美女 自慰 深层解读相对论，爱因斯坦到底是如何推导出相对论的？

发布日期：2025-01-15 11:09    点击次数：162

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在真切斟酌当代物理学的深处美女 自慰，咱们无需过多复杂的公式，便可了解相对论的由来与影响。这即是咱们接下来要斟酌的主题。

“相对论”这个名字，逐字逐句皆在阐释着这一表面的中枢精神。

相对论的斟酌焦点是“相对性旨趣”在何种条款下奏效，并基于此建议对于能源学/时空结构的表面框架。

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因此，相对论的根基是相对性旨趣。咱们不妨来斟酌一下相对性旨趣，进而主理相对论的精髓。

那么，何谓相对性旨趣呢？简而言之，在某种特定情况下，物理限定与另一种情形下是完全吻合的。在这种情况下，咱们便不错说这两种情形是等价的，而它们之间的相反则被称为“相对的”，无一情形在另一情形之上。

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上述的权术草率显得较为综合，让咱们以狭义相对论中的“惯性系”的相对性旨趣为例来进行证明：

在一个不雅察系统中，无论是静止照旧匀速通顺的坐标系，其物理限定皆是一致的。用平常的话语来形色就是，“你身处一个阻滞且十足寂静的匀速通顺的车厢内，通过任何物理实验，你皆无法得知我方是在移动，亦无法测得自己的移动速率”。基于这小数，咱们不错以为，直不雅上的静止参考系（比如大地系统）和匀速通顺的参考系（举例匀速移动的车厢）之间并无实质相反，静止参考系并不具备罕视力位，它们之间的通顺实质上是相对的。你既不错说车厢静止而大地在移动，也不错说大地静止而车厢在移动，从物理的角度来看，这两种说法相差无几。

这就是狭义相对性旨趣的精髓——“通盘的惯性坐标系罢职疏通的物理限定，它们彼此等价，莫得任何一个超越杰出。它们之间的通顺是相对的。”

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这浮松了古东说念主的固有领路。在昔日，东说念主们无数以为，六合中势必存在一个“十足静止的系统”，它在通盘参考系统中领有罕视力位。（举例“以太”表面）。

了解到这小数，咱们如何通过这个旨趣推导出狭义相对论呢？舛误在于诈欺电能源学表面的“麦克斯韦方程组”。电能源学预言了光速的存在，并取得了考据。在电磁场表面中美女 自慰，咱们不错无需任何参考笔直推断出光速，而它是一个常数。把柄狭义相对性旨趣，难说念不是“通盘惯性参考系中的光速皆是特地的”吗？

开头，东说念主们很难信托，在大地参考系以及相对于大地速率v的参考系中，测量到的团罢了光的速率，何如可能疏通？它似乎不适合速率重复的旨趣（伽利略变换）！

在此时，数学规模的民众（洛伦兹）建议了一种数学上的可能性（洛伦兹变换），若是时空结构并非固定不变的（团结物体在不同参考系下的长度不错不同，团结段时刻在不同参考系下的长度也不错不同），那么就有可能作念到“通盘惯性参考系中的光速皆疏通”。

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于是，咱们迎来了一个闻明的遴荐题。选项1：麦克斯韦方程组有误，光速并非不变。选项2：十足时空不雅（伽利略变换）诞妄，不同参考系下，长度和时刻并非不变。爱因斯坦遴荐了后者，由此创立了狭义相对论（执行上，爱因斯坦险些是笔直得出论断的，并莫得破耗太多时刻）。

假若你是1900年的物理本科毕业生，依然掌持了微积分、矢量分析、经典力学以及电能源学，何况你的数学想维时期饱胀强（比如高考数学能达到140的水平），你完全有可能在不曾学习过相对论的情况下，仅基于“通盘惯性参考系中的光速皆疏通”以及“十足时空不雅（伽利略变换）诞妄，不同参考系下，长度和时刻并非不变”这两条，推导出包括洛伦兹变换和E=mc平方在内的通盘狭义相对论论断。具体的推导经过不错在多样教科书中找到。

狭义相对论推翻了基于伽利略变换的十足时空不雅，矜恤了相对性旨趣。从实验的角度来看，早在相对论建议之前，闻明的光速测量实验，就已证据了光速不变的旨趣（在大地上，向各个标的传输的光，测出的光速皆是疏通的。但大地并不是静止的，地球在自转，在公转，为什么正好大地就是阿谁最罕见的“十足静止”的系统呢？）。

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双生子悖论在狭义相对论的框架下不错取得证明注解，并不需要广义相对论的介入，不外数学方面相配复杂，我无法在此进行科普。）在狭义相对论完成后，洛伦兹变换组成了完整的时空不雅，何况咱们知说念速率是相对的，莫得十足速率为0的坐标系。从通顺学的角度来看，咱们会很当然地猜测一个问题，那就是加快度又会如何？速率v是相对的，莫得速率十足为0的坐标系。然则加快度呢？是否存在一个十足加快度为0的坐标系？

