產品？如果說武器算是產品的話，最著名的就是原子彈和氫彈了。導航衛星也用到了相對論裡對時間的定義，中國的北斗衛星在不同速度，不同引力下時間的變化被精確到了10納秒。

相對論是愛因斯坦1905年提出的狹義相對論和1915年提出的廣義相對論的總稱。它顛覆了經典物理理論，主要解釋了時空與引力的問題。在現實生活中最主要的應用就是衛星定位。根據相對論的解釋，時間只是一個相對的存在，時間在受到物質引力作用和物質速度變化時，會發生"鐘慢效應”，衛星上的時鐘由於距離地球引力比地球上的時鐘更為遙遠，所以衛星上的時間就會快一些，而衛星執行的速度遠超地球上的物體，這會使得衛星上的時間慢一些，但兩者相加，不會完全抵消，還是會得到一個"可觀″的"鐘慢效應″，儘管這些時間變化很微小，但應用到衛星同步定位時就會發生很大的誤差，每秒誤差可達115米左右。所以衛星上的原子鐘要根據相對論進行校正，這樣才不會發生定位誤差。

美國早年的衛星定位系統由於沒有根據相對論進行校正，每天誤差達10公里以上，這是相對論發威的最有影響力的事件。

除了衛星定位，相對論在天文學、核電、核武器製造、醫療放射、粒子加速器等領域都有應用。

而相對論關於"光速不變、時空扭曲″等概念卻為科幻主題電影提供了無限的創作靈感。

至於和實際生活中的產品並沒有太大的關係。偉大的科學理論往往是沒有什麼實際用處的，但它能拓寬人類對世界、對宇宙的認知，指導人類科學研究的方向，同時經得起歷史和實踐的檢驗。因此愛因斯坦的相對論是科學史上真正偉大的理論。

相對論作為人類史上最偉大的理論之一，傳播甚廣。相對論在歷史的長河上無數次地被證實了正確性，更被應用在各種各樣的裝置和產品中。

然而，仍然有不少答案將相對論錯誤的介紹在了一些其他的應用上，因此，本文將透過以下兩個方面進行回答，即相對論應用的闢謠與相對論理論正確應用的例項。

在愛因斯坦自傳中，曾經提到了相對論中著名質能方程和原子彈的關係，現摘出並翻譯如下：質能方程作為描述質量和能量關係的數學公式，可以定量的解釋和宏觀的分析原子彈的爆炸威力，然而，卻不能直接指導原子彈的設計和製造。

因此，原子彈應用了相對論理論這一說法實為謠言。

全球定位系統(GPS)是一種基於衛星的無線電導航系統，它為全球的GPS接收器提供地理位置和時間資訊，在地球上或地球附近的任何地方，只要有4顆或4顆以上GPS衛星則可以實現資訊的傳遞。

影片：GPS衛星視覺示例，其與地球一起運動

GPS衛星攜帶非常穩定的原子鐘，這些原子鐘彼此同步，並與地面時鐘保持同步，同時與在地面上產生的任何偏離真實時間的偏差都要被糾正。同樣，衛星的位置也非常精確。GPS接收器也有時鐘，但它們不那麼穩定，也不那麼精確。每一顆GPS衛星不斷地傳送一個無線電訊號，其中包括當前的時間和關於其位置的資料。由於無線電波的速度是恆定的，並且與衛星的速度無關，所以衛星發射訊號到接收訊號之間的時間差與衛星到接收訊號的距離成正比。GPS接收機監視多顆衛星，並透過求解方程來確定接收機的精確位置及其與真實時間的偏差。只要至少四顆衛星在接收器的視野內，那麼就可以計算出四個未知數(三個位置座標和時鐘與衛星時間的偏差)，實現定位測量。

