甚麼是相對論

相對論是關於時空和引力的基本理論，主要由愛因斯坦創立，分為狹義相對論(特殊相對論)和廣義相對論(一般相對論)。相對論的基本假設是光速不變原理，相對性原理和等效原理。相對論和量子力學是現代物理學的兩大基本支柱。奠定了經典物理學基礎的經典力學，不適用於高速運動的物體和微觀條件下的物體。相對論解決了高速運動問題；量子力學解決了微觀亞原子條件下的問題。相對論極大的改變了人類對宇宙和自然的「常識性」觀念，提出了「同時的相對性」，「四維時空」「彎曲空間」等全新的概念。

目錄 [隱藏]
1 狹義相對論
2 廣義相對論
3 對相對論的批評
4 參見



[編輯] 狹義相對論
主條目:狹義相對論
愛因斯坦在他1905年的論文《論動體的電動力學》中介紹了狹義相對論。狹義相對論考慮的是觀察者在慣性參考系內，也就是以恆定的速度相對於另一個觀察者的參考系。事實上任何一個實驗都不能決定哪一個參考系是絕對的靜止。這也被稱為「相對性理論」。 這個理論對於愛因斯坦的工作並不是全新的，他發現在這個理論（包括電磁在內）需要一個新的形式表達，而這個表達引發了驚人的結果。特別的，這個理論需要光速在真空中對於任何觀察者是不變的，不論觀察者或光源怎樣的運動。
狹義相對論的一個長處是，他的結論可以由以下兩個論點推出：


物理規律在任何的慣性參考系中是相同的。這意味著物理規律對於一個在具有相對性的質子上的觀察者和一根靜止在實驗室里的觀察者是相同的。

光速在真空中是恆定不變的(具體講是299,792,458米每秒)。

[編輯] 廣義相對論
主條目：廣義相對論

廣義相對論是愛因斯坦在1915年發表的理論。愛因斯坦提出「等效原理」，即引力和慣性力是等效的。這一原理建立在引力質量與慣性質量的等價性上(目前實驗證實,在10 − 12的精確度範圍內,仍沒有看到引力質量與慣性質量的差別)。根據等效原理，愛因斯坦把狹義相對性原理推廣為廣義相對性原理，即物理定律的形式在一切參考系都是不變的。物體的運動方程即該參考系中的測地線方程。測地線方程與物體自身故有性質無關，只取決於時空局域幾何性質。而引力正是時空局域幾何性質的表現。物質質量的存在會造成時空的彎曲，在彎曲的時空中，物體仍然順著最短距離進行運動(即沿著測地線運動——在歐氏空間中即是直線運動)，如地球在太陽造成的彎曲時空中的測地線運動，實際是繞著太陽轉，造成引力作用效應。正如在彎曲的地球表面上，如果以直線運動，實際是繞著地球表面的大圓走。


[編輯] 對相對論的批評
主條目：倒相對論

相對論的提出，同樣受到很多的指責，有很多人認為它是錯誤的，並大大阻礙了社會的發展。然而這種觀點並不被主流科學界所接受。

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The theory of relativity, or simply relativity, refers specifically to two theories: Albert Einstein's special relativity and general relativity.

The term "relativity" was coined by Max Planck in 1908 to emphasize how special relativity (and later, general relativity) uses the principle of relativity.

Special relativity
Main article: Special relativity
Albert Einstein's 1905 paper "On the Electrodynamics of Moving Bodies" introduced the special theory of relativity. Special relativity considers that observers in inertial reference frames, which are in uniform motion relative to one another, cannot perform any experiment to determine which one of them is "stationary". This is actually Galileo's principle of relativity; Einstein's contribution was to explicitly include electromagnetism within this principle, which required that the Galilean transformations be replaced by the Lorentz transformations. The resultant theory has many surprising consequences. In particular, it requires that the speed of light in a vacuum be the same for all these observers, regardless of their motion, or the motion of the source of the light, since the invariance of the speed of light is a consequence of Maxwell's equations of electromagnetism.

得到了虛名，失去了大義，何必？

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相對論是關於時空和引力的基本理論，主要由愛因斯坦創立，分為狹義相對論(特殊相對論)和廣義相對論(一般相對論)。相對論的基本假設是光速不變原理，相對性原理和等效原理。相對論和量子力學是現代物理學的兩大基本支柱。奠定了經典物理學基礎的經典力學，不適用於高速運動的物體和微觀條件下的物體。相對論解決了高速運動問題；量子力學解決了微觀亞原子條件下的問題。相對論極大的改變了人類對宇宙和自然的「常識性」觀念，提出了「同時的相對性」，「四維時空」「彎曲空間」等全新的概念。

