廣義相對論和狹義相對論到底是講什麼的？能有個簡單的比喻說清楚嗎？

11-25

物理學最早的對稱性是伽利略對稱，或伽利略變換隻是空間坐標的變換，與時間無關，意味著在此基礎上的牛頓定律通過它對任何不同運動狀態的觀察者而言是不變的。這種變換和不變性意味著物理定律對不同慣性系統的對稱性。

但麥克斯韋把電和磁統一成一組方程後，問題出來了，光速可以從其方程里算出來，而且實驗物理學家發現光速是個常量，與觀測者的運動狀態無關。通過光速不變，會導致推論出高速運動的時間膨脹，和空間收縮，甚至E=MC2。愛因斯坦甚至宣布世界的一切事物都是以光速在時空中運動。高速運動的系統里意味他在時間裡的運動比靜止系統的慢，因為他在時間裡的運動有些轉移到空間了，所以他的鐘會變慢。進而推論假如系統在時間裡的運動完全轉移到空間來了，系統在空間的運動速度就達到最大速度。進而推論到以光速在空間運動的系統，沒有一點在時間運動，因此光子不會老，從大爆炸出來的光子到今天依然一樣，在光速下，沒有時間的流逝。

這時需要引進洛侖茲變對稱性，它的基本意思是這樣的，一個物理定律對不同的慣性系都有不變的形式結構，同時在不同的慣性系看來光速是不變數。愛因斯坦用洛侖茲變換檢驗和改造了牛頓力學，使之成為洛侖茲不變的力學理論——狹義相對論。「所謂相對論，與其說是一種理論，不如說是對物理理論的一種很合理很基本很公理化的要求」，就是要求物理理論要滿足洛侖茲不變性。愛因斯坦對上帝思想的直覺判斷，他相信上帝的思想和美學極其簡單，它不過就是要求上帝的旨意不能因時因地因人而異，於是這個簡單得不能再簡單的要求演繹出特別費解和深奧的理論。但再費解的東西也必須能被理解，比如，光速是常量，如果一個奔跑的人（速度為V）向你拋來一個光速(c)的蘋果，按常理蘋果速度是V+c 的話，那麼會出現什麼情況呢？你將先看到飛來的蘋果，後看到投擲的動作。

狹義相對論與以前的物理學規律一樣，都只適用於慣性系。但事實上卻很難找到真正的慣性系，愛因斯坦有一個「愉快的思想旅程「，他發現在一個空間的人是區分不出他是以1G的加速度飛行，還是在地球上，這就是」等效原理「，---加速度和引力是等效的----這樣就可以用加速度來理解引力了。然後他發現了在加速度飛行飛船上的射出的光線是彎曲的，而光線總是按最近的距離傳遞，進而推論引力會導致空間彎曲，「質量導致時空彎曲，而彎曲的時空又決定物質的運動」「Matter decides times and space, time and space decides the movement of matter」。這是廣義相對論的最簡單文字表述了，雖然數學上表述和求證相當複雜。事實上他包含了及其深刻的對稱性，廣義坐標不變性。不同的加速度時空體系，測得其他體系的速度是不同的，但在本體系中的物理定律不變。我舉個例子，一個以近似光速運動的粒子，在地球人看壽命是8秒，此後衰變，而在粒子自身的時鐘里它自我感覺存活了2秒，在地球人看它奔跑了8倍光速的距離，在它自己看來，它只跑了2倍光速的距離。所以在洛侖茲變換下，同一個物理事件，用不同慣性系的時鐘所測量出的運動距離、運動時間都不相同，但是同一個事件在不同慣性系看來不僅能推導相同的物理定律，而且能測量出相同的光速。

The central idea of general relativity: Matter tells space how to curve. Space tells matter how to move.
-- John Wheeler

To commenters who desperately need Chinese translation:

Bite me.

