簡單的說,相對論到底講了些什麼?

簡單的說,相對論到底講了些什麼?

來自專欄更好時代

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(音頻由 CV 楊一方演繹)

簡單的說,相對論到底講了啥?來自更好時代00:0003:45

說到相對論,很多人可能會認為它講的是世界上沒有什麼東西是絕對的,都是相對的,但是這完全是胡說八道,愛因斯坦晚年的時候,很不喜歡別人叫這個理論相對論,而應該是不變論才對,因為愛因斯坦將自己發現宇宙中那些不變的東西引以為豪,比如光速在真空中的傳播速度不變等等。

相對論是研究時間、空間、運動、引力這四者關係的理論體系總稱,它是一百年以來人類最偉大的兩個理論之一,另一個並列的理論是量子力學。

比科學更重要的是科學精神,判斷科學的標準是「可證偽性」,也就是說是不是具備被證明是錯誤的可能性。

科學界還有一個比較推崇的科學原則「奧卡姆剃刀原則」,內容是如無必要,勿增實體,如果想解釋一個現象,那麼假設最少的往往最接近真相。

物理學的發展史上,有一種特殊的實驗起到了關鍵作用,那就是「思維實驗」,不需要任何實驗設備,這需要頭腦中想像一個實驗就可以了。

物理學中還有一個概念「佯謬」,就是乍一聽是錯誤的,但是它卻是正確的,相對論被發現的過程中,就發現了很多顛覆三觀的佯謬。

時間絕對存在,均勻流逝,不與任何性質相關,這是牛頓經典力學中絕對的時空觀,但到了19世界末,一系列的實驗就推翻了這個結論,最重要的是那個思維實驗:假如我和光飛得一樣快,那麼我會看到什麼?

如果和光一樣快,那麼就看到靜止的光,但愛因斯坦覺得這是不可能的,因為光是一種電磁波,如果光波是靜止的,這就破壞了大自然的規則。

於是愛因斯坦做了一個大膽的假設,那就是光速相對於任何觀察者都是不變的,無論你是在靜止狀態或者是光速飛行狀態,這個假設就是運用的奧卡姆剃刀原則,這是少到不能再少的結論了。

然後我們再進行下一個思維實驗,如果我坐在一艘接近光速的飛船上,拿著一個手電筒,按下開關,光從船頭射出去,而你在地面上觀察飛船和這束光,分析一下我眼中的這束光和你眼中的這束光的區別,基本假設是光速相對於任何觀察者不變。

在你的眼中,因為飛船接近光速,所以飛船和光在剛開始的時候幾乎齊頭並進,可能過了一小時之後才慢慢拉開距離,而我眼中的光在一瞬間就已經拉開了幾十萬公里。

這唯一合理的解釋就是,我的一秒鐘等於你的一小時,我們感受到的時間是不同的,這顛覆了牛頓的絕對時空觀,這就是愛因斯坦狹義相對論的核心觀點,時間是相對的,並沒有什麼絕對時間,它和運動密不可分,只要宇宙飛船的速度足夠快,那麼飛船上的一年可以相當於地球上的一百年。

但是那時候沒有實驗器材證明,知道60多年之後,我們人類才發明的了每600萬年才會誤差一秒的原子鐘,加上有能夠環行地球的飛機,才用實驗證明了狹義相對論的正確性

還有廣義相對論的雙胞胎佯謬就不細講了,大家可以找來看看。

相對論提出了三個最基本的公理:

第一,對於任何參考系,真空中的光速不變;

第二,對於任何參考系,普遍的物理規律保持不變;

第三,引力和加速度局域等效。

-完-

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版權信息

文章版權更好時代原創出品執筆作者互聯網觀察者馬克雲(已簽約)正文字數1180字閱讀時間5分鐘首發日期2018年10月4日


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