乍一看，加快度似乎有十足的0。狭义相对论并莫得否定这小数，它也适合一些基本的实验。举例咱们手机中的加快度计，不错感知加快度，用于记步、体感游戏、重力感应等。在大地上，一个完全阻滞的匀加快车厢中，我有见地测出我方的加快度。这时情况似乎变得不太妙，何如速率是相对的，加快度却是十足的？六合中照旧有十足的东西嘛。

在狭义相对论发表之后，爱因斯坦花了10年时刻贬责了这个问题，那就是加快度亦然相对的！！！

“苟且非惯性参考系中的物理限定等同于受到等效引力的参考系中的物理限定”，换句话说，就是“在阻滞的车厢内，你无法通过任何物理实验永诀你是在加快照旧受到大质地物体的招引”，这就是广义相对性旨趣。这句话也不错表述为“物体的惯性质地等于引力质地”。

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换句话说，在有质地的六合中，加快度的适度（非惯性力）和引力的适度是等同的。并不存在十足加快度为0的坐标系。

但这还不是一说念，为了闭幕这小数，总要殉难一些东西吧（狭义相对论毁掉了十足的时刻/长度）。在这里，咱们毁掉了时空的笔直性。即质地会导致时空的诬蔑。何如意会这小数呢？举个例子，空间站绕地球开动，空间站在作念非匀速通顺（非惯性参考系，有加快度），同期受到地球引力的作用。这两者完整对消，导致空间站里面嗅觉不到引力也感受不到非惯性力（空间站明明短长惯性参考系，其中的物理限定却完整适合惯性参考系的限定）。

为了证明注解这种对消，爱因斯坦以为引力并不是一种力，而是时空的诬蔑。你看起来空间站是在走弧线（圆周通顺），执行上它是在诬蔑的时空中走匀速直线（测地线）。而这种诬蔑是由地球的质地形成的。（谛视这里是时空的诬蔑，不仅限于空间的诬蔑。比如你在目田落体的车厢内，会完全失重。此时你在被地球诬蔑的时空中走的是匀速直线，在现及时空中看起来走的是匀加快直线，时刻和空间皆发生了诬蔑。）

好了，有了广义相对性旨趣，再加上时空不错发生诬蔑，咱们就不错推导出广义相对论的方程了，即物资（具有一定的质地和通顺气象，包括速率、旋转等）会导致如何的空间诬蔑才能欢快广义相对性旨趣（即爱因斯坦方程）。此时1900年的物理本科+140分的高考数学时期依然不饱胀了。因为这波及到微分几何。但若是你是数学竞赛能得世界一等奖的东说念主，再学过黎曼几何，那么在莫得学过广义相对论的情况下，仅通过广义相对性旨趣，你仍然不错推导出爱因斯坦方程。由于当年黎曼几何也不是很闇练，而且难度很高，这个推导经过并不是几天就能完成的。第一次推导用了十年，而这是爱因斯坦这么的天才所为。

以上就是相对论的基本假定，即狭义/广义相对性旨趣，以及为了欢快这一旨趣所毁掉的东说念主们固有的意识（空间和时刻长度是十足的/时空是笔直的）。

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算作回归，相对论，就是通过在某些情况下遴荐某种相对性旨趣（通盘的惯性参考系等价/非惯性参考系与引力作用等价），修正以往对时空结构的领路（十足长度，十足时刻，伽利略变换/时空笔直性），对已有物理模样进行更精准合意会释的表面。

至于爱因斯坦遴荐的这两条相对性旨趣是否正确。。。并不一定正确，但现在通盘的实验皆证据它是正确的。

爱因斯坦搞出相对论，比我这里所述的“仅把柄狭义/广义相对性旨趣，承认时空不雅不错浮松，推出主要论断”要困难多。因为相对论最突破的地点，是界说了狭义/广义相对性旨趣，细目了哪些时空不雅不错被浮松，而不是后续的推导经过。后续推导的是数学，而相对性旨趣和时空不雅才是物理的实质。

我敬佩，意会狭义相对论，重心不在好意思丽的数学造诣，而在于浮松旧有的时空领路。旧地断言，独一秉持着对狭义相对性旨趣的强硬信念，一位高考数学得分140分，且在1900年完成物理学本科课程的东说念主士（涵盖经典力学、电能源学、微积分及矢量分析等规模）应当未必期完成关连推导。只是领有高中数学140分毕业的学子可能还力所不足，因为他们仅披涌现了数学的潜能，而并非领有完整的物理学和几何学常识。我猜想，在国内那些高考数学分数逾越140分，并依然学完物理学本科课程的学生们，要意会狭义相对论的主要旨趣应该是不在话下的。

广义相对论的学习则要复杂得多，它确凿需要塌实的数学基础，空间设想力和深厚的物理常识。我个东说念主也只可在教科书的指引下完成过一次推导美女 自慰，若是有东说念主单凭广义相对性旨趣就能孤独完成推导，那十足是天才中的天才（关联词爱因斯坦就作念到了，而且照旧边探索边完成的。到了今天，肯定依然有许多东说念主具备这种时期了）。

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