伽利略：我坐在平穩行駛的火車裡，我分不清是火車沒動地面在向後走，還是地面沒動火車在向前走，我認為這兩種看法是一樣的。如果有人把車窗都關了，我無論如何都不知道火車什麼速度向什麼方向行駛。（相對性原理）
眾人：樓主正解，樓主大牛。
=====若干年後=====
眾人：火車怎麼開，測到的光的速度都一樣，怎麼回事？
石頭：光速不變，樓主還是正解。（狹義相對論）
眾人：哦。。。樓上大牛。
石頭：而且我不需要火車平穩行駛。如果我感到有加速度，我分不清是火車加速了，還是火車後面出現了質量巨大的東西。如果我一覺醒來在電梯里，並且覺得失重，我無論如何都不知道，是電梯在地球上向下加速呢，還是我被人搬到月球上去了。（廣義相對論）
=====深奧的總結=====
狹義相對論：所有慣性參照系都等價。
廣義相對論：所有參照系都等價。
=====傲驕的補充=====
看了其他答案，發現都和本人一字之差：
我眼中：不同的參照系都一樣。
其他人：不同的參照系不一樣。
不得不說，這一字之差，卻是理解相對論的關鍵。http://www.zhihu.com/question/20232756/answer/14435857

其實從數學上來說，狹義相對論和廣義相對論之間的鴻溝比牛頓力學和狹義相對論之間的區別還要大。。舉個不恰當的例子，如果牛頓知道「光速不變原理」和「相對性原理」，他完全可以推出一整套狹義相對論出來，這在數學上沒有任何困難，尤其是對牛頓這樣當時的數學大牛而言；但是牛頓絕對搞不出廣義相對論，為什麼？因為牛頓時代的數學工具遠遠不夠；作為廣義相對論數學框架的微分幾何學20世紀才開始發展，而微分幾何必不可少的張量分析等線性代數工具我沒記錯的話應該也是19世紀才出現；因此在一個學數學的學生看來，廣相要深刻得多；它不僅僅把研究時空的物理學納入幾何學的框架之中，深化了人類對時空的理解，而且同樣也促進了數學的發展，尤其是一門叫做幾何分析的學科的大發展；之後Yau證明正質量猜想獲Fields獎的工作，也是在廣義相對論的setting下做的，雖然數學意味已經濃很多了

狹義相對論證明了：你和心愛的姑娘坐在近光速飛船里談情，時間會過的很慢。
廣義相對論證明了：你和心愛的姑娘坐在黑洞視界附近說愛，時間也會變得很慢。

相對論裡面東西很多，一句話解釋的話，就來解釋一下它的哲學思想吧。

相對論的哲學自然是講相對的。它是相對主義的代表作。它的核心就是。。。。

相對性原理。

這個世界有一種人，他們100%的相信自己接受的教育，是100%的相信，而不是理解。他們是教條主義者，是最為虔誠的教徒。最喜歡給科學摳字眼的鷹派科普狂熱者。WG時期下手最狠的HWB，最喜歡背誦定理而不是理解定律。他們認為聖經一個字都不能改。寫在紙上的東西就是真理。一切沒聽說過的東西一定是錯的。是虛偽的。是邪惡的。他們把中學書本當絕對教條，把超綱的東西當做不存在，他們把無知當成理直氣壯。

記得當時的中學課本上就有這麼兩段。

「圓周運動需要向心力。而離心力是不存在的」
「衛星做環繞地球運動是引力提供了向心力，不能看作是不受力」

這就是教條主義了。很多人最喜歡死背這種概念了。

可是相對性原理呢。則是這麼打臉的。

教條主義-----
圓周運動需要向心力。而離心力是不存在的。

相對性原理
以普通的慣性系作為參考系，圓周運動需要向心力。並不存在離心力。
以圓周運動的旋轉參考系來看，圓周運動的物體受離心力。這個離心力是由於整個宇宙的旋轉產生的引力磁性疊加而成。

教條主義
衛星做環繞地球運動是引力提供了向心力，不能看作是不受力

相對性原理
以引力場所在的參考系來看，衛星做環繞地球運動是引力提供了向心力。
以作環繞運動所在的參考系來看，演測地線方向運動可以視作局域慣性系。

看起來教條主義也沒什麼錯嘛。。。那麼接著看下去吧。

教條主義
廣義相對論是廣義相對論，俠義相對論是俠義相對論。

相對性原理。
雙生子詳謬的環境里。
以地球參考系來看，計算各個事件的發生時間是一個狹義相對論問題。
以飛船作為參考系來看，計算各個事件的發生時間是一個廣義相對論問題。

