这一次，让人人都能懂爱因斯坦相对论

　　作为人类对物理世界最伟大的认识，【爱因斯坦相对论】应该被每个人所理解。
　　5分钟，带给您一次全新的物理学学习体验。相对性原理
　　地恒动而人不知。 —— 东汉《尚书纬》
　　若以大地为参照，我是静止的；若以地球球心为参照，我＂日行八万里＂。但是，不管以谁为参照，我的感觉没有区别，也就是说——
　　物理定律的成立，应当与参照无关。 不同的参照只有＂相对区别＂，而没有＂绝对区别＂。
　　这就是【相对性原理】。
　　动静等观 —— 西山大觉寺
　　听着简单，但仔细一想，这个原理是整个物理学的基础呀。
　　万一，某个物理定律在A参照下成立，在B参照下又不成立了，那只能说明，这个定律描述的不是＂物之本理＂，而只是在A参照下的＂幻象＂罢了。伽利略的绝对时空观
　　早在伽利略时代，就形成了一种＂绝对时空观＂，就是时间长度与空间长度在不同参照下，都是绝对不变的。
　　伽利略 —— 近代物理之父，近代科学之父
　　比如，一只米尺，在任意参照下，都是一米长度。
　　例如，参照 B 相对于参照 A 以速度 v 运动，那么，只需要把 A 参照中的物理定律中的 x 变换为 ( x + vt )，（其实就是简单的＂速度叠加＂），就仍然符合物理定律，而不依赖于参照间的相对速度，称为【伽利略相对论】。
　　这种时空观本身没有问题，也完全匹配牛顿力学的所有定律。
　　但是，一个诡异的东西出现了——光速
　　麦克斯韦的电磁学方程，推导的结论是【光速在任意参照下都是一个常数 】。
　　实验也能证明，比如，地球是运动的，而太空中的天体也各有各的运动，但是，不管从哪来的光，我们在地球上一测，都是相同的 光速 c。
　　所有星光到地球上速度都一样
　　这就完全不符合＂速度叠加＂了，因此无论参照之间的相对运动如何，我看到的光速都是常数 c。
　　如何解释？
　　爱因斯坦说，一定是我们的时空观错了，时空结构应该是可变的 。
　　基于这样的假设，爱因斯坦总结出了【狭义相对论】，对应地，不同参照之间不再使用伽利略变换，而是使用【洛伦兹变换】，从而仍旧可以保证【相对性原理】。狭义相对论
　　所以，狭义相对论是这样一套理论：为了保证相对性原理的完美实现，而调整了我们对于时空结构的认知。
　　不同的参照下，时间与空间，会被拉伸或压缩；而光速，不会改变。
　　物质的运动，让我们知道了时间；物质的占据，让我们知道有空间。
　　如何理解时间、空间与物质之间的关系，就是物理学的根本问题。狭义相对论用起来
　　爱因斯坦使用狭义相对论做了许多事，比如解释了光行差，比如得到了多普勒效应， 还有核弹的方程——质能方程。
　　爱因斯坦假设了这样的场景，一个原子向两个方向发出两个光子，如果以原子自身为参照 A，我们可以列出能量守恒与动量守恒两个式子，另外，如果以其中一个以光速 c 运动的光子为参照，仍然可以列出能量守恒与动量守恒两个式子。这四个式子一推导，就得到了咱们耳熟能详的——
　　狭义相对论的推论 —— 质能方程
　　本来，狭义相对论已经是比较完善地重构了我们的时空观。然而，还有一个东西非常特殊，让人费解——引力
　　引力有什么特殊的？牛顿的万有引力不是解释得很好吗？
　　咱们先仔细观察一下电场中电荷受到的力——
　　所带电荷 q 越多，加速度 a 就越大。
　　再来看一下万有引力——
　　我们发现，左右两侧各有一个 m，也就是说，无论这个物体质量（荷载）多大，加速度都一样！
　　爱因斯坦意识到，引力其实不是一种力！它是由于时空扭曲产生的一种看似是力的幻象！
　　由此便产生了——广义相对论
　　从此，相对论的时空观，不仅适用于电磁学，还适用于引力。
　　广义相对论， 把加速度与曲率紧紧联系在一起 ，夸张点说， 广义相对论是个一个几何学理论 。
　　广义相对论很好地 解释了水星近日点反常进动、光线引力偏折、引力红移等现象。
　　引力引起空间弯曲，物质可能只是弯曲空间上的涟漪。 —— 克里福德（Clifford）结语
　　要知道， 相对论的发展是一个长达300余年的思想过程，在爱因斯坦1915年建立广义相对论时达到了顶峰 ，而绝不是爱因斯坦一个人的灵感一现。
　　事实上，科学史上从来没有一个人突然提出革命性的发现。
　　在物理学里面，如果你看到了革命，那就说明你知道的少。—— 马赫
　　另一方面，相对论是纯粹理性思维的胜利，是 物理的现实和谐与数学的形式美学之间的相互激励 。
　　相对论的建立过程中，包含着大量的数学过程，如果感兴趣，推荐参考曹则贤老师推荐的书单——
　　也许，当我们窥见了相对论所描述的宏大而诡谲的宇宙观，尝试了与最伟大的头脑之间的窃窃私语，作为人类微不足道的渺小份子，也能会心一笑，感受到一种＂回家的感觉＂。
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