通俗理解爱因斯坦的广义和狭义相对论，值得珍藏 _相对论

相对论以势不可挡的姿态揭开了这个荒诞世界的外衣，再次让人类意识到自身的无知和渺小。

文章插图

谈这个问题前，先说说量子力学和相对论的区别：
【通俗理解爱因斯坦的广义和狭义相对论，值得珍藏】第一，量子力学是一大堆科学家头脑风暴的产物，相对论则是爱因斯坦一个人拿下的。
第二，量子力学是积小流成江海，从普朗克°开始一点一滴累积起来的，相对论，则是横空出世，一蹴而就。
第三，量子力学无论多么荒诞，至少都是从实验现象开始的，为了解释实验结果拼凑出各种理论公式，相对论则是由爱因斯坦凭空捏造，之后再根据理论去寻找实验现象。
第四，量子力学收割了成堆的诺贝尔奖，相对论自始至终都没有获奖。
第五，量子力学早已广泛应用，这点很多人可能不知道，以为量子力学只是物理学家的游戏，其实现代科技取得如此辉煌的成就，多半都是量子力学的功劳，而相对论呢，除了用于计算校准，完全没有提供任何生产技术。
第六，量子力学应用于微观，电子、质子等等，相对论应用于宏观，恒星、时间、空间这些。
第七，量子力学描述的世界是一段一段的、量子化的，相对论描述的世界则是连续的。
你说说，这种严丝合缝的巧合是不是有点过分了，让人不免怀疑，这是不是上天在捉弄人类。相对论和量子力学就好像商量好一般，如此矛盾，却又都如此惊世骇俗，真是折磨了一代又一代的物理人！
物理学家天生有「大一统思想」，最好把宇宙间所有规律归纳成一个公式。为了撮合这两个理论，人类付出了无比艰辛的努力，这段可歌可泣的故事，咱们留着以后慢慢说。

文章插图

其实在经典物理学时代，也是个大统一的故事，经典物理经历了开枝散叶的「牛顿时代后，又逐渐归拢走向统一。
「大统一」路上的巅峰之作，非「麦克斯韦方程组」莫厲，至少排名人类最伟大公式前三甲！
这事说起来很简单，原本「电」和「磁」是两路人，但自从法拉第Q发现电磁感应后，大家都知道电和磁早就有一腿了，却苦于没有牵线搭桥的媒婆。正当大家干着急时，麦克斯韦大笔一挥，从此电、磁成了一家人。
麦克斯韦方程组以无比优美的形式，完整阐述了电和磁的相互转化规律，堪称物理学难得见的白富美！既然是白富美，就免不了招蜂引蝶，其中就有我们今天的主角，爱因斯坦。
爱因斯坦一直对「光」情有独钟，光是一种电磁波，电磁波的事情归麦克斯韦管，于是爱因斯坦就很痴迷地看着这组方程。这情景，神似杨过悟出黯然销魂掌，爱因斯坦看着看着，豁然顿悟，提出了一个销魂的假设：光速不变原理。

文章插图

光速不变原理是什么意思呢？举个例子：你站在路边不动，我骑车速度10，妹子开车速度50，那么妹子对你来说速度是50，对我来说速度是 40 。
这个是我们正常的理解，对吧？
同样的场景，把妹子换成「一束光」，那么应该是：光对你来说速度是三十万，对我来说是 29万9990，对吧？爱因斯坦说，你们太不了解「光」了，无论你们的速度是多少，她的速度永远都是三十万。
极端一点，你的速度是0，而我的速度是 29万9999，同一束「光」经过我俩，这束光对你来说速度是300000，对我来说也是300000！
那这到底是一束光还是两束光啊？当然是一束光，只不过，这束光在不同的人看来，永远都是一样的速度。相对论的起点就是来自这么一个无比荒诞的假设：光速不变原理！
既然光速绝对不变，那应该叫做「绝对论」，干嘛叫「相对论」呢？
相对论这个概念是与「绝对时空观」相对应的，学术点说，一切物理定律在所有惯性参照系中具有相同的数学形式，学名「相对性原理」，这是相对论的第二个假设，我知道你看不懂这句话的意思，别着急。
这个话题又有点哲学的味道了。
回到刚才的场景，我骑车的速度是 10，而你站在路边不动，假设整个系统或者说全宇宙只剩下你我，那么到底是谁在动？
在你看来是我在动，在我看来是你在动，为了搞清楚谁在动，就把这事说成：我相对于你的速度是 10 。这是高中物理的内容，今天的人不难理解，不过在当时「以太」学说的背景下就不一样了。