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1 # 蛋科夫斯基
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2 # 淡漠乾坤
狹義相對論和廣義相對論分別是愛因斯坦於1905年和1916年建立並發表的理論。在此之前,主要盛行的是經典力學。該理論是關於物質個體行為的理想物理學。
由於經典力學的研究範圍主要是與人的尺度相近的宏觀範圍,在此範圍內空間效應尚不明顯,因而經典力學是一個忽略了空間效應的理論。
然而,進入二十世紀,人類的認識擴充套件至宏觀範圍以外的領域,如進入高速領域和宇觀領域,發現了許多新的現象。
比如,邁克爾遜-莫雷實驗的零結果,說明光速是不變的;
比如,水星存在著經典力學無法解釋的多餘進動,即每世紀約為43秒的剩餘進動。
上述現象的本質,是因為在宏觀範圍以外的領域,作為物理背景的空間效應顯現了出來。此時,物體的行為不再是個體的一維結果,而是物體與其外部空間相互作用的共同產物。
這好比是在嬰幼兒時期,孩子的行為主要體現了其個人的意願;然而,一旦長大成人走入社會,其行為舉止就會受到法律與道德的約束。
狹義相對論所涉及的領域是高速領域,速度的提高,使空間的影響迅速增大。物體運動的相對效應,就是速度導致空間效應變強的結果。
由於自然界是一個有機的整體,任何物體的外在能量,都具有兩種存在形式。其一,是相對於自身的動能;其二,是相對於空間的勢能。
速度的增大,使空間效應變得愈加明顯,從而使其能量中勢能的比例增大。當速度接近於空間能量的傳播速度——光速時,物體能量的增減主要是相對於空間的勢能,從而表現為速度具有了不變性。
光子的特殊性在於,其質量非常小,以至於在任何時候,其勢能都遠大於動能,其能量的變化始終都是勢能的變化,從而使光速具有不變性。
所以,光速是光子維持其相對於空間勢能的速度。相對於人類的時間尺度和光子的能量變化範圍,光子的不同速度之差遠小於光速本身,從而使光速顯現為是不變的。
愛因斯坦將光速相對於物理空間不變的現象,擴充套件至任意參照系,提升為光速不變原理,從而建立了狹義相對論。其進步意義,在於明確了空間對物體運動速度的限制;其不足,則在於矯枉過正,產生了雙生子佯謬。因為,不同的參照系,具有不同的性質,並不是完全等價的。
在宇觀領域,物質對空間的影響也是不可忽略的。為此,愛因斯坦透過將兩個原本是不同概念的引力質量和慣性質量等同起來,從而使物質與空間建立了相互聯絡。於是,物質不僅其行為會受到空間的制約,物質也可以使空間產生不對稱的分佈,以此來解釋引力的現象。
廣義相對論的積極意義,在於建立了物質與空間的相互關係;其侷限性,則在於沒有提供產生相互關係的物理機制,把原本是物理的引力作用歸結為數學的空間幾何變化。
總之,狹義相對論和廣義相對論分別是關於高速領域和宇觀領域空間效應的描述。它們的問題是,只建立了外在的聯絡,卻沒有提供內在的物理機制,是初級的唯象型理論,需要由具有物理機制的構建型理論所取代。
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3 # mg寥星vlog
狹義相對論和廣義相對論分別是愛因斯坦於1905年和1916年建立並發表的理論。在此之前,主要盛行的是經典力學。該理論是關於物質個體行為的理想物理學。
由於經典力學的研究範圍主要是與人的尺度相近的宏觀範圍,在此範圍內空間效應尚不明顯,因而經典力學是一個忽略了空間效應的理論。
然而,進入二十世紀,人類的認識擴充套件至宏觀範圍以外的領域,如進入高速領域和宇觀領域,發現了許多新的現象。
