如何理解相对论时间变慢如何理解相对论，如何理解相对论时空观 _睿知

爱因斯坦的相对论如何理解？
相对论的结论是：比光速快，时光倒流，时光倒流，也就是穿越时空。爱因斯坦认为光速不能达到或超过，所以不会有时间旅行。广义相对论认为光速可以超过，但不会穿越时空。相对论(英文：Theory of relativity)是关于时空和引力的理论，主要由阿尔伯特爱因斯坦创立。按研究对象可分为狭义相对论(狭义相对论)和广义相对论(广义相对论) 。基本相对论的基本假设是相对性原理，即物理定律与参照系的选择无关。狭义相对论和广义相对论的区别在于，前者讨论的是匀速直线运动的参照系(惯性参照系)之间的物理规律，后者则推广到有加速度的参照系(非惯性参照系)，在等效原理的假设下广泛应用于引力场。相对论和量子力学是现代物理学的两大基本支柱。建立在经典物理基础上的经典力学不适合高速运动的物体和微观领域。相对论解决了高速运动的问题；量子力学解决了微观亚原子条件下的问题。相对论颠覆了人类对宇宙和自然的“常识”概念，提出了时空相对性、四维时空、弯曲空间等新概念。1905年提出狭义相对论，1915年提出广义相对论(爱因斯坦于1915年底完成广义相对论的创立，1916年初正式发表相关论文) 。因为牛顿定律给狭义相对论出了难题，即任何空间位置的物体都会受到力的作用。所以，整个宇宙没有惯性观察者。爱因斯坦提出了广义相对论来解决这个问题。狭义相对论最著名的推论是质能公式，该公式认为质量随着能量的增加而增加。也可以用来解释核反应释放的巨大能量，但不是原子弹诞生的原因。广义相对论预言的引力透镜和黑洞与一些天文现象是一致的。提出了过程的绝对时空观。所谓时空观，就是对时间和空间的物理属性的理解。它是伽利略变换的力学相对性原理的数学描述。它反映了经典力学的绝对时空观。1.时间间隔与惯性系的选择无关。如果两个事件相继发生，观察者在两个不同的惯性系中测得的时间间隔是相同的。2.空间间隔与惯性系的选择无关。空间任意两点之间的距离与惯性系的选择无关。可见，在经典力学中，物体的坐标和速度是相对的，同一个地方也是相对的。但是时间、长度和质量是绝对的，同时性也是绝对的。这就是经典力学的绝对时空观。19世纪中叶，麦克斯韦建立了电磁场理论，预言了以光速c传播的电磁波的存在，19世纪末，麦克斯韦的理论被实验完全证实。整个空间充满了一种叫做“以太”的连续介质，光和无线电信号在其中波动。一个完整的理论需要仔细测量以太的弹性。为此哈佛大学建立了杰斐逊实验室，整个建筑不需要任何钉子，以免干扰磁性测量。但由于计划者忽略了栗色砖块中含有的大量铁元素，预计实验将无法如期进行。到了世纪末，对穿透所有以太体的想法的偏离开始出现。如果我们认为地球是在静止的以太体中运动，那么根据速度叠加原理，光在地球上不同方向传播的速度必然不同，但实验否定了这一结论；如果以太被地球带走，显然与一些天文观测不符。对此，人们发现这是一个充满矛盾的理论。两个基本假设。物理定律在所有惯性系中都有相同的形式。2.总共
