狭义相对论和广义相对论之间究竟有什么不同的地方?
我们多次谈到相对论中的时间膨胀和长度收缩概念,其实这里所说的相对论仅仅是狭义相对论,其中长度收缩仅仅是一种相对效应,也就是地面人看运动的物体,长度变短了,但是运动物体自己看自身,长度依然是没变的,这就是长度的相对性,如果不理解这个,可以翻翻前面的文章看下。
这一节,我们来谈谈狭义和广义相对论的区别?狭义相对论适用范围仅仅是惯性系(也就是不受力的参考系),如果一个参考系有加速度,就不是惯性系。不知道大家发现没有,有了惯性系这个前提,似乎狭义相对论并不是很实用,因为我们生活的世界,你几乎找不到一个真正的惯性系。我叫你找一个不受力的参考系,你找不出来吧!你最多能找出一个受到多个力,但是力的合力为0的参考系。这也就是爱因斯坦为什么提出广义相对论的原因之一(当然还有其它原因),因为真实的惯性系几乎不存在。
还有一点就是,惯性系你不好定义。有人说不受力的参考系就是惯性系,那我问你,你怎么知道这个参考系不受力?有人说不接触就是不受力,那可不一定,电磁力就没接触,一样受力。也有人说:如果一个物体在惯性系下静止或者匀速直线运动,这个物体就不受力。可是你发现没有,你定义受力,已经用了惯性系这个概念了。也就是定义不受力,你要用惯性系,定义惯性系,你要用不受力,这是典型的循环定义!
既然惯性系不好定义,爱因斯坦直接不要惯性系了,发明一个理论,使得这个理论在所有参考系下都适用(不管这个参考系到底是否受力),这就牛逼了。我们都知道,牛顿力学都是建立在惯性系下的,如今有一个理论,居然惯性系和非惯性系都适用,你说这理论牛逼不?没错,这个理论就是爱因斯坦的:广义相对论。
广义相对论是在非惯性参考系,并在等效原理的假设下讨论的,两个还是有很大区别的。