能不能通俗易懂地解释爱因斯坦相对论？

2025-03-13 23:58:28

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回答（1）：

爱因斯坦的相对论是在经典物理学因为探测以太时出现了问题的情况下，受麦克尔逊－莫雷实验的启发后，由爱因斯坦首先提出的一种换位思考的方法而创立的理论。其实是经典物理学的另一种表达。
因为以太（或者说绝对时空）无法探测，因而绝对运动这种以以太当作参照系的物理规律也就失去了最基本的依据，因为参照系无法探测到，运动也就无法表达了。
而光相对以太（在绝对空间中）的速度是恒定不变的，因此，捕捉不到以太就应该可以用光来代替以太当作参照物。
但是因为光和别的参照物不同，我们不能假设光的速度是0，因为那样会让所有的研究对象都带上一个初始的速度。因此我们只能假设光的速度是一个（接近光的真实速度的）恒定值。光的速度是参照速度，那么在相对论中就必须自始至终都坚持光速恒定不变，这就是相对论的“光速不变原理”。

因此，事实上相对论就是在经典物理学的基础上，把以太当绝对参照物的运动表达换成以光速作参照速度的相对运动表达的理论。

在经典物理学上，光速不变还有另一层意思，就是在惯性系上测量到的光速不变（事实上是测量方法和人类能力局限的问题），这由麦克尔逊－莫雷实验证明了，但是只证明了无法测量出变化，并不能证明光相对惯性系的速度真的不变，仅仅是我们无法觉察出变化而已。
洛伦兹变换就是在这种前提下推导出来的，意思是因为我们感觉不到光速的相对变化而导致的测量结果与真实数据的误差。洛伦兹变换就是消除观测值与真实值之间的误差的变换。同样的在相对论中也必须面对这个现实，我们感觉不到光速的变化，使我们观测到的值与真实值之间有误差。所以相对论中也引用了洛伦兹变换。但是不要把这种变换与光速不变相关联。正因为光速相对惯性系会变，而我们无法测量出这种变化才产生了误差。

相对论中的光速不变是因为光速为参考速度。就像我们假设河水是静止的，河岸在移动一样，假设了河水静止就必须自始至终坚持河水的速度恒定为0。假设了光速为参考速度就必须坚持光的速度恒定为c。

上面这两点是相对论中最容易引起误解的两点。搞明白上面的问题，相对论的问题就迎刃而解了。

因为速度是矢量，因此光速不变的意思有两层，一是光速的大小不变，二是光速的方向不变。光永远是直线传播，因此，如果光发生了弯曲，相对光一定为直线而言，就应该表达为空间的弯曲。因为光的速度大小不变，因此如果相对的速度变了，就应该表达为时间和空间距离发生了变化。这些让人匪夷所思的结论其实是参照物的变换造成的。这些表达都是相对性的表达。

就像我们用放大镜看物体，我们感觉不到光线发生了折射，因此我们的直观感觉是物体被放大了。而我们从内心深处有一种意识，就是物体的大小并没有变化。那么到底是物体被放大了还是物体没变呢？我们如果再深入的想一下就明白了，其实两种表达都无可非议。因为事实上我们的眼睛就是一个放大镜，而每个人的眼睛大小不一样，曲率也就不相同，所以每个人看到的物体的影像的大小都不同，因此，影像的大小本身并不代表物体的大小，物体的大小由我们定义的尺子决定，而在不同的放大镜下，尺子的长短也同样发生了变化。因此说物体没变不是影像的大小来决定的，中我们定义的尺子没变就没变，而影像的大小感觉上变大了就是变大了，因为尺子也变大了。

我们测量不到光速的变化也是这个原理，因为我们用光来测量光，光即当尺子也当被测物，就像用一把橡皮做的尺子自己量自己的长度，我们感觉应该长度会变，但无论如何测量，读数总是不变。

相对论中光速不变是最让人想不通的事，很多人都想证明光速会变，但是又测量不出来。其实是测量方法的问题，如果我们避开用光来测量光，就会发现变化了。
不过光速会不会变对相对论来说无所谓，因为就像我们假设河水静止，无论河水是不是静止对这一假设来说都无关紧要，假设不需要证明，假设的地位等同于公理。这就是用相对论能避开光速问题的原因。

另外还有两个重要的误解需要澄清的，就是有人说相对论推翻了经典物理学。从上面的解释已经年，相对论不可能推翻自己的基础，经典物理学是相对论物理学的基础，没有经典物理学的相对性原理也就不存在相对论。另是相对论推翻了以太说（或绝对时空理论），其实相对论只是抛弃了以太为参照物，就像假设了河水静止就是排斥了河岸静止一样，只是不相容，没有推翻与被推翻的关系。不能说假定了河水静止就是推翻了河岸静止，只是不能相容，必须抛弃一种假设。

推翻是证明一种理论的错误，而相对论并没有证明绝对时空理论是错误的，相反还利用了绝对时空的概念。因为光速相对以太的速度恒定不变，要是没有绝对时空，光速凭什么不变呢，凭？什么能代替以太当参照物？

回答（2）：

就是说只要你够快时间可以相对于你静止

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