意思是说，如果坐标系K “相对于坐标系K匀速运动，但不旋转，那么在任何物理实验中，相对于两个坐标系，都无法区分K是哪个坐标系，K “是哪个坐标系。第二个原理叫做光速不变原理，意思是光速C(在真空中)是不变的，它不依赖于发光物体的移动速度。从表面上看，光速不变似乎与相对性原理相冲突。因为，根据经典机械速度合成定律，对于相对匀速运动的坐标系K和K，光速应该是不同的。爱因斯坦认为，要承认这两个假设不冲突，我们必须重新分析时间和空间的物理概念。洛仑兹变换经典力学中的速度合成定律实际上取决于以下两个假设：1 。两个事件之间的时间间隔与用来测量时间的时钟的运动状态无关。2.两点之间的空间距离与用来测量距离的尺子的运动状态无关。爱因斯坦发现，如果我们承认光速不变原理与相对论原理相容，那么这两个假设都必须抛弃。这个时候一个时钟的事件是同时的，但是另一个时钟的事件不一定是同时的，同时是相对的。在有相对运动的两个坐标系中，测量两个特定点之间的距离得到的值不再相等，距离是相对的。如果K坐标系中的一个事件可以由三个空间坐标X、Y、Z和一个时间坐标T确定，而K坐标系中的同一个事件由X、Y、Z和T确定，爱因斯坦发现X、Y、Z和T可以由一组方程组求解。两个坐标系的相对运动速度和光速c是方程仅有的参数。这个方程最早是由洛伦兹得到的，所以叫做洛伦兹变换。利用洛伦兹变换，很容易证明钟会因为运动而变慢，尺子在运动时会比静止时短，速度的相加满足一个新的规律。相对论原理也表述为一个明确的数学条件，即在洛伦兹变换下，时空变量X’，Y’，Z’，T’将代替时空变量X，Y，Z，T，而任何自然规律的表述仍采取与原来相同的形式。人们所说的自然普遍规律，对于洛伦兹变换是协变的。这对探索自然的普遍规律起着非常重要的作用。此外，在经典物理学中，时间是绝对的。它一直扮演着不同于三个空间坐标的独立角色。爱因斯坦的相对论把时间和空间联系起来。认为物理现实世界是由各种事件组成的，每个事件由四个数字描述。这四个数就是它的时空坐标T和X，Y，Z，构成了一个四维的刚性连续时空，通常称为闵可夫斯基平坦时空。在相对论中，很自然地要在四维中考察物理的真实世界。狭义相对论的另一个重要结果是质量和能量的关系。在爱因斯坦之前，物理学家一直认为质量和能量是完全不同的，是守恒量。爱因斯坦发现，在相对论中，质量和能量是不可分的，两个守恒定律合二为一。他给出了一个著名的质能公式：E=MC ^ 2，其中C是光速。所以质量可以看作是它的能量的一种度量。计算表明微小的质量蕴含着巨大的能量。这在后来的核反应试验中得到了证明。
如何理解相对论
根据狭义相对论原理，惯性系是完全等价的。所以在同一个惯性系中有一个统一的时间，叫做同时。但相对论证明了不同惯性系中不存在统一的同时性，即两个事件(时间和空间点)同时在一个惯性系中，但在另一个惯性系中可能不同。这就是同时性的相对性。在惯性系中，同一物理过程的时间。在未来的广义相对论中，我们可以知道时间和空间在非惯性系中是不统一的，也就是说在同一个非惯性系中不存在统一的时间，因此不可能建立统一的同时性。相对论已经推导出不同惯性系之间的时间进度关系，发现运动的惯性系时间进度慢，也就是所谓的钟慢效应。一般来说，运动的钟比静止的钟走得慢，走得越快，走得越慢。当它接近光速时，时钟几乎停止。标尺的长度是在惯性系中“同时”获得的两个端点的坐标值之差。由于‘同时’的相对性，不同惯性系中测得的长度也不同。相对论证明，在尺子长度方向运动的尺子比静止的尺子短。这就是所谓的尺子收缩效应。当速度接近光速时，标尺收缩为一点。从上面的说法可以看出，钟慢尺缩的原理是时间安排是相对的。也就是说，时间进度与参考系有关。这就从根本上否定了牛顿的绝对时空观。相对论认为绝对时间不存在，但时间仍然是一个客观量。比如下一期要讨论的双胞胎的理想实验，弟弟乘飞船返回后15岁，弟弟可能45岁，说明时间是相对的，但弟弟确实活了15年，弟弟也确实认为自己活了45年。这和参考系无关，时间是‘绝对’的。这说明，不管物体的运动状态如何，它所经历的时间都是一个客观的量，是绝对的，这就叫固有时间。也就是说，无论你采取什么形式的运动，你都认为你喝咖啡的速度是正常的，你的生活规律没有被打乱。但别人可能看到，你喝咖啡用了100年，从放下杯子到死去只用了一秒钟。
