Question

什么是狭义相对论（图文）

Answer 1

      狭义相对论是由爱因斯坦、洛仑兹和庞加莱等人创立的时空理论，是对牛顿时空观的拓展和修正。牛顿力学是狭义相对论在低速情况下的近似。狭义相对论是仅描述平直线性的时空的相对论理论。这个理论指出在宇宙中唯一不变的是光线在真空中的速度，其它任何事物——速度、长度、质量和经过的时间，都随观察者的参考系(特定观察)而变化。这个理论形成了一个著名的公式：E=MC2。

      狭义相对论有两个基本原理，第一个是光速不变原理，在所有惯性系中，真空中的光速都等于299792458m/s，与光源运动无关。第二个是狭义相对性原理。在所有惯性系中，物理定律有相同的表达形式。这是力学相对性原理的推广，它适用于一切物理定律，其本质是所有惯性系平权。

      狭义相对论有两个原则性的根本问题未能解决。第一个是定义惯性系引起的困难。由于否定了“绝对时空”，惯性参考系成了无法定义的概念。如果惯性系是指牛顿第二定律在其中成立的参考系，那么只有在惯性系中牛顿第二定律才能成立，从而陷入“逻辑循环”，整个理论如同建筑在沙滩之上。第二个是万有引力引起的困难。万有引力定律与“绝对时空”紧密相连，必须加以修正，但其在洛伦兹变换下不具有协变性，因此无法纳入狭义相对论的框架。直至广义相对论建立之后，问题才得以彻底解决。