湖北省黄冈市文化:什么是广\狭相对论

相对论是关于时空和引力的基本理论，主要由爱因斯坦创立，分为狭义相对论(特殊相对论)和广义相对论(一般相对论)。相对论的基本假设是光速不变原理，相对性原理和等效原理。相对论和量子力学是现代物理学的两大基本支柱。奠定了经典物理学基础的经典力学，不适用于高速运动的物体和微观条件下的物体。相对论解决了高速运动问题；量子力学解决了微观亚原子条件下的问题。相对论极大的改变了人类对宇宙和自然的“常识性”观念，提出了“同时的相对性”，“四维时空”“弯曲空间”等全新的概念。

狭义相对论
爱因斯坦在他1905年的论文《关于移动物体的电动态》中介绍了狭义相对论。狭义相对论考虑的是观察者在惯性参考系内，也就是以恒定的速度相对于另一个观察者的参考系。事实上任何一个实验都不能决定哪一个参考系是绝对的静止。这也被称为“相对性理论”。 这个理论对于爱因斯坦的工作并不是全新的，他发现在这个理论（包括电磁在内）需要一个新的形式表达，而这个表达引发了惊人的结果。特别的，这个理论需要光速在真空中对于任何观察者是不变的，不论观察者或光源怎样的运动。
狭义相对论的一个长处是，他的结论可以由以下两个论点推出：
a.物理规律在任何的惯性参考系中是相同的。这意味着物理规律对于一个在具有相对性的质子上的观察者和一根静止在实验室里的观察者是相同的。
b.光速在真空中是恒定不变的(具体讲是299，792，458米每秒）。

广义相对论
广义相对论是爱因斯坦在1915年发表的理论。爱因斯坦提出“等效原理”，即引力和惯性力是等效的。这一原理建立在引力质量与惯性质量的等价性上(目前实验证实,在10 − 12的精确度范围内,仍没有看到引力质量与惯性质量的差别)。根据等效原理，爱因斯坦把狭义相对性原理推广为广义相对性原理，即物理定律的形式在一切参考系都是不变的。物体的运动方程即该参考系中的测地线方程。测地线方程与物体自身故有性质无关，只取决于时空局域几何性质。而引力正是时空局域几何性质的表现。物质质量的存在会造成时空的弯曲，在弯曲的时空中，物体仍然顺着最短距离进行运动(即沿着测地线运动——在欧氏空间中即是直线运动)，如地球在太阳造成的弯曲时空中的测地线运动，实际是绕着太阳转，造成引力作用效应。正如在弯曲的地球表面上，如果以直线运动，实际是绕着地球表面的大圆走。

狭义相对论把时间和空间合并到一起，但是空间和时间仍然是事件在其中发生的一个固定的背景。你能够选择通过时空运动的不同途径，但是对于修正时空背景却无能为力。然而，当爱因期坦于1915年提出了广义相对论后这一切都改变了。他引进了一种革命性的观念，即引力不仅仅是在一个固定的时空背景里作用的力。相反的，引力是由在时空中物质和能量引起的时空畸变。譬如炮弹和行星等物体要沿着直线穿越时空，但是由于时空是弯曲的卷曲的，而不是平坦的，所以它们的路径就显得被弯折了。地球要沿着一个圆圈绕太阳公转。类似地，光要沿着直线旅行，但是太阳附近的时空曲率使得从遥远恒得来的光线在通过太阳附近时被弯折。在通常情况下，人们不能在天空中看到几乎和太阳同一方向的恒星。然而，在日食时，太阳的大部分光线被月亮遮挡了，人们就能观测到从那些恒星来的光线。爱因斯坦是在第一次世界大战期间孕育了他的广义相对论，那时的条件不适合于作科学观测。但是战争一结束，一支英国的探险队观测了1919年的日食，并且证实了广义相对论的预言：时空不是平坦的，它被在其中的物质和能量所弯曲。

这是爱因斯坦的伟大胜利。他的发现完全变革了我们思考空间和时间的方式。它们不再是事件在其中发生的被动的背景。我们再也不能把空间和时间设想成永远的前进，而不受在宇宙中发生事件影响的东西。相反的，它们现在成为动力学的量，它们和在其中发生的事件相互影响。

质量和能量的一个重要性质是它们总是正的。这就是引力总是把物体相互吸引到一起的原因。例如，地球的引力把我们吸引向它，即便我们处于世界的相反的两边。这就是为什么在澳大利亚的人不会从世界上掉落出去的原因。类似地，太阳引力把行星维持在围绕它公转的轨道上并且阻止地球飞向黑暗的星际空间。按照广义相对论，质量总是正的这个事实意味着，时空正如地球的表面那样的向自身弯折。如果质量为负的，时空就会像一个马鞍面那样以另外的方式弯折。这个时空的正曲率反映了引力是吸引的事实。爱因斯坦把它看作重大的问题。那时人们广泛地相信宇宙是静止的，然而如果空间特别是时间向它们自身弯折回去的话，宇宙怎么能以多多少少和现在同样的状态永远继续下去？

