Question

什么是狭义相对论

Answer 1

狭义相对论和广义相对论两个结合在一起构成了相对论力学。狭义相对论由special relativity(SR)，翻译汉化过来的，它是相对论里面的一种特殊(special)情况。狭义相对论是广义相对论里面的一种特殊情况。

这些结论产生的过程是花费了伟大的科学家爱因斯坦10年时间才探索出来的。之所以导致这个结论在当时推广很困难，是因为在那个时代对引力的解释很困难。狭义相对论是一种没有引力的理想情况下存在的，也就是指时空是平直的。这与广义相对论的引力理论相冲突。但是广义相对论在平直时空就自然而然退化成了狭义相对论。

得出狭义相对论的过程利用了等效原理。爱因斯坦的等效原理，即当我们在一条弯曲的线上，取无穷小的一段线时，我们就可以把这些小的曲线等效地看成一部分直线段。在这个问题中，广义相对论的研究对象就是这个弯曲的线，狭义相对论的研究对象就是这一段足够小的线段。这个等效原理讲的就是一个有引力作用的系统中，在广义相对论的前提下。我们也可以通过无效小的划分，然后等效出一个局部时空看起来平的，看成一个没有引力的狭义相对论系统。

为了达到“看起来”没有引力，需要选择一个特定参考东西。从数学角度上讲，就是选择一个类似坐标系的东西，就比如著名的爱因斯坦电梯，只要电梯选择自由下落，那么电梯里面看起来是没有引力了。

所以，狭义相对论是广义相对论的一种在没有引力作用下的特殊情况。