解读相对论中的基本原理,其实并没有想象中的那么深奥不该存在的秘密是什么?

cht 2023-10-03 7次阅读

【百探百科分享】

说到相对论,可能你并不十分了解相对论到底讲了些什么,但你肯定听说过。

不少人认为相对论非常深奥,但其实并非如此,不管是狭义相对论还是广义相对论,都是建立在两个基本原理基础上提出来的,明白了相对论的基本原理,就能很好地理解相对论了。

先说狭义相对论。

狭义相对论的两个基本原理:狭义相对性原理和光速不变原理。

狭义相对性原理很好理解,指的是所有的惯性参考系都是等价的。

什么意思?举个例子就明白了。

解读相对论中的基本原理,其实并没有想象中的那么深奥不该存在的秘密是什么?

在一辆匀速直线行驶的火车上,假设你听不到火车发出的声音,闭上眼睛,你不可能知道自己是在火车上,因为此时你的感受与站在地面上没有任何区别。

匀速直线行驶的火车是惯性系,而地球也是惯性系,两者是等价的,所有的物理定律在惯性参考系中都是相同的,所有你无法区分!

还有就是光速不变原理。

在任何参考系下,光速都保持不变,这里是指真空中的光速。

这个比较违背我们的传统认知。

比如说,你以5米每秒的速度奔跑,我静止不动。

你身上发出的光的速度在我眼里并不是光速加上你奔跑的速度,而仍旧是光速。

即便你以99%光速奔跑,结果也是一样!

解读相对论中的基本原理,其实并没有想象中的那么深奥不该存在的秘密是什么?

所有的物理定律都适用于狭义相对性原理,唯独牛顿的引力理论除外,这也说明牛顿的引力理论并不严谨,也意味着狭义相对性原理是由局限性的,因为不仅仅是惯性参考系,非惯性参考系中,所有的物理规律也应该是等价的。

这也促使爱因斯坦在狭义相对论的基础上,有了更深层次的思考,把引力引入进来,提出了广义相对论。

广义相对论也有两个基本原理:等效原理和广义相对性原理。

等效原理指的是,引力和惯性力是等价的。

假设你在一个电梯里,电梯的加速度是9.8,那么你的感受与站在地面上是一样的,你无法区分自己是站在电梯里还是站在地面上,因为两者是等价的。

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还有广义相对性原理,所有参考系中的物理定律都是相同的。

这个也很好理解,无论你在什么样的参考系,光速都是一样的,正负电荷总是相互吸引。

可以看出,广义相对论就是在狭义相对论的基础上,把惯性参考系扩大到所有的参考系,把引力等效为惯性系得出来的。

解读相对论中的基本原理,其实并没有想象中的那么深奥不该存在的秘密是什么?

狭义相对论更多的是前辈们共同努力的结果,比如说麦克斯韦,洛伦兹,庞加莱等物理学家,爱因斯坦只是捅破了通向狭义相对论的那层窗户纸,没有爱因斯坦,也会有其他物理学家很快提出狭义相对论。

但是广义相对论基本上依靠爱因斯坦那颠覆性的思维才提出来的,如果没有爱因斯坦,恐怕几十年的时间里,也不见得有人提出广义相对论!


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