狹義相對論
狹義相對論 Special Relativity 是主要由愛因斯坦創立的時空理論，是對牛頓時空觀的修正。如果把相對論中的光速, 設為無限大, 剛好就是牛頓定律。
愛因斯坦意識到伽利略變換實際上是牛頓經典時空觀的體現，如果承認「真空光速獨立於參考系」這一實驗事實為基本原理，可以建立起一種新的時空觀（相對論時空觀）。在這一時空觀下，由相對性原理即可導出洛侖茲變換。1905年，愛因斯坦發表論文《論動體的電動力學》，建立狹義相對論，成功描述了在亞光速領域宏觀物體的運動。
愛因斯坦在他1905年的論文《論動體的電動力學》仲介紹了狹義相對論。狹義相對論考慮的是觀察者在慣性參考系內，也就是以恆定的速度相對於另一個觀察者的參考系。事實上任何一個實驗都不能決定哪一個參考系是絕對的靜止。這也被稱為「相對性理論」。 這個理論對於愛因斯坦的工作並不是全新的，他發現在這個理論（包括電磁在內）需要一個新的形式表達，而這個表達引發了驚人的結果。特別的，這個理論需要光速在真空中對於任何觀察者是不變的，不論觀察者或光源怎樣的運動。
狹義相對論的一個長處是，他的結論可以由以下兩個論點推出：
物理規律在任何的慣性參考系中是相同的。這意味著物理規律對於一個在具有相對性的質子上的觀察者和一根靜止在實驗室裏的觀察者是相同的。
光速在真空中是恆定不變的(具體講是299,792,458米每秒)。

廣義相對論
愛因斯坦在1907年發表了一篇探討光線在狹義相對論中，重力和加速度對其影響的論文，廣義相對論的雛型就此開始形成。1912年，愛因斯坦發表了另外一篇論文，探討如何將重力場用幾何的語言來描述。至此，廣義相對論的運動學出現了。到了1915年，愛因斯坦場方程式被發表了出來，整個廣義相對論的動力學才終於完成。

1915年後，廣義相對論的發展多集中在解開場方程式上，解答的物理解釋以及尋求可能的實驗與觀測也佔了很大的一部份。但因為場方程式是一個非線性偏微分方程，很難得出解來，所以在電腦開始應用在科學上之前，也只有少數的解被解出來而已。其中最著名的有三個解：史瓦西解(the Schwarzschild solution (1916)), the Reissner-Nordström solution and the Kerr solution。

在廣義相對論的觀測上，也有著許多的進展。水星的歲差是第一個證明廣義相對論是正確的證據，這是在相對論出現之前就已經量測到的現象，直到廣義相對論被愛因斯坦發現之後，才得到了理論的說明。第二個實驗則是1919年愛丁頓在非洲趁日蝕的時候量測星光因太陽的重力場所產生的偏折，和廣義相對論所預測的一模一樣。這時，廣義相對論的理論已被大眾和大多的物理學家廣泛地接受了。之後，更有許多的實驗去測試廣義相對論的理論，並且證實了廣義相對論的正確。

另外，宇宙的膨漲也創造出了廣義相對論的另一場高潮。從1922年開始，研究者們就發現場方程式所得出的解答會是一個膨漲中的宇宙，而愛因斯坦在那時自然也不相信宇宙會來漲縮，所以他便在場方程式中加入了一個宇宙常數來使場方程式可以解出一個隱定宇宙的解出來。但是這個解有兩個問題。在理論上，一個隱定宇宙的解在數學上不是穩定。另外在觀測上，1929年，哈伯發現了宇宙其實是在膨漲的，這個實驗結果使得愛因斯坦放棄了宇宙常數，並宣稱這是我一生最大的錯誤(the biggest blunder in my career)。

但根據最近的一形超新星的觀察，宇宙膨脹正在加速。所以宇宙常數似乎有敗部復活的可能性，宇宙中存在的暗能量可能就必須用宇宙常數來解釋.

廣義相對論是愛因斯坦在1915年發表的理論。愛因斯坦提出「等效原理」，即引力和慣性力是等效的。這一原理建立在引力質量與慣性質量的等價性上(目前實驗證實,在10 − 12的精確度範圍內,仍沒有看到引力質量與慣性質量的差別)。根據等效原理，愛因斯坦把狹義相對性原理推廣為廣義相對性原理，即物理定律的形式在一切參考系都是不變的。物體的運動方程即該參考系中的測地線方程。測地線方程與物體自身故有性質無關，只取決於時空局域幾何性質。而引力正是時空局域幾何性質的表現。物質質量的存在會造成時空的彎曲，在彎曲的時空中，物體仍然順著最短距離進行運動(即沿著測地線運動——在歐氏空間中即是直線運動)，如地球在太陽造成的彎曲時空中的測地線運動，實際是繞著太陽轉，造成引力作用效應。正如在彎曲的地球表面上，如果以直線運動，實際是繞著地球表面的大圓走。
相對論的提出，同樣受到很多的指責，有很多人認為它是錯誤的，並大大阻礙了社會的發展。然而這種觀點並不被主流科學界所接受。

