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爱因斯坦的相对论（第1页）

相对论

我们知道，爱因斯坦提出了相对论，其实狭义相对论在当时已经呼之欲出，没有爱因斯坦，也会有马因斯坦，利威因斯坦，因为在当时的情况下，相对论是一种，只要稍微改变一下思路，就会出现的理论

我们知道，在当时由于，物理学已经大厦基本完成，在牛顿的经典的力学的体系之下，整个世界，它的运作井井有条，人类利用，牛顿的经典力学通过计算结果发现了海王星这种伟大的成就给人类带来了无与伦比的自信，人类的，理性主义无与伦比的辉煌

但是当时的物理学有两朵乌云，开文勋爵在19世纪末的，一次物理学家的聚会中，他的演讲中讲到了这两朵乌云，这两朵乌云就是第一，就是黑体辐射的问题，第二个就是以太的问题，从这两朵乌云中产生了两种非常伟大的理论，从第一朵乌云，也就是黑体辐射中产生了伟大的量子力学，从二朵第二朵乌云，也就是以太的存在与否的这朵乌云当中产生了相对论

我们知道，在19世纪，人类已经发现光的速度，他无论在什么样的方向上都是不变的，这让当时的物理学家非常的困惑，因为按照牛顿的经典力学，在一个运动的物体上面，如果再运动的话，那么那个运动的后面那个运动物体的速度就必然是两个运动的一种叠加，既然后者的它的速度是一种叠加，那么它必然就是改变的，因为前者的速度你没有办法确定它是多少，这非常容易的理解

我来举一个例子，比如从一辆开动的公交车上，你打开手电筒，从手电筒里面发出的光，它的速度就应该是车子的速度和光的速度的一种叠加，因为车子的速度，它不是固定的，我可以车子开的快一点，也可以开的慢一点，因此这个叠加的速度也就不会是一个固定的值，这是牛顿的经典力学的一个经典的结论，但是这里出现了一个非常大的问题，那就是后来的物理学家们，他们在测量光速的时候发现，无论你在什么样的车子上发出光线，然后它的那个速度永远都是一个固定值

这再让当时的物理学家们非常的困惑，这到底是怎么一回事呢？所以当时的物理学家们就假设了我们的宇宙之间充满着一种叫做以太的物质，这种以太它充满了整个宇宙的空间，然后它又是绝对不动的，它是不动的，而我们所测量的光速就是相对于以太的速度，因为以太，它是绝对不动的，所以光速相对于以太的速度，也就是一个确定的值

于是，19世纪末的物理学家们就开始寻找以太，其中，着名的实验就是迈克尔逊莫雷的实验，在这个实验当中，迈克尔逊和莫雷他们，无论怎么去测量，都无法得到这个空间，拥有以太这么一种结论，真让整个物理学家们都非常的，困惑，甚至有人因此而自杀，因为这个世界已经变得非常的荒唐，它和牛顿的经典力学产生了一个不可调和的矛盾

在这个时候已经出现了洛伦兹变换，这是从，麦克斯韦的电磁方程中所得到的一种变换，在此之前呢，我们经典的变化就是伽利略变换，这两种边框之间有一个非常大的差别，就是，在洛伦兹变换里面，它的方程里面，它的光速是不变的，既然它的光速是不变的，但是，我们知道，在光它，在不同的车子上发出的光之后，他所走过的路程应该是不同的，那么光速不变，路子你会变化，我们知道时间等于路程除以速度，这就出现了一个不可思议的结论，我们知道光速不变，而它的那个距离会变化，而那个距离除以光速就等于时间，那么我们就会得到一个目瞪口呆的结论，那就是时间是变化的

这样一个结论可以说是石破天惊，在牛顿的经典力学的体系之内，我们知道空间和时间都是绝对的，时间，它有一个固定的值，它是不可能变化的，我们从来不可以想象时间，它会变化，但是在洛伦兹变换里面，必然的结论就是时间会变化，在这种状态之下，嫩模相对论也就是狭义相对论已经呼之欲出了，像当时的物理学家庞加莱，就已经差不多提出了和爱因斯坦非常相近的理论，只是不像爱因斯坦说的那样的明白

那个时候就轮到爱因斯坦出场了

爱因斯坦出生在德国，他的父亲是一个商人，他的家庭在当时是典型的富裕的家庭，后来他进入了瑞士的，书黎世联邦大学读书，在那里，他接触到了最先进的物理学以及数学，毕业以后，他其实有很长的时间找不到工作，还是在他的同学的帮助之下。在当时瑞士的一个专利局里面，找到了一个工作，然后爱因斯坦就在那里一边审理这些专利，一边呢探索他的物理学

爱因斯坦将当时的情况进行了一个非常详细的分析，既然实验已经证明光速是不变的，那么我们就必须以这种实验，这种观测作为一种前提来构建我们的体系，然后爱因斯坦又根据另外的一个原理就是等效原理，这个等效原理就是说在自然界里面，如果，这个原理在自然界是存在的，那么他就应该在所有的自然界都存在，这就是所谓的等效原理，在这两条原理的前提之下，爱因斯坦认为没有必要去假设以太的存在，直接从这两条原理就可以推出结论，这个结论就是狭义相对论

爱因斯坦进行了一个头脑风暴，他认为，我们可以举一个这样的例子，假如有辆车，车子上有一个人，这个人他拿出手电筒向车子前进的方向射出了一道光，那么在这个火车的另外一条轨道上，也有一辆火车与这辆火车以同样的速度同向行驶，恶魔这个在这辆火车上也有一个人，他们看到了这个手电筒所发出的光，然后呢，在地面上有一个人就停在那里，他也看到了这辆车子上这个手电筒所发出的光，然后我们知道这两个人，他们所看到的这个手电筒所发出的光，他的那个，路程应该是确定的，但是呢，由于他们的那个光速应该是不变的，但是这两个人，他所看到的，他们所经过的路程应该是不同的，由此就可以得出一个结论，就是说这个光它所走过的时间就是不同的，这就是我们前面所说的那个洛伦兹变化，里面所得出的结论，也就是后来的爱因斯坦的狭义相对论里面所说的中慢尺缩效应，也就是所谓的时间会有变化，这个结论，这几乎就是狭义相对论了，爱因斯坦的这个头脑风暴非常的伟大，这就是狭义相对论所产生的土壤

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