透過上述介紹可以發現一個概念，即相對論的光速不變原理。因此，基於衛星的測量需要考慮相對論效應。每顆衛星相對於地球使用者而言是運動的，在相對論框架下處於不同的參照系。所以在GPS衛星的正確執行中，必須考慮所有的相對論效應，例如地球引力場的影響，以便精確地工作。除了GPS衛星，高精度時間測量中也要考慮相對論效應。如果省略相對論的考慮，從電子顯微鏡到粒子加速器等裝置將不會再起作用。

大型粒子加速器應用於粒子物理學的基礎研究。目前最強大的加速器是瑞士日內瓦附近由歐洲核子研究中心合作建造的大型強子對撞機(LHC)。它是一臺對撞機加速器，可以將兩束質子加速到6.5 TeV的能量，並使它們迎頭相撞，產生13 TeV的質心能量。

其他具有代表性的加速器有日本KEK的KEKB，布魯克黑文國家實驗室的RHIC，伊利諾斯州巴達維亞費米實驗室的Tevatron。加速器也被用作研究凝聚態物理的同步加速器光源。更小的粒子加速器也被廣泛應用於各種各樣的領域，包括用於腫瘤治療的粒子療法、用於醫學診斷的放射性同位素生產、用於半導體制造的離子植入器，以及用於放射性碳等稀有同位素測量的加速器質譜儀等。

粒子加速器是一種利用電磁場將帶電粒子推進到非常高的速度和能量的機器，粒子的速度相當的接近於光速，因此必須考慮相對論效應。如果失去相對論效應，這些裝置將無法執行。

圖 動畫顯示直線加速器的操作，廣泛用於物理研究和癌症治療

相對論作為人類歷史上經典理論之一，已與我們的日常生活息息相關，小到手機導航，大到GPS衛星軍事定位，甚至醫學診斷等都離不開相對論理論。

Relativity in Chemistry: The Color of Gold

Ragnar Hellborg . Electrostatic Accelerators: Fundamentals and Applications等

目前真正應用到相對論的，

有衛星定位，導航，導彈雷達，網路時間同步修正，

核電站功率燃料控制，

手機導航，自動駕駛都繞不開。

而回旋加速器就是靠相對論來完成的。1930年，Earnest O. Lawrence提出了迴旋加速器的理論，他設想用磁場使帶電粒子沿圓弧形軌道旋轉，多次反覆地透過高頻加速電場，直至達到高能量。

迴旋加速器的發展經歷了兩個重要的階段。前20年，人們按照勞倫斯的原理建造了一批所謂經典迴旋加速器，其中最大的可生產44MeV的α粒子或22MeV的質子。但由於相對論效應所引起的矛盾和限制，經典迴旋加速器的能量難以超過每核子20多MeV的能量範圍。後來，人們基於1938年托馬斯提出的建議，發展了新型的迴旋加速器。因此，在1945年研製的同步迴旋加速器透過改變加速電壓的頻率，解決了相對論的影響。利用該加速器可使被加速粒子的能量達到700MeV。使用可變的頻率，迴旋加速器不需要長時間使用高電壓，幾個週期後也同樣可獲得最大的能量。在同步迴旋加速器中最典型的加速電壓是10kV，並且，可透過改變加速室的大小（如半徑、磁場），限制粒子的最大能量。

總之，愛因斯坦的相對論對人類的發展是極大的。

愛因斯坦在1905年、1915年分別提出了狹義相對論和廣義相對論，這也是愛因斯坦最引以為傲的成就，從此人們對引力有了全新的認識：引力場其實是質量物體將周圍的時空彎曲。而這在無數的天文觀測中得到了證實，比如日全食時在太陽附近出現的光線偏折、2013年探測到的引力波、今年的第一張黑洞照片…

相對論最主要是在粒子物理、天體物理等科研領域應用較多。

100多年來，人們利用這個理論製造了GPS衛星導航和核能，這大概也是相對論在生活中最大的兩個應用了。

GPS衛星導航已為全球各行各業帶來便利，它最初是1958年由美國軍方研究的，在1964年正式投入使用。在1994年，美國海陸空研究20多年、投入300億美元的24顆GPS衛星已覆蓋了全球98%的區域。自此以後，全世界都得益於高精度、高效率、多功能、快速的定位導航系統。

