狭义相对论是由德国物理学家阿尔伯特·爱因斯坦于1905年提出的 。在这个革命性的理论中，爱因斯坦将时间和空间视为一体，推翻了牛顿时空观念的根基 。他认为，光的速度在任何惯性参考系中都是恒定不变的，而不受观察者的运动状态的影响 。这一观点违背了经典物理学中的常识，却得到了大量实验证据的支持 。狭义相对论引起了科学界的极大关注，它的提出不仅彻底改变了人们对时间和空间的认识，也为后续的广义相对论等理论奠定了基础 。
相比起艰涩难懂的广义相对论，爱因斯坦在 1905 年提出的狭义相对论其实并没有像我们想象的艰深，那么狭义相对论究竟讲的是什么呢？今天我就用通俗易懂的方式带大家了解一下！
狭义相对论提出的背景1687 年，牛顿发表了《自然哲学的数学原理》，标志着经典力学的建立，牛顿经典力学在很长时间里都成为了物理学家心中的圣经与权威 。
牛顿的经典力学的核心是伽利略变换，伽利略变换是经典力学中用以在两个只以均速相对移动的参考系之间变换的 *** ，属于一种被动态变换 。伽利略变换构建了经典力学的时空观 。
伽利略变换认为，在同一参照系里，两个事件同时发生，在其他惯性系里，两个事件也一定同时发生，时间间隔的测量是绝对的，长度测量也具有绝对性，经典力学定律在任何惯性参考系中数学形式不变，换言之，所有惯性系都是等价的（相对性原理） 。
所以我们才会说伽利略变换构建了经典力学中的绝对时空观，时间和空间均与参考系的运动状态无关、时间和空间是不相联系的，是绝对的 。也就是说空间、时间与物体的运动状态无关！
受经典力学的影响，物理学家认为宇宙到处都存在着一种称之为以太的物质,因为在经典力学里，曾经有两种力的概念存在．一种是接触力(如碰撞、压力或拉力等勒，另一种是超距件用力（如重力），在当时的观念里，似乎除了由直接接触所产生的那些作用之外不应有别的作用 。
按照这样的观念，人们曾试图以接触作用力来解释牛顿的超距作用力，即认为超距作用力实际上是靠充满空间的媒质来传递的，传递方式或是靠这种媒质的运动，或是靠它的弹性形变．这样，便提出了以太假说 。
他们普遍认为以太是传播光的媒介，引力甚至电、磁力是在以太中传播的，由此发展了“光以太”假说 。
除此之外，物理学家将这种无处不在的“以太”看作绝对惯性系，其它参照系中测量到的光速是以太中光速与观察者所在参照系相对以太参照系的速度的矢量叠加 。
举一个简单的例子，你在火车上跑，那么你的小伙伴看来，你的速度=火车的速度+你在车上的速度发现没有，在这个理论当中，速度是可以叠加的，但是如果你的小伙伴在一辆速度相同的火车上看你，那么你的速度就是你在车上奔跑的速度 。
所以其它参照系中测量到的光速是以太中光速与观察者所在参照系相对以太参照系的速度的矢量叠加 。就是这个道理，也就是说光速会随着参照系的不同，也变得不同 。
但是到了后来，麦克斯韦创建了电磁理论，实现了物理学的第一次大一统，麦克斯韦方程组构建了电动力学的基石，但却和牛顿的经典力学产生了矛盾 。麦克斯韦建立的电动力学，有一个结果就是光速在不同惯性系是不变的，电光速是不需要相对于某个参考系而言的 。在任何惯性参考系下，光速都是3×10^8m/s 。
文章插图
这个结果和经典力学的伽利略变换是相矛盾的 。如果我们把伽利略变换应用于描述电磁现象的麦克斯韦方程组时，将发现它的形式不是不变的，也就是说光速不是一个固定的数值，即在伽利略变换下麦克斯韦方程组或电磁现象规律不满足相对性原理 。
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