最通俗的狭义相对论讲义颠覆您的宇宙观「狭义相对论理解」

时间：2022-11-24 09:47:13来源：搜狐

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今天试着用简单的语言来解释一下狭义相对论，水平有限，大家将就着看吧。

相对论从诞生那一天开始就一直被质疑着。质疑他们的不仅仅是很多不明白它的普通人，甚至很多科学家也经曾经反对它，当然了，宗教人士不算在内。

既然爱因斯坦提出了相对论，那么早期一定是有那么一个绝对论了吧。

事实上也是如此的。在爱因斯坦之前，从人类开始进入文明时代开始，人们一直是相信绝对论的。相信有绝对的空间和时间。

绝对位置很好理解。早期的时候我们人类的认知能力很有限。人们相信地球是宇宙的中心，太阳、星辰都围绕着地球运转，这就形成了一个绝对静止的概念。任何物体都可以有一个绝对的空间位置。

绝对时间就更好理解啦。只要我们有足够好的钟表，不管谁拿着去测量一个时间的时间间隔都应该是一样的。

然而这种绝对位置和绝对时间的理念在牛顿发表了三个定律之后被打破了。因为牛顿定律告诉我们，并不存在一个静止的唯一标准。

这话什么意思呢？其实很简单，我们在飞驰的高铁上打乒乓球和在地面上打乒乓球其实效果是一样的。我们在高铁上，并不能感受到我们的飞驰（当然了，我们其实心里是知道的。但如果你在不知情的情况下被送到飞驰的高铁上，你就不知道）。而在地面上的人，观察高铁车里面乒乓球的运动路线，会和高铁上的人看到的乒乓球运动路线完全不同。

从这个意义上来说，其实是牛顿第一次提出了相对论，只是这是一个部分相对论。运动和静止其实都是相对的，没有绝对的静止。

狭义相对论是爱因斯坦对牛顿定律的修正。

随着科学和技术的进步，人们测量的手段慢慢的提高了。在牛顿那个时代只能测量低速运动的物体，那个时代是我们地球文明从农耕走向蒸汽机文明的时代。而时间进入到20世纪的时候，文明进入到了电力的时代，所以科学的研究也迅速滴跟进。开始对电、磁各种现象进行深入滴研究。

1865年，英国物理学家麦克斯韦把电力和磁力的部分理论整合起来，发现原来光就是一种电磁波（这个认识现在成为大家的共识，也是常识了。）并且，这个理论预言光总是以固定的速度传播，而且这种固定速度是相对于任何物来进行测量的。

1887年，这种光速相对于任何物体都是以固定的速度运动的预言被一个实验给证实了。迈克尔逊和英雷做了一个精度非常高的实验。他们把地球运动方向，以及垂直于运动方向的光速进行了比较。他们惊讶地发现，这两个光速完全一样。

等等，写到这里我们喘口气。安静地想一下刚才那个试验中光速相等是怎么回事？

我们知道，地球绕太阳运动的速度是很快的，在近日点附近的速度是30.3千米每秒，远日点附近的速度是29.3千米每秒。这可不是一个很慢的速度。按说这个时候，这么大的速度差别，以当时的实验精度是绝对能测出来的。这个时候如果我们用牛顿定律解释，地球运动方向相同的光速应该是地球速度光速。现在我们发射火箭使用低纬度轨道就是这个原理，用地球自转的速度，减少火箭的能量消耗，降低发射重量，提高推重比。

然而，实验结果是光速没变。这完全颠覆了我们对常识的认知。地球的运动速度跑哪去了？

下面的解释是重点！重点！重点！（重要的事情说三遍）

这里要说相对论的一个最最重要要的贡献，空间和时间都是相对的。

按照牛顿的绝对时间和空间理论，如果我们发射一个光脉冲从A处到B处，不论是谁去观测，他们对于光走过的时间测量的结果都是一样的。但是不同的观察者对于光走过的路程的测量结果可以不一样。（参考上面我说的那个在高铁上打乒乓球的实验。），那么，由于速度等于单位时间内走过的距离，所以光速也应该是不一样的。这样牛顿理论跟实际测量的结果就出现了巨大的偏差。

我们是应该相信实际测量结果还是相信理论推导？答案一目了然啊，必须相信实际测量结果啊。