GPS的原理就是將原子鐘的時頻訊號用微波發出，接收器用時頻訊號、光速得到相對衛星位置，最終實現定位。

但在應用中發現，原子鐘時頻在不同衛星軌道飛行速度不同時，會受到相對論中的多普勒頻移及引力紅移干擾，所以需要修正才能完成精準定位。

核能是大家都熟知的，比如核聚變的氫彈、核裂變的原子彈、核裂變的核電站、航天的核電池…而這些都基於愛因斯坦狹義相對論的質能方程E=mc²。

摘要：艾薩克•牛頓發現了萬有引力，然後又發現了運動三定律，亨利•卡文迪許用 扭秤 證明了萬有引力 定律正確性，並算出了地球的“質量”，但都沒對引力的來源給出明確的解釋。阿爾伯特•愛因斯坦更是玄之又玄的把引力的來源解釋為物質對空間造成的凹陷。本文將根據一些小實驗和理論推導對以上的某些觀點進行糾正與反駁。

關鍵詞：內能（熱力學能），引力，地球質量，扭秤，重力加速度，。

引言：耳熟能詳的定律，質量越大，引力越大，但還有一個被人類忽視的資料，那就是內能。天體的質量越大，引力越大，內能越大（此文的內能是拋開 所有化學反應，核反應的 熱力學能）。那麼引力的來源是不是高能量體與低能量體的溫差效應呢？看下面的實驗。

三個質量相同鋁球，用液氮把兩個鋁球分別散熱到零下150℃與零下50℃，還有一個與室溫溫度相同20℃。觀測三個鋁球近距離的水氣有什麼反應。觀察到的結果是零下150℃的鋁球對附近水氣有很大的吸引力，有明顯的重力加速度現象，末端水氣落體速度大約是零下50℃鋁球的三倍。而與室溫相同的鋁球對水氣毫無反應。5分鐘後終止實驗，零下150℃鋁球結霜質量大約是零下50℃鋁球的三倍。

我們用這個實驗是不是能說明兩物體的引力大小與兩物體內能的大小相關呢？內能差越大，引力越大，與質量無絕對關係。那麼在地球上為什麼質量越大的物質，引力越大呢？這麼說吧，地球是個巨大的能量體，她對所有的低能量體都有 熱平衡 需求，她會根據 低能量體所能承載的熱量產生引力，也就是說相同溫度（內能）的1千克水與1千克油分別放到地球地心，地心下降的溫度是一樣的。

根據此實驗說明兩個物體沒有 熱平衡需求就沒有引力，那麼亨利•卡文迪許的扭秤又是怎麼算出“地球質量”的呢？他的扭秤為什麼出現扭力呢？還準確推匯出引力常量。5.965*10^24到底是地球的內能還是地球的質量？我們根據 F＝GmM/r^2計算出了太陽系的大部分行星的 軌道與速度，衛星的均速圓周運動，這足以說明F＝GmM/r^2正確性，那麼一個天體的內能值與質量值一定很接近。為什麼會很接近呢？是根據質量有了內能？還是根據內能的大小有了質量？看下面的實驗與理論推理。

亨利•卡文迪許的扭秤為什麼使兩個沒有熱平衡需求的兩對鉛球出現引力呢？

看實驗，準備兩個磁力不同的磁鐵，一根鐵絲，一些細鐵砂，釋放靜電，先用鐵絲吸鐵砂，肉眼觀察下是毫無吸引力。然後把強磁鐵放到鐵絲底端，整根鐵絲會吸住很多鐵砂，距離磁鐵越近吸住鐵砂越多，換上弱磁鐵，鐵絲吸引的鐵砂要少的多。根據這個小實驗去理論推導下個實驗，我們把引力看作成弱磁現象，扭秤的兩對鉛球之所以會互相吸引，完全是因為在地球的引力磁場上。小實驗裡我們可以輕鬆的把磁鐵放到一旁，以現在的科技我們也可以輕鬆的把扭秤送到太空，送到月球，那時你會發現扭力與此區域 重力加速度 值成正比。引力越小，扭秤的扭力越小。月球上表面的扭力只剩下地球上的1/6。