教條主義
電場就是電場，磁場就是磁場，兩者完全不同。

相對性原理
某些參考系下，兩個電荷的受力是電場引起的問題。在改變了參考系來看就是電場和磁場引起的。
（電場換了參考系就變成了磁場）。

教條主義
事物的本質是不可改變的。比如事件的先後次序。

相對性原理
事物的本質依照參考系不同而不同。對於有著類空間隔的兩個事件，參考系選取的不同次序也不同。

那麼什麼是相對性原理呢。

任何參考系（包括慣性系，非慣性系）下的物理規律都完全一樣。在不同的參考系下，同一個客觀場景會截然不同，電場會轉變為磁場，狹義相對論時間差會轉變為引力紅移。慣性會轉變為引力磁性。事件先後，長短大小，時間快慢，質量能量。更是截然不同。

但是不同的參考系下的物理規律進行截然不同的演算，所預言產生的客觀事實會彼此」相同「。它們用截然不同的看似全然無關的運算會得到完全相同的結果。做出一致的」預言「。

因為他們都體現了唯一的自然。

狹義相對論做的事情是把伽利略群替換成了洛倫茲群, 廣義相對論做的事情是把洛倫茲變換提升到一般的微分同胚變換, 引力可以理解為與能量動量張量耦合的對象, 能動張量決定時空曲率, 時空曲率又決定了引力。

狹義相對論：所有的慣性系是一樣的，你用哪一個都行，只要按照特定變換關係來。

廣義相對論：所有的參考系（慣性系和非慣性系）都是一樣的，你用哪一個都行，只要按照特定變換關係來。

如果嫌大家的比喻複雜，可以參見鄙人的比喻：為了讓光速什麼時候都保持不變，狹義相對論讓屌絲和高帥富對時間和空間產生了不同的看法：

開始時如上圖，一束光從下面的面板出發，這束光對準腳印b

結束時如下圖，光到達高帥富的茶杯下部。在高帥富和屌絲眼中，光走過的路程是不一樣長的。狹義相對論為了保證光速不變，讓兩個階級對時間的快慢的看法有了分歧。
還有一個例子是讓高帥富和屌絲眼中的茶杯的長度不同的。這裡就不舉了。
廣義相對論就不好舉例子了。

https://zhuanlan.zhihu.com/p/25846831 我對狹義相對論一點粗淺的理解，推導很簡單，只涉及到初中數學，應該對題主有所幫助。

廣義相對論是愛因斯坦關於描述引力的理論，惠勒說過GR講的是物質告訴時空如何彎曲（愛因斯坦場方程，解為度規，描述時空幾何），時空告訴物質如何運動（自由質點在時空裡面走測地線）。補充一點，度規作為動力學量需要演化，同時也是物理場演化的時空背景場，其雙重角色性是導致GR中有很多困難的問題

答案摘自霍金的＂大設計＂或者＂時間簡史＂（具體摘自哪我也記不清了、）

1905 年，愛因斯坦在他 26 歲時發表了一篇名為《論動體的電動力學》的論文。文中他假設物理定律和作為特例的光速對所有做勻速運動的觀測者來說都應該具有相同的形式。結果證明這個觀點需要變革我們空間和時間的概念。為了理解何以如此，我們設想噴氣式飛機上在同一地點但不同時間發生的兩個事件。對飛機上的觀測者來說，兩個事件之間的距離將會是零，但對於地面上的另一名觀測者而言，兩個事件隔開了一段距離，這段距離等於噴氣式飛機在兩事件發生的時間間隙內經過的距離。這表明兩名彼此相對運動的觀測者在事件發生的距離上出現了意見分歧。

現在假設這兩名觀測者都在觀測一個從機尾行進至機頭的光脈衝。正如上述例子，他們將在光脈衝從機尾發射到機頭接收經過距離這一問題上產生分歧。由於速度就是經過距離除以所用時間，因此這也就意味著，如果他們對光脈衝行進的速度——即光速——意見一致，他們就會對光脈衝從發射到接收所經過的時間間隔意見不一致。
使事情變得奇怪的是，儘管這兩名觀測者測得了不同的時間，但是他們卻是在觀察著同一個物理過程。愛因斯坦並不試圖為此建立一個人為解釋。他得出了一個符合邏輯但卻令人震驚的結論，
所用時間的測量正如所經距離的測量，依賴於正在進行這項測量的觀測者。這個效應是愛因斯坦 1905 年論文所述理論的關鍵點之一，該理論形成了所謂的狹義相對論。

