Question

相对论中运动的物体长度沿运动方向缩短了，为什么一定是“沿运动方向”？

Answer 1

这里面有一个常常被人忽略的问题。
我们平时总是说相对运动，但是从来没人好好的想一想如何相对运动？
比如我们说一列火车相对地面匀速运动，相对的是哪一块地面呢？
匀速直线运动的概念是：距离/时间＝常数。
如果是相对侧面的一块地面，想想，会是匀速直线运动吗？相对侧面的地面会是距离/时间＝常数吗？

所以，所谓的相对运动的两个惯性系，只能是处于沿运动方向的同一直线上。在参照系看来，运动系只有匀速远离或接近两种可能。不可能有横向的运动，因此，距离的缩短也只能是沿运动方向的，不可能有横向的。因为横向速度是0。

洛伦兹变换的限定条件就是，只有一个与参照系重合的X轴方向的速度，没有其他方向的分量。如果有其他方向的速度分量，则不符合惯性系的定义。不能套用洛伦兹变换。

Answer 2

因为光速不变原理推出了洛伦兹变换。假设运动方向沿x轴，洛伦兹变换中两个参考系的y，z是相同的。y=y'，z=z'。所以y和z方向不变。

你也可以反过来想，假设如果y方向缩短了，一辆运动的火车就变得更细了，它可以穿过一个山洞。而对于火车山洞是运动的，山洞变得更小了，火车太粗进不去。这就出现了矛盾。

Answer 3

记住就可以了，这是光速很小世界的奇观，
我们这个光速很大的世界，谁也见不到相对论效应，
如果想追根刨底追随爱因斯坦去问吧。