打开了宇宙天窗的狭义相对论——学习相对论有感（五）

万老师说，一旦理解了相对论，你就不再是以前的你，你就再也回不去了，可能会“一见杨过误终生”。现在学完了，不见杨过才误终生。

在理解爱因斯坦的相对论前，我们所能理解的是“伽利略的相对论” ——速度都是相对的，比如我们坐在运动的火车上，看站台上人是静止的，但是你肯定会感觉到自己是静止的，对方在快速的后退。这是在自己的视角与对方的视角之间的切换。

但是爱因斯坦跳出了世俗的狭隘，引入了更宏大的视角。

如何理解光速是恒定的呢？

光速不相对任何东西，那么用伽利略的相对论完全无法理解。按照常理，我们可以推算，只要不停的将力作用在一个物质上产生加速度，那么这个物体的速度将无穷大。可是科学实验又证明，所有的速度不可能超过光速。

1905年，爱因斯坦提出，一切匀速直线运动或者静止的坐标系下，物理定律都是一样的，由此推出以下颠覆性的观点：

1.运动物体的时间会变慢——时间膨胀

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根据勾股定理可以推出公式：

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当速度接近光速时，地面上经过的时间无穷大！

1979年物理学家又做了一次实验，他们用欧洲核子中心的粒子加速器把μ子加速到了0.9994c，结果这些μ子的平均寿命就被延长了29.3倍！相对论不但正确，而且非常精确。

2.运动物体比静止的时候短——长度收缩

空间的长短也好，时间的快慢也好，都跟坐标系有关。不同坐标系中的观测者看到的时间和空间是不一样的。时空并不是一个客观的、不变的、一视同仁的大舞台，每个坐标系有自己的时空数字。不同的坐标系要想交流，得先做“坐标变换”，把对方的时空数字转换成自己的。

3.无法超越的光速——相对速度

举个例子：飞船相对于地面的速度是 v，火箭相对于飞船的速度是 u'，火箭相对于地面的速度 u。根据“伽利略的相对论”速度u'+v叠加之后，理论上是可以超过光速，但是在爱因斯坦这里，需要考虑时间膨胀和长度收缩的效应，上述公式可以得出u永远不会大于c。

4.接近光速的物质质量无穷大——质量变重

自己算吧，太烧脑。

5.质量就是能力——E = mc²

为什么速度越高质量越重，大概是质量就是能量吧，这又被爱因斯坦猜中了！我想如果没有牛顿的动能公式，爱因斯坦不会把这些所有的问题都想明白，竟然能猜出这么伟大的公式，才有了我们今天享有了这么多科技成果。

极为简单的一个公式，却如此不可思议！

以上就是部分狭义相对论的内容，爱因斯坦提出后全世界科学家想了十多年还没完全弄明白的时候，紧接着爱因斯坦又提出了广义相对论。（下回再说）

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虽然这些公式很烧脑，但是狭义相对论打开了思考浩瀚星空的天窗：

光子没有质量，却有光能，E = mc²只适用于小于光速的物质，越重的人越有能量啊，但是会转化才行；

一切有质量的物质达不到光速，那么没有质量的物质都在以光速运动，除了光、电、引力波，还有什么我们不知道的没有质量的东西呢？

质量可以转变为能量，那么能量可以转变为质量，声音、影像可以被电波以光速传播到外地毫不失真，那么我们的真身是不是也可以？

运动会让你更年轻（时间膨胀）、变瘦（长度收缩），和变结实（质量变重），所以多运动吧：）