如果你在噴氣式飛機上彈球，在飛機上的觀測者會肯定地認為球每次反彈都撞在同一點，而地面上的觀測者則會測量出反彈點位置的巨大差異。
假如我們考慮兩名觀測者觀察一隻鍾，就能發現這個分析如何運用到計時儀器上。狹義相對論保證了，在相對於鍾保持靜止的觀測者看來，鍾走時會變快，而在相對於鍾運動的觀測者看來，
鍾走時會變慢。如果我們把從機尾行進至機頭的光脈衝比擬為鐘的滴嗒聲，我們會發現，在地面上的觀測者看來，鍾變慢了，因為這道光束相對於他的參照系不得不行進更大的一段距離。然而
這個效應並不依賴於鐘的機械構造，它對所有鍾成立，甚至包括運動著的鐘看上去走時更慢。由於這同樣適用於生物鐘，所以運動著的人看上去也將衰老得更慢，但別抱太大希望——在日常的速度下，任何常規的時鐘都測量不出其中的差別。
愛因斯坦的研究表明，正如靜止這樣的概念是相對的，時間也不會像牛頓認為的那樣絕對。換句話說，要為每個事件賦予所有觀測者都贊同的時間是不可能的。相反，所有的觀測者都有他們自己的時間測量，而且兩個彼此相對運動的觀測者所測量的時間並不一致。愛因斯坦的觀點違背了我們的直覺，因為對於我們日常生活通常遭遇到的速度而言，它所蘊含的效應是無法覺察的。
但是，它已經被實驗反覆確證了。舉例來說，設想一隻位於地面用作參照的鐘，另一隻鍾位於地表，第三隻鍾搭載于飛機上，飛機順著或者逆著地球自轉的方向飛行。與位於地心的鐘比照，當
飛機向東飛行時——順著地球自轉方向——飛機上的鐘移動得比地表那隻更快，因而它走時應該更慢。類似地，與位於地心的鐘比照，當飛機向西飛行時——逆著地球自轉方向——飛機上的鐘
移動得比地表那隻更慢，因而意味著它走時應該比地表的那隻更快。這正是 1971 年 10 月進行的一項實驗的觀測結果，實驗中讓一隻非常精密的原子鐘圍繞著地球飛行。因此，你可以搭乘飛機
朝著向東的方向環繞地球一直飛行以此來延長壽命，儘管你可能會對航空公司播放的所有電影感到厭煩。不過，這個效應是非常微小的，每一次環行大約為億萬分之十八秒（而且這個效應還會
由於引力差異的效應而有所減小，但是這裡我們不必去涉及它。）
歸功於愛因斯坦的研究，物理學家意識到，如果要使得光速對所有的參照系都保持相同，那麼麥克斯韋的電磁學理論就要求不能將時間作為與三維空間分離的對象來看待。相反，時間和空間糾纏在一起。這就有點像把關於未來/過去的第四個方向加到通常的左/右、前/後和上/下的三個方向中去。物理學家把這種空間和時間的結合稱為「時空」，又因為時空包含了第四個方向，所以
他們把時間稱為第四維。在時空中，時間不再與三維空間分離，而且粗略地講，正如左/右、前/後、上/下的定義依賴於觀測者的方位，時間的方向也隨著觀測者的速度而變化。以不同速度運動
的觀測者會從時空中選擇不同的時間方向。愛因斯坦的狹義相對論因而成為了一個新模型，它排除了絕對時間和絕對靜止（即相對於固定的以太靜止）的概念。
愛因斯坦很快意識到，為了使引力與相對論協調還需要作另外一個改動。根據牛頓引力理論，在任何給定的時間，物體通過引力彼此吸引，引力的大小取決於當時物體間的距離。然而相對論已經推翻了絕對時間的概念，因此就無法確定應於何時去測量質量物體之間的距離。所以牛頓的引力定律和狹義相對論並不一致，必須加以修正。這個矛盾聽起來可能僅僅是一個微不足道的修改。但是，結果表明這種想法大錯特錯了。