我也做了個簡陋的扭秤，在只有4個質球實驗下，加大兩對質球的溫度差，會得到不同的扭矩。我也猜測是不是空氣對流加劇造成的，但一直沒有找到真空實驗室而擱置。（具體的溫度差與扭矩比例，由於扭秤的簡陋，就不一一敘寫了）。

此理論的最有力的證據還是需要把扭秤送到太空，送到月球。

那麼太陽系天體的質量值與內能值為什麼如此相近呢？太陽除外。因為太陽是中心，在太陽系中是懸浮不動的，即使內能值與質量值差距很大也測不出來，又點燃了核聚變。理論上來講，內能值遠高於質量值。所以我們現在根據引力算出的太陽質量（其實是內能）遠遠大於真實質量。大家都知道太陽是氣態的，而密度竟然是地球的0.26倍，這是荒謬可笑的，他的意思也就是說一立方氫氣與一立方土的質量比是0.26 ： 1，就算把氫氣壓縮到液態，這個比值也相差甚遠。太陽的平均密度1.4克每立方厘米，氫液態才0.07克每立方厘米，矛盾嗎？？？？（別害怕，目前太陽質量不可測，看下面實驗）。

每個天體都有一個心核，太陽的心核最大，我們根據心核大小比例，做出九個鋁球，分別代表太陽與八大行星。全部冷卻到零下200℃，把太陽放到實驗室中心，按照距離比把八大行星擺好，懸浮運轉，2個小時後結束實驗，結霜質量比與太陽系天體質量比一致。水氣代表分子云，心核是宇宙所有天體的種子。遇到肥沃土壤（分子云）就會根據大小演變成恆星或行星（沒有心核的分子云是一團死雲，不會孕育出任何天體，否則違反熱力學第二定律）（這個僅僅是邏輯推理，猜測）。

引力不是絕對的，我們分別把太陽、地球、月球的內能設為1000焦耳，100焦耳，10焦耳。然後把地球加熱到500焦耳，地球與太陽引力會變小，地球與月球引力會變大。

在此理論正確的前提下，F＝GmM/r^2還能繼續使用嗎？當然可以，只不過要稍微修改一下，首先就是其中的一個M改成U。那麼以引力計算的1熱值等於多少焦耳？這就需要廣大科學家的共同計算了。

母式：F＝GUm（1-u/U）/r^2

此公式也不是適用於任何引力場，（只有兩物體質量與半徑相同的情況下才能做到誤差為0，比如冰球實驗，你可以理解為把鋁球切割成與水氣大小相等顆粒，然後每顆粒與水氣產生的引力全部相加）。就如F＝GmM/r^2無法解釋水星近日點進動，愛因斯坦廣義相對論描寫的引力與量子力學格格不入。可以說很難有一個引力公式通用於宏觀與微觀等多種引力場，只有根據不同的引力場拿出不同的公式給予計算。

微博暱稱：小冰球

我們身邊就在天天用相對論技術的產品！

比如我們日常使用的GPS定位系統，就是應用了相對論的時間是相對的理論。距地面大約14000公里的GPS衛星，應用相對論知識，其衛星上的時間，每天比地面時間快38微秒。38微秒的差別，可以讓地面的定位相差好幾公里。幸虧科學家們相信相對論，相信時間不是絕對的，因此他們不斷調整和最佳化時間，才有我們天天使用的GPS，才讓我們車載導航行駛在正確的道路上。

