简单的说,相对论到底讲了些什么?

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简单的说,相对论到底讲了些什么?

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(音频由 CV 杨一方演绎)

简单的说,相对论到底讲了啥?来自更好时代

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说到相对论,很多人可能会认为它讲的是世界上没有什么东西是绝对的,都是相对的,但是这完全是胡说八道,爱因斯坦晚年的时候,很不喜欢别人叫这个理论相对论,而应该是不变论才对,因为爱因斯坦将自己发现宇宙中那些不变的东西引以为豪,比如光速在真空中的传播速度不变等等。

相对论是研究时间、空间、运动、引力这四者关系的理论体系总称,它是一百年以来人类最伟大的两个理论之一,另一个并列的理论是量子力学。

比科学更重要的是科学精神,判断科学的标准是「可证伪性」,也就是说是不是具备被证明是错误的可能性。

科学界还有一个比较推崇的科学原则「奥卡姆剃刀原则」,内容是如无必要,勿增实体,如果想解释一个现象,那么假设最少的往往最接近真相。

物理学的发展史上,有一种特殊的实验起到了关键作用,那就是「思维实验」,不需要任何实验设备,这需要头脑中想象一个实验就可以了。

物理学中还有一个概念「佯谬」,就是乍一听是错误的,但是它却是正确的,相对论被发现的过程中,就发现了很多颠覆三观的佯谬。

时间绝对存在,均匀流逝,不与任何性质相关,这是牛顿经典力学中绝对的时空观,但到了19世界末,一系列的实验就推翻了这个结论,最重要的是那个思维实验:假如我和光飞得一样快,那么我会看到什么?

如果和光一样快,那么就看到静止的光,但爱因斯坦觉得这是不可能的,因为光是一种电磁波,如果光波是静止的,这就破坏了大自然的规则。

于是爱因斯坦做了一个大胆的假设,那就是光速相对于任何观察者都是不变的,无论你是在静止状态或者是光速飞行状态,这个假设就是运用的奥卡姆剃刀原则,这是少到不能再少的结论了。

然后我们再进行下一个思维实验,如果我坐在一艘接近光速的飞船上,拿着一个手电筒,按下开关,光从船头射出去,而你在地面上观察飞船和这束光,分析一下我眼中的这束光和你眼中的这束光的区别,基本假设是光速相对于任何观察者不变。

在你的眼中,因为飞船接近光速,所以飞船和光在刚开始的时候几乎齐头并进,可能过了一小时之后才慢慢拉开距离,而我眼中的光在一瞬间就已经拉开了几十万公里。

这唯一合理的解释就是,我的一秒钟等于你的一小时,我们感受到的时间是不同的,这颠覆了牛顿的绝对时空观,这就是爱因斯坦狭义相对论的核心观点,时间是相对的,并没有什么绝对时间,它和运动密不可分,只要宇宙飞船的速度足够快,那么飞船上的一年可以相当于地球上的一百年。

但是那时候没有实验器材证明,知道60多年之后,我们人类才发明的了每600万年才会误差一秒的原子钟,加上有能够环行地球的飞机,才用实验证明了狭义相对论的正确性。

还有广义相对论的双胞胎佯谬就不细讲了,大家可以找来看看。

相对论提出了三个最基本的公理:

第一,对于任何参考系,真空中的光速不变;

第二,对于任何参考系,普遍的物理规律保持不变;

第三,引力和加速度局域等效。

-完-

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