在接下來的十一年裡，愛因斯坦發展了一個新的引力理論，
稱為廣義相對論。廣義相對論中的引力概念與牛頓的完全不同。
相反，它建立在革命性的設想之上，即時空並非像早先假定的那樣平坦，而是被處於其中的質量和能量扭曲變形。
想像這種彎曲的一個好辦法就是思考地球的表面。儘管地球表面只是二維的（因為沿著這個表面只存在兩個方向，北/南和東/西），我們還是將用它作例子，因為一個彎曲的二維空間比一個
彎曲的四維空間更容易想像。研究諸如地球表面這類的彎曲表面的幾何不是我們熟悉的歐氏幾何。舉例來說，地球表面，兩點間最短的距離——我們知道在歐氏幾何中這是一條直線——是在所
謂的大圓上連接兩點的路徑。大圓是在地球表面上圓心與地球中心重合的圓，赤道就是大圓的一個例子，赤道圍繞不同的直徑旋轉所得的任何圓也是大圓）。
比如說，想像你要從紐約飛往馬德里，這兩個城市幾乎處於同一緯度。如果地球是平的，那麼最短的路線就是一直向東的一條直線。如果你這樣飛的話，你將飛行 3707 英里才能到達馬德里。
但是由於地球表面是彎曲的，有這樣的一條路線，儘管在平面地圖上看起來是彎曲的也顯得更長了，但實際上卻是更短的。如果你沿著大圓的路線飛行，先向東北方向飛行，再逐漸向東，然後
再往東南，你只需要飛行 3605 英里。這兩條路線距離的差別是由於地球表面的彎曲所造成的，這也是非歐氏幾何的一個示例。
航空公司知道這個事實，每當實際飛行時都安排飛行員沿著大圓飛行。地球表面上兩點之間最短的距離，當繪製在平面地圖上時就顯得彎曲——這是需要記在腦海里的事實，如果你還正式檢驗過的話。
按照牛頓運動定律，加農炮彈、牛角麵包和行星等等的物體都沿直線運動除非受到了諸如引力這樣的外力作用。但是，在愛因斯坦的理論中，引力不像其他的力，毋寧說，它是質量扭曲時
空發生彎曲這一事實的結果。在愛因斯坦的理論中，物體沿測地線運動，測地線是彎曲空間中最接近直線的東西。在平面上，測地線是直線；在地球表面，測地線是大圓。如果不存在物質，四維時空中的測地線就對應著三維空間中的直線，但是當物質存在時，它就扭曲時空，物體在其對應的三維空間中的路徑就發生彎曲，這在某種意義上就好像牛頓理論中用引力吸引來解釋的那種
樣式。當時空不再平坦，物體的路徑就顯得彎曲，這就給人以外力作用於它們之上的印象。當引力不存在時，愛因斯坦的廣義相對論就複製狹義相對論，
並且在我們太陽系這樣的弱引力環境中，它也能做出與牛頓引力理論幾乎相同的預測——但不完全等同。事實上，如果在 GPS 衛星導航系統中不考慮廣義相對論，那麼全球位置的誤差就會按每天大約 10 千米的速率累積！不過，廣義相對論的真正重要性並不體現在把它運用於引導你去餐館的那些設備上，而在於它是宇宙的一個非常不同的模型，它預測了諸如引力波和黑洞這樣的新效應。此外，廣義相對論還把物理轉換成了幾何。現代技術足夠靈敏，允許我們進行驗證廣義相對論的大量精密實驗，而廣義相對論通過了這所有的檢驗。

廣義相對論講的是空間的不平整作為引力的體現，狹義相對論是廣義相對論時空趨於平坦的極限線性情形，主要考慮時空截面的角度對觀測結果的影響，就好像牛頓體系是狹義相對論速度趨向0的極限情形……

轉載一篇文章，寫的挺好
即使沒有學過相對論的人也一定聽說過它的一些內容。比如，（1 ）設甲乙
二人為同時出生的孿生兄弟，甲乘高速飛船離開地球一段時間後返回，則甲返回
時比乙年輕，飛船的速度越高則甲比乙年輕得越多，相差幾十歲也不希奇。這就
是相對論所說的「運動的時鐘慢」。

運動得越快則時鐘越慢。火車、飛機的速度對於顯出相對論效應實在太慢了，
以至於對時鐘的影響遠不足以被覺察到。象上面說的那樣相差幾十年，需要和光
速具有可比性的速度，比如光速的1/10或1/2 ，等等。另外「時鐘慢」並不只是
鍾走的慢，人也長得慢、老得慢、心跳得慢，機器運轉慢、磨損慢……，如果乙
能從地球上看到從甲船發回的電視實況，他會發現甲的一舉一動都慢，一切都慢。

