相對論的四維語言是怎樣的？《張朝陽的物理課》介紹電動力學與相對論的關系

狹義相對論的四維語言是怎樣的？電動力學與狹義相對論具有怎樣的關系？夏天的時候白車比黑車更節能？9月25日12時，《張朝陽的物理課》線下第九課開播，搜狐創始人、董事局主席兼CEO張朝陽介紹了為什么麥克斯韋的電磁理論與牛頓時空觀矛盾，從而介紹起狹義相對論的四維形式，并推導了電磁勢所滿足的方程以及得到了推遲勢解。期間，張朝陽還介紹了在夏天的時候，白車比黑車更節能的物理原理。

張朝陽先介紹了麥克斯韋電磁理論與牛頓時空觀的矛盾，并說明了為什么牛頓時空觀下不存在速度上限。現實世界是存在速度上限的，他在此基礎上說明了這個最大速度的值與參考系無關，并以參考系變換的不變量為基礎，類比空間轉動來引入“虛時空”上的轉動，從而求得了洛倫茲變換的表達式。

然后，張朝陽通過引入電磁勢，并借助洛倫茲規范條件得到了電磁勢所滿足的方程。他先求解了電荷量隨時間變化的點電荷的標量勢，然后通過疊加原理得到了一般電荷分布的標量勢推遲解。得到標量勢的解之后，通過類比，寫出了矢量勢的推遲解。

同時，張朝陽計算了黑車在夏天正午時分的吸熱功率，并借助熱力學知識分析了空調需要多少電能才能把吸收的熱量排出車外。在極端的條件下，空調每小時需要一度電才能將太陽照射的熱量排出車外。因此，白色車在夏天要比黑色車更節能。

在本次物理課上，張朝陽還講解了BMW iX Flow車身上開創性地應用了電子墨水（E-Ink）技術，彰顯寶馬科技創新能力及未來豪華出行暢想。他通過分析電子墨水的微觀結構，借助電磁學講解了電子墨水的原理。

截至目前，《張朝陽的物理課》已直播八十余期，內容豐富、覆蓋廣泛，理論公式由淺入深、繁簡交融。從去年11月開啟第一節物理直播課，他先是從經典物理學開始，科普了牛頓運動定律等；而后從經典物理的“兩朵烏云”說起，向近現代物理過渡，探討了黑體輻射理論中的維恩公式、普朗克公式等知識。

此后逐步進入量子力學領域，從基礎的薛定諤方程等理論內容，到氫原子波函數，再到氣體定容比熱的溫度階梯，并順勢講解了熱力學定律。接著回到了經典物理，推導出飛船運行軌跡，估算太陽的結構與性質以及中子星的自轉速度，隨后講解了陀螺的進動，還計算出月球的潮汐高度。緊接著開始介紹狹義相對論的四維語言，并逐步過渡到了電磁學。

《張朝陽的物理課》的直播風格獨樹一幟：注重推導，通過一步一步詳盡的數學計算，推導出相關的物理公式，把每個公式從頭到尾拆解得十分清晰。

據了解，《張朝陽的物理課》于每周周五、周日中午12時在搜狐視頻直播，網友可以在搜狐視頻“關注流”中搜索“張朝陽”，觀看直播及往期完整視頻回放；關注“張朝陽的物理課”賬號，查看課程中的“知識點”短視頻；此外，還可以在搜狐新聞APP的“搜狐科技”賬號上，閱覽每期物理課程的詳細文章。

除了《張朝陽的物理課》外，在直播方面，搜狐視頻正持續打造知識直播平臺，邀請各個科學領域的頭部播主入駐，進行科普知識直播。復旦大學教授、科技部重點研發項目負責人趙斌，高中數學名師、《十年高考》數學科主編鄭冬冬等帶來“奇思妙想開學季”系列科學公開課；知名知識播主、地理教育專家雷亞鳴，浙江大學化學系博士后、蛟龍號首位大洋深潛女科學家唐立梅等帶來“好奇一夏”系列直播，探索月球與大海；中國科學技術大學副教授李旭，中國科學院南京地質古生物研究所研究員馮偉民等開啟趣味科普，與古生物進行跨越億萬年的生命對話。未來還將有更多知識播主入駐搜狐視頻，一起互動玩轉科學。