比如,邁克爾遜-莫雷實驗的零結果,說明光速是不變的;
比如,水星存在著經典力學無法解釋的多餘進動,即每世紀約為43秒的剩餘進動。
上述現象的本質,是因為在宏觀範圍以外的領域,作為物理背景的空間效應顯現了出來。此時,物體的行為不再是個體的一維結果,而是物體與其外部空間相互作用的共同產物。
這好比是在嬰幼兒時期,孩子的行為主要體現了其個人的意願;然而,一旦長大成人走入社會,其行為舉止就會受到法律與道德的約束。
狹義相對論所涉及的領域是高速領域,速度的提高,使空間的影響迅速增大。物體運動的相對效應,就是速度導致空間效應變強的結果。
由於自然界是一個有機的整體,任何物體的外在能量,都具有兩種存在形式。其一,是相對於自身的動能;其二,是相對於空間的勢能。
速度的增大,使空間效應變得愈加明顯,從而使其能量中勢能的比例增大。當速度接近於空間能量的傳播速度——光速時,物體能量的增減主要是相對於空間的勢能,從而表現為速度具有了不變性。
光子的特殊性在於,其質量非常小,以至於在任何時候,其勢能都遠大於動能,其能量的變化始終都是勢能的變化,從而使光速具有不變性。
所以,光速是光子維持其相對於空間勢能的速度。相對於人類的時間尺度和光子的能量變化範圍,光子的不同速度之差遠小於光速本身,從而使光速顯現為是不變的。
愛因斯坦將光速相對於物理空間不變的現象,擴充套件至任意參照系,提升為光速不變原理,從而建立了狹義相對論。其進步意義,在於明確了空間對物體運動速度的限制;其不足,則在於矯枉過正,產生了雙生子佯謬。因為,不同的參照系,具有不同的性質,並不是完全等價的。
在宇觀領域,物質對空間的影響也是不可忽略的。為此,愛因斯坦透過將兩個原本是不同概念的引力質量和慣性質量等同起來,從而使物質與空間建立了相互聯絡。於是,物質不僅其行為會受到空間的制約,物質也可以使空間產生不對稱的分佈,以此來解釋引力的現象。
廣義相對論的積極意義,在於建立了物質與空間的相互關係;其侷限性,則在於沒有提供產生相互關係的物理機制,把原本是物理的引力作用歸結為數學的空間幾何變化。
總之,狹義相對論和廣義相對論分別是關於高速領域和宇觀領域空間效應的描述。它們的問題是,只建立了外在的聯絡,卻沒有提供內在的物理機制,是初級的唯象型理論,需要由具有物理機制的構建型理論所取
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4 # 湯森說
狹義相對論,嚴格的講是沒有物質存在的平直空時空理論。而廣義相對論就是考慮了物質和時空有相互作用的理論。由於物質對時空的影響極其微小,所以在高度近似的程度上,狹義相對論的描述是足夠準確的。
回覆列表
簡單的說,狹義相對論和廣義相對論的區別,就是考不考慮時空的彎曲。顧名思義,狹義,就是不考慮。所以狹義相對論涉及的都是慣性參考系。
狹義相對論主要涉及的都是平直時空裡面的東西,也就是閔可夫斯基空間,或者說是三維的空間位置加上一個時間,組成的四維模型。在此參考系的選擇並不影響兩個事件之間的時空間隔。
比較顯著的例子就是狹義相對論可以解釋光速不變原理,不管光源如何運動,在各個方向的光的傳播速度還是大小相同的。
解決的問題可多了去了,狹義相對論大大推進了人類認知世界規律的程序。有了狹義相對論,才有了質能方程,人類開始利用核能源。也同樣有了狹義相對論,讓人類可以研究和光有關的物理性質,我們現在使用的手機才可以精準定位。
廣義相對論比較好解釋,就是把引力場解釋稱了時空的彎曲。廣義相對論可以解釋黑洞的存在,引力透鏡效應,以及引力波的存在。
廣義相對論,讓我們知道了我們的宇宙實際上是什麼樣子的。