上面的例子中，甲在飛船上，乙在地球上。如果把地球也換成飛船，情況如
何？

（2 ）設甲乙二人為同時出生的孿生兄弟，甲乘坐飛船甲，乙乘坐飛船乙，
甲乙二船相互高速遠離，後又相遇。問，是甲比乙年輕，還是乙比甲年輕？

請仔細想一想這個問題再往下看。

在（1 ）中，人們實際上把地球當作了靜止的，把飛船看作運動的，即以地
球為參照物，於是根據「運動的時鐘慢」推出飛船上的時鐘比地球上的慢，推出
甲比乙的生命活動慢，推出甲比乙年輕。當某物體與地球相對運動時，人們總是
不自覺地把地球想成靜止的。

然而在（2 ）中，沒有了地球，則既可以（a ）以甲船為參照，看作甲船靜
止、乙船運動，得出乙比甲年輕；也可以（b ）以乙船為參照，看作乙船靜止、
甲船運動，得出甲比乙年輕！

再假設一飛船丙，在任何時刻，丙船與甲船的相對速率與丙船與乙船的相對
速率均相等，則若（c ）以丙船為參照，甲乙二船同樣快地運動，而甲乙二人同
樣年輕或同樣衰老。

回過頭來看（1 ），如果確切地表述，應該是以地球為參照，甲比乙年輕；
以飛船為參照，乙比甲年輕。

哎呀，不得了，歷史會分岔！

是的，在相對論的宇宙觀中，時間不再是絕對的，空間也不再是絕對的，歷
史也不再是唯一的。如果你坐在甲船上，你就會見到乙比甲年輕，你就是這一歷
史的見證。如果你坐在乙船上，你就會見到甲比乙年輕，你就是這一歷史的見證。

觀察的結果依賴於觀察者和甲船、乙船的相對運動情況。

為什麼會這樣，有沒有什麼是和觀測者的運動無關的，無論觀測者或觀測儀
器如何運動，觀測結果卻不變？

有，但不是任何物體，而是物理學定律和真空中光的傳播速度。

廣義相對論的基礎就是（1 ）任何參照系，無論它運動狀態如何，對於描述
物理定律（自然規律，如力學定律）都是等效的，此稱為相對性原理，這一原理
否認存在一個特殊的、靜止的物體或參照坐標系，物體的運動或靜止都是相對於
其他物體而言的；（2 ）真空中的光速在任何參照系中都相同，此稱為光速不變
原理。

物理規律和真空中的光速與觀測者的運動無關，具有對於觀測者運動狀態的
不變性，或稱守恆性。實際上相對論正是基於這兩個不變性，才推導出時間和空
間的相對性。

拿上面例子來說，以甲船為參照和以乙船為參照所觀察到的現象雖然不同，
一個是乙更年輕，一個是甲更年輕，卻都服從「與參照物做相對運動的物體的時
鍾比參照物的時鐘慢」這一規律，體現了相對性原理。反之，如果以甲船為參照
和以乙船為參照所觀察到的現象相同，比如都是乙更年輕，則可以推出甲船絕對
靜止，而乙船運動，可憑什麼把甲定為絕對靜止？這違反相對性原理。

有人可能會想，如果相對運動的時鐘不變慢就好了，那樣以甲船為參照所觀
察到的現象是甲和乙同樣年輕，而以乙船為參照所觀察到的現象也是甲和乙同樣
年輕，不僅在現象上相同，而且在「時鐘快慢與相對運動無關」這一規律上也一
致，符合相對性原理。不幸的是，「時鐘快慢與相對運動無關」違反光速不變原
理，回到了經典力學的絕對時空觀。按照絕對時空觀，時間空間獨立存在，與里
面有沒有物體、物體如何以及物體如何運動都無關，而物體是被「放」在時空中
的，這樣必然推導出迎著一道光線運動的儀器測得的光速大於順著這道光線運動
的儀器測得的光速，這不符合實驗事實。實驗告訴我們光速不變，那麼時間和空
間就必須得變，時空不是獨立於物質的存在，而是物質的廣延，沒有物質根本談
不到時空。

