Question

爱因斯坦的相对论，到底讲了点啥？

Answer 1

相对论，是关于时空和引力的理论，主要由爱因斯坦创立，按照研究对象的不同可以分为狭义相对论和广义相对论。相对论的提出极大地改变了人类对宇宙和自然的“常识性”观念，给物理学带来了革命性的变化，和量子力学一起共同奠定了现代物理学的基础。说了这么多，相对论到底讲了点啥？下面我们就来一起看看吧。

狭义相对论由爱因斯坦在他1905年的论文《论动力体的电动力学》中首次被提出。狭义相对论建立在以下两个基本假设上：

第一个假设是狭义相对性原理，也叫狭义协变性原理。通俗的来说，这个假设认为一切的惯性参考系都满足完全相同的物理规律，他们之间都是相同的，而他们之间的运动也是相对的。举个例子来说，当一个人身处在一个封闭而且绝对平稳的匀速运动的车厢里，通过任何物理实验，都无法判断自己是否在运动，也无法测得自己的运动速度。从物理学上讲，地面和这个匀速运动的车厢是没有任何区别的，可以说地面是静止的而车厢在运动，也可以说车厢是静止的但地面在运动，二者没有任何区别。

而在提出了上面这个假设后，爱因斯坦又提出了这样一个理论，也就是广为人知的光速不变原理。

光速不变原理认为，无论相对于哪个参照系，光的速度都是不变的。

光速不变原理诞生之后，和牛顿的经典力学的矛盾也随之而来。让我们想想这样一个问题：按照牛顿力学的基本原理，光是在介质中跑的，如果我这个介质本身就有一定的速度，那么光的速度是不是应该就是介质运动的速度加上光本身的速度？但是，实际上并非如此

光其实是一种电磁波，那么光必然就需要遵循麦克斯韦方程组，从麦克斯韦方程组中可以推导出光速只由介电常数和磁导率决定，而这两个数值在同一介质中都是固定常数，也就是说不管这个介质运动的是快是慢，光从这个介质中穿过的速度都是一样的。

爱因斯坦通过这两个假设将当时物理学中一些难以解释的实验成果与经典物理的时空观结合起来提出了狭义相对论，并极大的改变了我们的时空观，从这一点来看狭义相对论是革命性的。

说完了狭义相对论，我们再来看看广义相对论。

广义相对论是爱因斯坦在1916年提出的。这一理论认为引力是由空间——时间弯曲的几何效应的畸变引起的，因而引力场影响时间和距离的测量。要注意，刚才我们说到的狭义相对论的时空背景视屏值得四维时空，而广义相对论则适用于任意伪黎曼空间，它的时空背景是弯曲的黎曼时空。

在水星近日点的进动中，每百年43秒的剩余进动长期无法得到解释，而通过广义相对论的计算结果，这一现象被完美地揭示了，从那之后，广义相对论的正确性得到了广泛的认同。

爱因斯坦在广义相对论中提出了革命性的思想，即引力不像其他种类的力，它只不过是时空不是平坦的这一事实的结果。广义相对论由于它的正确性和理论上的有没，很快得到了人们的承认和赞张，近年来，由于黑洞物理、引力波探测、大爆炸物理学等分支的兴起，广义相对论逐渐成为了物理学研究的重要理论基础。

爱因斯坦的相对论是关于时空和引力的基本理论，严格地研究了时间、空间、物质和运动的基本概念，对时间、空间和物质给出了科学而系统的观点，是物理学在逻辑上成为了一个完美地科学体系。