Question

看了你的回答，那你觉得从狭义相对论到广义就是一个简单的积分过程么？

大哥，你懂的挺多，你是物理系的么？

Answer 1

总的说就是一个积分过程，但是对于相对论的发展来说，并不是从简单微分到积分这样探索过来的，经过了很多曲折。

最初是洛伦兹是想通过一些分析，找出麦克尔逊莫雷实验测量不到光速变化的原因。他也做了大量的分析和推导。最后得到了一个 t'＝t×√(1＋v²/c²) 的变换式，但是因为他从来没有想过要创立什么新的理论，他认为这个结果不过是某种情况下的特例而已，不具有普遍性，所以没有重视。

爱因斯坦在总结和研究了前人的理论和实验后，站在相对性的角度上，抛弃了绝对性概念后产生的想法，他做了很多的实验和分析，最著名的实验就是“爱因斯坦火车”实验。他发现了时间会发生变化，但一直没有找到能准确表达这一变化的公式。后来他突然发现了洛伦兹的这个变换，他意识到，在一个惯性系统上，时间是均匀的并且不存在空间方向。在某个方向上的时间发生了变化，就意味着同一系统上所有方向上的时间都同样发生了变化。由些他的狭义相对论就创立了。

之后爱因斯坦也发现，只有这样的一个变换还是不能解决问题，因为洛伦兹变换的前提是在一个系统上的时钟处处相等，这毫无疑问是不可能的，由于光速的问题，时钟的同时性必然受传播速度的影响。但是他还没意识到洛伦兹的这个变换是微分形式的变换。（由此我猜想爱因斯坦的数学可能不是太好）。他就另找一些方法来解决宏观的一些问题。

他首先想到的是由于相对性，速度是相对的，加速度也是相对的，那么牛顿的三大定律就会因为相对性的原因发生变化。比如　力＝质量×加速度，如果两个物体同时在作相同的加速度呢？那互相看到的情况就是匀速直线运动了。如果没有其他参照系的情况下，比如在飞机上，飞机加速时人会感觉有力向前推，反过来说也是人往后推飞机。在没有其他参照系的时候，谁能说明是谁应该做什么样的加速度呢？是人应该向前加速还是应该飞机减速？
这类的问题也困扰了他很久，后来他猜想，加速度应该和某种力等价。他通过F＝ma这个公式发现，a=F/m，右边不正好是引力场的强度吗？因此他就预言了加速度与引力场是等价的。注意这里是预言，并不是推导出来的结论。他反复的玩这些公式，来回的变换，又得到了一个公式：F＝ma，功是力×距离，那两边乘上距离就是功了。FS＝maS，而maS=mv²，从而得到了E＝mv²的质能公式。
但是在相对论中没有绝对的速度，因此这里的v一定是一个相对任何惯性系都不变的恒定速度。那只有光速是相对任何惯性系恒定不变的速度。因此他又预言了E＝mc²。这里还是预言。（我更感觉爱因斯坦的数学应该是不太好了），后来他把这些预言发表了，称为广义相对论，把前面的相对论叫做狭义相对论。
从前面说的加速度的问题，他联想到没有参照物的情况下是无法知道力与加速度的关系的，所以他把引力场预言为空间的弯曲，并做了思维实验，那就是被后来的人称作“爱因斯坦火箭”的模型。
但是他的广义相对论几乎还都是预言，有一些与实验相符，但是有的还不能用实验检验，同时也没有数学论证。后来他与一些数学家一起用数学方法证明了一些预言的正确的，也有一些是他直接托别人帮他证明的。直到现在还有一些数学家和物理学家在论证一些他的预言。所以相对论的完善是很多科学家共同的成果。但是不管怎么说，相对论是斯坦首先创立的。

在数学论证过程中，绝大多数结果都是由狭义相对论的结论通过积分得到的。妇如引力场的问题，质能方程的问题，空间弯曲的问题等。

最后说一下，我虽然是学物理的，但是我喜欢相对论是从小学开始的。有关相对论的问题，不是在大学学的。
小学时从广播中第一次听到相对论的科普节目，一个老人对孩子们说，速度越快，时间就会越慢，并且还说他们现在坐着飞船在太空漫游，现在开始加速了，敲起了钟声，钟声越来越慢，老人说，听到了吗，钟声越来越慢了，就说明飞船的速度越来越快了。
非常无法理解，就到处收集有关相对论的书看。最终，发现相对论不过就是把相对性原理用在物理学的一些定律上。同于相对性，原来建立在绝对观念上的一些表达就变了。
在理解了相对论之后再回想那段广播节目感觉很可笑。真是有点误人子弟。不过要不是那段广播，我还可能还不会对相对论这么兴趣呢。