爱因斯坦曾经说过：“人只有献身于社会，才能找到那实际是短暂而有风险的生命的意义。”他对科学的研究孜孜不倦，于1905－1906年完成狭义相对论后，又接着研究广义相对论，终于在1916年发表了《广义相对论基础》一文，宣告广义相对论的创立。
1907年，爱因斯坦在应邀写一篇狭义相对论的文章时，开始意识到除了引力定律以外的所有自然定律都可以在狭义相对论范围内进行讨论，他还考虑了惯性质量和引力质量之间的关系在狭义相对论范围内无法进行讨论，这正是狭义相对论的局限，他认为“物理学的定律必须具有这样的性质，它们对于无论以哪种方式运动着的参照系都是成立的”。
广义相对论就是在这样一种考虑之下，借助数学家的帮助，运用非欧几里得几何而创立的。
广义相对论的建议使相对性物理学能应用于一切坐标系，包括惯性与非惯性坐标系，而惯性坐标系只是一个特例。广义相对论把时间和空间的概念更加推广了。广义相对论的问题是引力问题。引力的基本性质是“惯性和重量在本质上是相同的”，即“等效原理”。在广义相对论中，时间和空间跟引力场有关，而引力场又是由物质产生的。爱因斯坦从广义相对论出发，作了一些伟大的科学预言，有的已经被观测所证实，比如水星近日点的运动、光谱线的引力红移和引力场中光的弯曲。拿引力对光的作用来说，爱因斯坦预言了从遥远天体射向地球的光线经过太阳附近，由于引力的变化，会发生1.75弧秒的弯曲，1919年5月29日日全食的时候，测行光经过太阳附近的弯曲度是1.61到1.98弧之间。1960年在实验室中难了广义相对论预言的引力声对光的作用。
广义相对论虽然在发表的几年里就轰动一时，但在以后的几十年中，由于很少得到新的观测或者实验的验证，同时也由于数学结构过于艰深，一直很少有人问津。差不多在半个世纪里，广义相对论受到了冷落，游离在物理学发展的主流之外。
20世纪60年代以后，情况发生了新的变化，广义相对论重新焕发了青春。由于大口径的光学望远镜和射电望远镜的发展。陆续发现了一些新天体，那里存在很强的引力场。广义相对论正是进行这方面研究的重要工具，它曾经预言过有引力波。引力是从牛顿时代就为人们所熟悉的，而引力波就不同了，这跟人们很早就知道带电体之间有作用力，但是不等于已经认识到电波的存在一样。直到1978年，人们才从对一个肪冲双星系进行几年观测结果的分析中，找到了引力波存在的间接证据。
爱因斯坦还根据广义相对论，提出了关于宇宙的有无限边模型，推动了宇宙学的发展。

相对论是关于时空和引力的基本理论，主要由爱因斯坦创立，分为狭义相对论(特殊相对论)和广义相对论(一般相对论)。相对论的基本假设是光速不变原理，相对性原理和等效原理。相对论和量子力学是现代物理学的两大基本支柱。奠定了经典物理学基础的经典力学，不适用于高速运动的物体和微观条件下的物体。相对论解决了高速运动问题；量子力学解决了微观亚原子条件下的问题。相对论极大的改变了人类对宇宙和自然的“常识性”观念，提出了“同时的相对性”，“四维时空”“弯曲空间”等全新的概念。

狭义相对论

爱因斯坦在他1905年的论文《关于移动物体的电动态》中介绍了狭义相对论。狭义相对论考虑的是观察者在惯性参考系内，也就是以恒定的速度相对于另一个观察者的参考系。事实上任何一个实验都不能决定哪一个参考系是绝对的静止。这也被称为“相对性理论”。 这个理论对于爱因斯坦的工作并不是全新的，他发现在这个理论（包括电磁在内）需要一个新的形式表达，而这个表达引发了惊人的结果。特别的，这个理论需要光速在真空中对于任何观察者是不变的，不论观察者或光源怎样的运动。
狭义相对论的一个长处是，他的结论可以由以下两个论点推出：

物理规律在任何的惯性参考系中是相同的。这意味着物理规律对于一个在具有相对性的质子上的观察者和一根静止在实验室里的观察者是相同的。

光速在真空中是恒定不变的(具体讲是299，792，458米每秒）。

广义相对论

广义相对论是爱因斯坦在1915年发表的理论。爱因斯坦提出“等效原理”，即引力和惯性力是等效的。这一原理建立在引力质量与惯性质量的等价性上(目前实验证实,在10 − 12的精确度范围内,仍没有看到引力质量与惯性质量的差别)。根据等效原理，爱因斯坦把狭义相对性原理推广为广义相对性原理，即物理定律的形式在一切参考系都是不变的。物体的运动方程即该参考系中的测地线方程。测地线方程与物体自身故有性质无关，只取决于时空局域几何性质。而引力正是时空局域几何性质的表现。物质质量的存在会造成时空的弯曲，在弯曲的时空中，物体仍然顺着最短距离进行运动(即沿着测地线运动——在欧氏空间中即是直线运动)，如地球在太阳造成的弯曲时空中的测地线运动，实际是绕着太阳转，造成引力作用效应。正如在弯曲的地球表面上，如果以直线运动，实际是绕着地球表面的大圆走。

相对论的提出，同样受到很多的指责，有很多人认为它是错误的，并大大阻碍了社会的发展。然而这种观点并不被主流科学界所接受。

我只知道是爱因斯坦提出的,很著名的.