全面深刻的談一談你對狹義相對論的理解?

時間 2021-05-06 19:58:18

1樓:楊虎星空

狹義相對論的核心思想是:同時性的相對性。也就是說,不同的慣性參照系所對應的時間是不一致的。

而具體怎麼個不一致性,用數量關係如何表達,可以通過相對性原理和光速不變原理計算出來。結果就是羅倫茨變換公式。

在這裡,光速不變和相對性原理必須在同時性相對的前提下,才能推導出羅倫茨變換公式。如果在觀念上沒有這個新的突破,那麼你就無法理解和推出羅倫茨變換公式。

可以通過這個公式推出一系列物理學公式。其中包括尺縮鐘慢效應,還有物質質量隨著速度的增大而增大。除此之外,還對一系列已知的物理學公式有了更新的理解。

特別重要的是,用狹義相對論的基本原理解釋麥克斯韋方程。

狹義相對論的最重要的,就是第一次用空間結構即時空結構、即相對論尺縮鐘慢效應解釋電生磁磁生電及電磁波。這是乙個全新的觀念性變革。人類自牛頓後,開始用自然力來解釋所有自然現象。

從本質上回答了,為什麼行星圍繞太陽運動。這是人類思維的第一次偉大進步。到法拉弟和麥克斯韋,人們開始用場的概念來解釋力;認為自然力就是場類物質:

電磁力就是電磁場。引力就是引力場。這是人類思維的第二次偉大的進步。

然後才是愛因斯坦,用時空結構來解釋場是什麼。這就是狹義相對論和廣義相對論,到此為止,愛因斯坦已經用時空結構來解釋了萬有引力定律和麥克斯韋方程。愛因斯坦還打算更進一步發展這種思維觀念,用時空結構來解釋物質及其運動,從而從本質上回答萬有引力場和電磁力場是什麼。

這就是他的統一場論。這應當是人類思維的第三次偉大的進步。可惜愛因斯坦沒有徹底完成他那偉大的使命。

用空間結構或者說是時空結構來解釋自然現象,這才是更加深刻地認識自然界。而與之相比,量子力學不過是人類認識事物的橫向範圍的擴充套件。仍然停留在用物質結構來解釋自然現象的層次。

比如量子化學及量子生物學。而沒有深入到空間的或時空結構的層次。難怪愛因斯坦說:

上帝絕不會擲色子玩。而自愛因斯坦之後,再也沒有人有能力用時空結構來解釋自然力。史蒂芬霍金和羅傑彭羅斯不過是用更新的數學工具來表達愛因斯坦已經作出的發現而已。

他們對黑洞和宇宙學的探索並沒有涉及到物質與空間的關係的層次。仍然是愛因斯坦探索的橫向發展。

2樓:RaySir

我有乙個法門,很好地助力我理解狹相與廣相、甚至研究:

大家曉得光速是3億公尺每秒。在腦力風暴中,將其修改為此速3萬公尺每秒——然後據此而去探求在如此宇宙基本格局下各種高速的物理世界會是怎麼樣的。可以形成一整套的寓言故事。

實在有點卡殼時,還可以降維為此速3百公尺每秒……

(對專業學者比較有效其啊——愛好者可能需要閱讀其們之理解輸出而二次地發生理解。)

3樓:鍾離離

一句話解釋狹義相對論:光速不變,速度越快,時間越慢。

一句話解釋廣義相對論:引力與加速度等效,引力越大,時空彎曲越劇烈。

可能描述不是很精準,反正我自己是這麼理解的

4樓:貓哥愛科學

要說到全面,那是比較難,要說深刻,也不容易。

而且,一方面回答的人沒這麼多精力與耐心。另一方面把上知乎當成學習的人也不可能在知乎上像模像樣學習長篇大論。

再說了,書店裡有的是厚厚的書本,買一本不比知乎上提問更香嗎?

所以啊,在選擇在知乎上提問,就別指望全面,也別指望深刻。

我在之前答過乙個跟相對論有關的問題,可以拿來做這個問題的答案,並不長,但可以幫著門外漢了解一下相對論是怎麼回事。

廣/狹義相對論是什麼?

5樓:李德甲

核心理解其實很簡單。

牛頓時代,人們用時鐘來度量時間,全宇宙所有的時鐘實時同步。這就很奇怪了,時間是用時鐘來度量的,但是時間本身卻與時鐘以及時鐘的運動沒任何關係:管你是什麼時鐘,管你這個時鐘如何運動,別的時鐘怎麼走,你就得怎麼走,而且是幾百億光年的宇宙中實時同步著。

——這個符合大部人常識的概念,細思下來,總是不符合直覺的。

直到相對論時代,事情才變得符合直覺。不同的時鐘,沿著不同的時空軌跡運動,時鐘的讀數也不同。不存在乙個超脫物質跟運動的時間,你的時鐘跟我的時鐘也不需要同步。

這就像汽車的里程表,你的里程表度量的是你的運動,我的里程表度量的是我的運動。

剩下的問題就只有乙個了,給定時鐘的運動軌跡,能否知道時鐘的變化數值?

愛因斯坦牛的地方,就在給出了這個變化數值的計算方式。數學上,這個計算方式倒不複雜,跟給定汽車運動軌跡求解里程表的變化沒什麼大區別。

狹義相對論相當於求解平面上汽車里程表的變化,廣義相對論求解的是地球曲面上汽車里程表的變化。

6樓:魑魅魍魎

自認為沒本事說的很清楚明白,不過可以推薦你去喜馬拉雅聽《原來是這樣》裡面有兩期講狹義相對論和廣義相對論。還有乙個節目《時間的形狀》也有相對論詳細的講解,中學知識完全足夠,而且很好理解

7樓:

狹義的話,深刻不了,它之於物理更像是幾何學公理之於你高中所做的解析幾何習題,太基本,不知道從何談起。要說深刻倒也可以,但那就不一定是物理學生所擅長的了。

無非就是度規為diag(-1,1,1,...,1)的空間上一些簡單幾何學以及其上的物理系統,至於物理系統取決於你在聊哪個物理理論,話題超綱了。

狹義相對論的目的是什麼?

楊昇山 人們在19世紀前後,研製出來了使用已知的電磁理論製造的帶電粒子運動速度測量儀,這個儀器測量自然界的粒子或者粒子加速器中出來的粒子運動速度時,始終沒有給出過超光速的速度數值,而使用原始的基準 時間基準與長度基準 得到的資料計算,就與儀器給出的速度數值不符。人們不肯去想儀器給出了錯誤的數值,反而...

廣義相對論與狹義相對論的區別是什麼?

無形枷鎖 狹義相對論描術的是慣性系物體遠動。由兩個基本假設,物理定律在慣性系不變,光速在參考係中速度恆定。從而推理出,時間膨脹,空間縮短。廣義相對論先是把理論拓展到所有運動系 之前相對論只適應於慣性系,太過於理想化。不僅如此,廣義相對論用等效原理,把引力和加速度等價。也就是說,廣義相對論不只描述運動...

狹義相對論的發現比廣義相對論的發現還重要嗎?

只是基礎而已。說點別的 牛頓的經典物理學也是乙個概念但是過時了,之後相對論也是乙個概念,量子理論也是乙個概念,兩者都和牛頓經典力學一樣有過時的時候,目前愛因斯坦解釋質能方程的時候很簡略的說光是特殊的,但是都知道光也是一種物質,也就是說應該對應質能方程,也就是說愛因斯坦掩蓋了真相,沒有證明為什麼,因為...