相對論是關於時空和引力的基本理論，主要由愛因斯坦創立，分為狹義相對論(特殊相對論)和廣義相對論(一般相對論)。相對論的基本假設是光速不變原理，相對性原理和等效原理。相對論和量子力學是現代物理學的兩大基本支柱。奠定了經典物理學基礎的經典力學，不適用於高速運動的物體和微觀條件下的物體。相對論解決了高速運動問題；量子力學解決了微觀亞原子條件下的問題。相對論極大的改變了人類對宇宙和自然的「常識性」觀念，提出了「同時的相對性」，「四維時空」「彎曲空間」等全新的概念。

狹義相對論
主條目:狹義相對論
愛因斯坦在他1905年的論文《關於移動物體的電動態》中介紹了狹義相對論。狹義相對論考慮的是觀察者在慣性參考系內，也就是以恆定的速度相對於另一個觀察者的參考系。事實上任何一個實驗都不能決定哪一個參考系是絕對的靜止。這也被稱為「相對性理論」。 這個理論對於愛因斯坦的工作並不是全新的，他發現在這個理論（包括電磁在內）需要一個新的形式表達，而這個表達引發了驚人的結果。特別的，這個理論需要光速在真空中對於任何觀察者是不變的，不論觀察者或光源怎樣的運動。
狹義相對論的一個長處是，他的結論可以由以下兩個論點推出：


物理規律在任何的慣性參考系中是相同的。這意味著物理規律對於一個在具有相對性的質子上的觀察者和一根靜止在實驗室里的觀察者是相同的。

光速在真空中是恆定不變的(具體講是299，792，458米每秒）。
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廣義相對論
主條目：廣義相對論

廣義相對論是愛因斯坦(Albert Einstein)在1915年發表的理論。愛因斯坦提出「等效原理」，即引力和慣性力是等效的。這一原理建立在引力質量與慣性質量的等價性上(目前實驗證實,在10 − 12的精確度範圍內,仍沒有看到引力質量與慣性質量的差別)。根據等效原理，愛因斯坦把狹義相對性原理推廣為廣義相對性原理，即物理定律的形式在一切參考系都是不變的。物體的運動方程即該參考系中的測地線方程。測地線方程與物體自身故有性質無關，只取決於時空局域幾何性質。而引力正是時空局域幾何性質的表現。物質質量的存在會造成時空的彎曲，在彎曲的時空中，物體仍然順著最短距離進行運動(即沿著測地線運動——在歐氏空間中即是直線運動)，如地球在太陽造成的彎曲時空中的測地線運動，實際是繞著太陽轉，造成引力作用效應。正如在彎曲的地球表面上，如果以直線運動，實際是繞著地球表面的大圓走。





係時間同速度的關係，”山中方一日，世上已千年“好似漫畫先有，其實相對論可解析~

具個例，同一盒牛奶倒兩杯出來，一杯放雪柜，一杯放聼，聼果杯兩個鍾就變坏（老了），雪柜果杯兩日後仲飲得（仲年輕）

就好似兩兄弟，弟弟在地球，哥哥坐火箭以接近光速飛行，哥哥飛完1小時囘到地球，弟弟已老了

牛奶例子是以溫度影響牛奶質量，另時間”變慢“；火箭例子則是相對論，以速度影響人的質量，另時間”變慢”

實際相對論當然深好多，上述例子希望能讓你對相對論有簡單理解~~
愛因斯坦相對論

愛因斯坦於1905年提出的狹義相對論則認為：物體運動時，質量會隨著物體運動速度的增大而增加，同時，空間和時間也會隨著物體運動速度的變化而變化，即還會發生尺縮效應和鐘慢效應。狹義相對論和光速不變原理的提出，打破了傳統的絕對時空觀，指出了時間、空間和物體的質量不是絕對不變的，而是隨著物體的運動而發生變化。愛因斯坦的狹義相對論，在我們的日常生活中是很難理解的，因為我們日常接觸的都是遠遠小於光速的運動，根本無法察覺到愛因斯坦相對論所描述的相對論效應：長度變短、時鐘變慢。但如果接近光速的運動能變成現實的話，一個以這樣速度運動的人，在另一個靜止的觀察者看來就可能隻是一條線。另外還會出現這樣的景象：一個人坐上光子火箭，以接近光速的高速度去做星際航行。一年后他回來了，發現兒子已經是白發蒼蒼的老人，而自己還是那樣年輕。中國古代傳說中的“天上方一日，人間已一年”就可用相對論得到解釋。

　　相對論的提出從根本上改變了物理學的面貌。它否定了經典力學的絕對時空論，推倒了牛頓力學的質量守恆、能量守恆、質量能量互不相關、時空永恆不變的基本命題，從本質上修正了由狹隘經驗建立起來的時空觀，深刻地揭示了時間和空間的本質屬性，即揭示了時空的可變性、時空變化的聯系性，樹立了新的時空觀、運動觀、物質觀。這一理論被后人譽為20世紀人類思想史上最偉大的成就之一。這是一場真正的科學革命