哪些不相信相對論的人，你們最好寫信給定位的產品的公司，要求專門為你們生產不需要調整時間的定位系統。這樣的話，到不了目的地是小事，直接導向河流海洋也是常事。這樣的話，下次科協統計華人的科學素養水平，也能大大提高几個百分點。

最直接的產品就是我們每天都在用的衛星導航定位系統，比如GPS定位還有中國的北斗定位系統！衛星定位系統就是利用了狹義光廣義相對論原理！

狹義相對論表明，速度可以影響時間的快慢，也就是所謂的時間膨脹，速度越快時間流逝就相對越慢，只不過通常情況下我們都在低速世界，不可能感受到時間膨脹，但衛星定位系統要求非常精確，必須考慮到速度的影響，時間膨脹會讓衛星上的時鐘每天慢7微秒！

同時，廣義相對論也表明引力同樣可以影響時間，引力越強，時間流逝就相對越慢！而衛星的引力比地面的引力小，所以衛星上的時間就是速度更快，每天快45微秒，綜合起來，衛星上的時間比地面上的時間每天快38微秒，要想保持一致，比如對衛星上的時鐘進行校正，否則衛星定位系統會徹底失效！

除了衛星定位系統，還有核能的利用，比如核武器，核電站等，基本理論都是愛因斯坦相對論中的質能方程。當然，並不是說質能方程導致了核武器的出現，它只是一個基本理論，催生核武器誕生的並不是質能方程！就像我們都明白質能方程，但我們不會只要原子彈！

相對論的應用還有粒子加速器，由於粒子的速度都接近光速，必須考慮粒子的時間膨脹效應，否則實驗就無法進行下去！

同時，相對論還預言了引力波和黑洞，都已經科學家們發現！

有人可能會提出質疑：相對論如此偉大，為何沒有太多實際應用的產品呢？不像牛頓的經典力學的應用挖我們生活中隨處可見！

主要原因還是因為我們生活在低速世界，可以近似地認為就是生活在絕對時空裡，當然統治我們世界的是牛頓的經典力學，而不是相對論！如果將來某天我們真正開啟了星際旅行，以亞光速飛行，相對論會徹底統治我們的世界，相對論的應用也會隨處可見！

雖然中國古代的四大發明是在不知道理論的情況下偶然發明出來的，但近代以來技術大都是在理論誕生後才發展出來的

在科學的所有分支中，物理學毫無疑問是穩坐頭把交椅的，百年來人類生活的方方面面都是因為物理學的進步而進步，現在科技社會更是建立在愛因斯坦相對論和玻爾等人的量子力學上的，然而雖然很多人都聽說過相對論，但卻並不知道相對論在日常生活中到底發揮了什麼作用。

我們首先來說狹義相對論，目前而言人類對狹義相對論的應用主要就是時間膨脹公式，因為現代科技結晶之一的人造衛星由於長期高速繞地球公轉，其內的原子鐘要比地球上的原子鐘稍微慢一點，如果不用時間膨脹公式來消除這個誤差的話，經年累月後衛星將徹底無法為地面上的人提供精確導航。

除了時間膨脹公式外，上個世紀人類製造出的原子彈和氫彈背後也有狹義相對論質能方程的影子。

話題轉移到廣義相對論上來，坦白說廣義相對論目前的主要應用領域還是宇宙學和天文學，因為廣義相對論本身就是愛因斯坦為宇宙設計的“模型”，現代天文學家可以用廣義相對論的引力透鏡開觀測更遙遠的星系，也可以用廣義相對論來計算黑洞等極端天體的資訊資料。

從實際角度出發，人類目前還遠遠沒有發揮出相對論的全部威力，畢竟它只是一個誕生一個多世紀的“新理論”

在可以預見的未來，人類把理論轉化為技術的腳步會不斷加快，我們終有一日能把相對論完全轉化為技術為我所用，屆時的人類文明也將迎來新的騰飛。