Question

究竟什么是相对论

Answer 1

宋苏轼《题西林壁》诗云：

横看成岭侧成峰，远近高低各不同。

不识庐山真面目，只缘身在此山中。

前两句讲相对论，所以相对论就是从不同视角（参照系）看同一事物的差别。后两句讲超时空。生活在低维时空的我们，在自己的时空经常不能正确看清自己，只有进入高维时空,让自己的眼界升华，才能恍然大悟，对自己有正确的认识。比如, 物体是三维的，但是在二维平面上的永远只能它的一个投影，而不是它的本身。

宋陈与义的《襄邑道中》写到：

飞花两岸照船红，百里榆堤半日风。

卧看满天云不动，不知云与我俱东。

这首诗作于政和七年（1117），作者任满经襄邑入京，诗人此行是任开德府教授期满，入京待选，因此志得意满，心情舒畅。于是便写下了这首即景抒怀诗。

这首诗经常被讲相对论的老师引用,因为诗里涉及到参照系的概念。飞花以船为参照物,如果以两岸为参照物花就是静止的了,也就不是“飞”花了. 而“卧看满天云不动”是指“云与我”保持相对静止，即“云与我”以相同的速度相对于地球向东运动。所以“云不动”所选择的参考系是地球和地球上相对于地球保持静止不动的物体。

南宋辛弃疾的词《贺新郎·甚矣吾衰矣》很美，但作者不知道，这首词竟也与相对论有关：（“自序”略）

甚矣吾衰矣。怅平生、交游零落，只今馀几！白发空垂三千丈，一笑人间万事。问何物、能令公喜？我见青山多妩媚，料青山见我应如是。情与貌，略相似。

一尊搔首东窗里。想渊明《停云》诗就，此时风味。江左沉酣求名者，岂识浊醪妙理。回首叫、云飞风起。不恨古人吾不见，恨古人不见吾狂耳。知我者，二三子。

我见青山多妩媚，料青山见我应如是。在地球上,我们看见月亮出来了,在月亮上,则是地球出来了。这就是相对论效应。

常听人说，爱因斯坦发明了相对论。其实不然，比爱因斯坦更古的人（比如以牛顿为代表的经典力学的创造者们，简称牛顿们）也懂相对论，只不过此相对论不是彼相对论。

爱因斯坦的相对论与经典力学的相对论有何不同呢？主要有两条，第一条与相对论无关，是他们的世界观不同。

首先，我们先要弄清楚什么是世界观。

经常听见有人说某某三观不正。也有人在经历某事后感叹三观尽毁。那么究竟什么是三观?其实三观就是人的世界观、人生观、价值观。

世界观是对世界总的、根本的看法。世界应该是什么样的? 这种对世界的看法就是世界观。其实，人是渺小的，而世界很大。对世界而言，我们是井底之蛙。我们观察世界就像盲人摸象。所以，一般来说,一个人的世界观只有哲学上正确的意义。

世界观决定一个人的价值观和人生观。世界上什么东西最重要？最有价值？这些当然决定于你对世界的认识。价值观还是人对客观事物的需求所表现出来的评价。当你快要饿死的时候，金钱、地位什么的都不如一个面包重要。

人生观呢？就是我们对人生的意义和目的的根本看法。世界观、人生观和价值观三者是统一的：有什么样的世界观就有什么样的人生观，有什么样的人生观就有什么样的价值观。所以。三观常常同时树立又同时毁灭。所谓三观尽毁,就是自己的世界观、人生观、价值观全部被怀疑了和被颠覆了，而起因可能只是某一件事或某一个人。这个人怎么这样？这个世界怎么是这个样子？

世界观不只是一个政治概念, 自然科学与世界观也有关系。一个人对世界的看法不同，描写方法自然不同，世界的面貌也不同。

牛顿们的眼里世界是什么样的？这个世界是三维的。空间的量度是绝对的，不管你站着不动看还是跑着看（注意须匀速跑），2米长的东西总是2米长。时间的量度也是绝对的，站在站台上过了10分钟，匀速开走的列车上也过去10分钟。为什么？没有道理可讲。在牛顿们的眼里世界就是这样。这就是世界观。由于只涉及时空，这个世界观是狭义的，又称为时空观。牛顿们的时空观叫做绝对时空观。

世界在爱因斯坦眼里就不一样了。爱因斯坦认为，世界是4维的，空间的量度和时间的量度都不是绝对的，而是随观察者的境遇不同而不同。比如一个东西，站着不动看4米，在匀速行驶的车上看就不是4米了。时间也是一样。所以，描写一个物体的状态，除了3个空间坐标还需一个时间坐标。爱因斯坦的时空观叫做相对时空观。

站着不动看，用物理的语言讲是在静止的参考系里观察。跑着看，用物理的语言讲是在运动（注意是匀速运动）的参考系里观察。这样两个参考系里的同一物体的状态（坐标）是有关系的。对于牛顿们的相对论，静止参考系里物体的坐标和运动参考系里物体的坐标满足伽利略变换关系。而爱因斯坦相对论中则满足洛仑兹变换关系。这是爱因斯坦的相对论与经典力学的相对论第二个主要的不同。

数学表达式不一样，其演化的结果自然不同。所以，爱因斯坦相对论给出了很多预言，比如运动的长度变短，运动的时间变慢等等，这些预言对于牛顿们都是惊世骇俗的。但是后来的实验证实，爱因斯坦的相对论的预言都是正确的。