。这个思想被称作洛伦兹收缩，这是由洛伦兹发现的数学公式，但其物理意义是由爱因斯坦阐释清楚的。

埃伦费斯特正是在此基础上，开始介入狭义相对论的研究。而且他目光如炬，很快就发现狭义相对论有点毛病。

埃伦费斯特转盘

在爱因斯坦阐述洛伦兹收缩之后，大家考虑运动物体的长度收缩时，一般考虑的是平动，而很少考虑转动。埃伦费斯特则独辟蹊径，他考虑的是转动的物体。这时，他发现狭义相对论好像有点问题。

这是一个思想实验：在一个匀速旋转的圆盘上，我们在各个位置放上任意方向的尺子。我们很容易知道，盘子外侧的速度大，而内侧的速度小。因此，不同尺子的洛伦兹收缩程度是不一样的。

如果尺子的静止长度是L0，切向运动速度是V，那么，圆盘运动起来以后，尺子的长度记作L1。如果我们记光速为C，则运动前后尺子长度的关系是：

所以，切向运动速度V越大，则整个尺子的长度L1就越小。换句话说，图中测量直径的纵向尺子不收缩，而紧贴圆盘边缘、记录周长的切向尺子收缩最为明显。

这就引起了一个问题：如果计算这时的圆周率，会发现圆盘的周长变小了（在地面静止参考系看来），但半径却不变。因此，这时计算出来的圆周率将小于3.……（这里我们只讨论大致的物理思想，不涉及计算细节。如果要计算这个转盘参考系的物理细节，则需要用到比较复杂的微分几何知识，因为这个转盘参考系不是一个超曲面正交的类时矢量场，情况比较复杂。建议读者参考梁灿彬教授编著的相关书籍，这里不再展开。）

同时，从物理上说，旋转的参考系是非惯性系，而非惯性系可以通过加上一个惯性力变成惯性参考系。综合数学层面与物理层面，爱因斯坦提出，惯性力可以导致空间的弯曲。这在当时是一个巨大的思想变革。

在之前的1907年，爱因斯坦已经通过自由下落的电梯将惯性力与引力等效起来了。现在，有了这个将惯性力与弯曲空间联系起来的思想，爱因斯坦很容易就把引力与弯曲空间联系起来，打通了学术上的“任督二脉”。在此基础上，爱因斯坦最终提出了广义相对论的基本思想，那就是引力等价于空间弯曲。

埃伦费斯特之死

1912年，埃伦费斯特在布拉格第一次遇见了爱因斯坦，从此以后他们成了好朋友。爱因斯坦内心深处很感激埃伦费斯特提出的这个转盘实验。由于爱因斯坦正好要去母校苏黎世理工大学工作，他建议埃伦费斯特继承自己在布拉格大学的职位，但布拉格大学没有接受埃伦费斯特的职位申请。

1912年8月，洛仑兹辞去了在莱顿大学的教授职位，并指定埃伦费斯特为他的继任者。这样，埃伦费斯特才在荷兰稳定下来。这时埃伦费斯特32岁，还算年轻。

在莱顿大学，埃伦费斯特在统计物理学的相变理论中做出了杰出贡献。在量子力学中，也有一个以他名字命名的定理。十年后，在学术上造诣更深的埃伦费斯特取得了荷兰国籍。

但与他的老师玻尔兹曼一样，最后埃伦费斯特选择了自杀。

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文章来源：《湖南中学物理》 网址: http://www.hnzxwlzz.cn/zonghexinwen/2020/0629/332.html