真是玄妙啊。總之，現象或者說歷史的不一致性是由物理定律和光速的一致
性決定的。

1991年，我在大學二年級學習狹義相對論，在做作業的時候很自然地想到了
上面的內容。我相信很多前人，包括愛因斯坦，早已經想到了這一層，只是沒有
公開地寫在書里，或是寫了卻沒有被介紹到國內。這些內容很玄妙，有可能引起
某些人世界觀的混亂。

最近我把相對論與東方哲學尤其是大乘佛學做了對照，得到了一些啟示，並
寫在了下面。讀者必須了解一些大乘佛學知識才能讀懂下面的內容（可參閱簡明
大乘佛學）。

物理學是承認物體的「有」的，但是相對論物理又告訴我們，在我們的參照
系看到的是事情的一個「相」，而事情還有許多其它的相。之所以有這些不同的
相，是由於各個參照系運動狀態的不同。既然「相」依賴於觀測者的運動狀態，
那麼它就沒有獨立存在性，這就是「自性空」。

中觀論主要是從事物產生和維持的條件等客觀因果關係來論證自性空的，後
來瑜珈行派又從客體被主體的認識的條件，即心對境的認識上的因果關係來論證
自性空。而藉助於相對論，可以另闢奚徑，從一個嶄新的角度來論證自性空。

相對論所說的觀測，並不特指人的觀測、認識，可以是儀器，但是即使人和
儀器都沒有也不要緊。「對於某參照系，事情如何如何」是確切的說法，其中並
不包括「觀測」二字，不管是否有觀測者，是否有觀測行為發生，對於某參照系，
事情就是如何如何。以參照係為因，「相」為果，這不同於心對物的認識上的因
果，而是一種客觀的因果，但與事物產生、維持條件的論述角度不同，所以有理
由認為，相對論可以為空性說的論證作重要補充。

相對論否定了時空的絕對性、不變性，但確立了物理規律和真空中光速這兩
種東西是不變的，對任何參照系都一樣，但它們都不是具體的事物，而是一些規
律（「真空中光速為一常數」也是一個規律），因此不能作為所謂的宇宙本體。

而佛學也不承認有宇宙本體。佛學的「實相」是指宇宙的真實的樣子，而常
人所看到的都是不實的虛相。可以看出其與相對論的類似性。那麼實相是否就是
物理規律和光速呢？不。實相是不可言詮的，用語言或其它的符號來描述實相只
能是近似的、不完全的。

狹義相對論：鐘慢尺縮。廣義相對論：彎曲時空。這樣說你覺得夠簡單了么2333333

狹義相對論是可以很簡單就說清楚的。

我在地面上花1秒鐘走了1米，在時空平面上，對應（1,1）這個矢量，這是以地面做參照系。如果以我自己做參照系，剛才的物理過程是怎樣的呢？

在牛頓力學中，時間是絕對的，所以對於地面來說的1秒，換到我的參照系，也依然是1秒。但是空間是相對的，對於地面來說的1米的距離，換到我的參照系之後，會變為0米，所以（1,1）這個矢量變成了（1,0）。如下圖所示：

這張圖就是伽利略變換的幾何圖像。伽利略變換是牛頓力學整個建築的地基，類似幾何學中的公理，並不存在更基本的原理來推導出伽利略變換。

相對論之所以稱之為物理學的革命，就是因為相對論改變的不是牛頓力學的某個結論，而是作為整個牛頓力學基礎的伽利略變換。

從伽利略變換的幾何圖像能看到，變換參照系時，時空矢量是沿著直線變換的，而到了狹義相對論，上面的直線變成了雙曲線，如圖：

上圖的變換叫做洛倫茲變換，是現代物理大廈的新的地基。同樣，也不存在某個更基本的原理來推導出洛倫茲變換。

從幾何圖像上能明顯看出，原先對於地面來說的1秒，變換到我自身的參照系之後，明顯是小於1秒的，也就是說，時間不再是一個絕對量，而變成了跟參照系有關的相對量。

從牛頓力學到相對論力學，核心的變化，其實就是從直線變到了雙曲線。不過是把一條線往裡彎了一下而已，理解上並沒有太多困難，所以，狹義相對論還是很簡單的。

引力和相對論性運動

狹義，動尺變短，動鍾變慢；光速永恆，對方效應。

廣義，質量扭曲了時空，引力是時空的幾何特性。

狹義相對論：天上一天，地上一年。
廣義相對論：遠在天邊，近在眼前。