相对论，怎样简单的理解广义相对论？
意思是一切都是相对的，只不过狭义相对论参照物是地球上的东西，广义相对论参照物是整个宇宙。至于光速旅行，那是扯淡。正确的理解是这样的：如果你以光速飞离地球，如果你以自己为参照物，实际上可以看出地球以光速飞离你。这个时候，因为你的眼睛接收光线，所以你能看见东西。当地球以光速飞离你的时候，地球上发生的事情到达你的眼睛时会有延迟。看起来时间变慢了。也就是说，如果你已经离开地球几十光年，停下来，你看到的就是几十年前地球上发生的事情(如果你的眼睛好到能看到的话) 。因为地球发出的光到达你的眼睛需要几十年的时间。

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相对论怎么理解？
狭义相对论和广义相对论有两个版本。后者是前者的延伸，应用范围更广。狭隘否定绝对的时空观，是相对于牛顿的绝对时空观而言的；狭义相对论中有一个著名的公式，即E=MC ^ 2，它把质量和能量统一起来，把它们看作同一物体的两面。狭义相对论基于两个假设，即光速不变和相对性原理。在窄相位中不考虑重力。广义相对论是一种引力理论，其核心思想是引力的作用和加速度的作用可以等效。人们普遍预测我们的空间是弯曲的，但事实上，引力本身并不存在。重力是物质弯曲周围空间对其他物体的加速效应。广相还以把空间和时间视为一体而闻名，即四维时空。它把狭义相对论中的时间膨胀和缩短问题转化为改变四维时空投影角度的问题。
什么是相对论先简单说在详细
相对论是一种认为世间万物(包括空间)都是相对的，没有绝对的哲学思想。比如说高是相对于矮而言的，这是有意义的。没有矮，就没有高的概念。长与短是相互依存的，没有短也没有长。没大没小，没快没慢。失去了对比，一切都失去了意义。所谓正尺短，寸强。单个长度值没有长度的概念。上图视觉趣味图中，A方块的颜色和B方块的颜色一模一样，但总让人觉得B是白的，A是黑的。原因是相对比较的结果。左边的小矩形条是AB方的颜色，深浅都无所谓。当然和白底比起来是暗的，但是换成黑底就是亮的。在物理学中，相对论物理学是当代物理学的一大支柱，它不同于经典物理学的绝对概念。是经典物理学向大空间、高速度领域的延伸。经典物理学虽然承认相对论，但并不排斥绝对概念，比如速度。经典物理学认为宇宙一定处于绝对静止的物质(以太)中，相对以太运动的速度就是绝对速度。而相对论物理学则认为宇宙中不存在绝对静止的物质，所有的运动和所有的运动规律都是相对的。相对论是一位爱因斯坦在总结前人理论和一系列实验结果的基础上创立的。相对论的基础是相对论哲学思想在物理学中的具体体现。相对论是建立在一系列物理实验结论基础上的，主要包括以下几点：1 。所有的物理定律在任何惯性系中都是等价的。(伽利略变换)2 。在封闭的空间里，无法测量系统本身的运动速度。(没有参照系就没有速度的概念)3 。光速在任何惯性系中都是一样的。(光速不变)光速不变是人们质疑相对论的重要原因之一，因为光速不变违背了人们习以为常的速度叠加原理。但是，这是相对论性物理中相对性原理最重要的体现。所以说到相对论，我们要重点解释光速不变的原理。因为光速不变与人们的日常体验相差甚远，很难被接受。即使在描述相对论现象时，很多人还是站在绝对速度的立场上。比如“物体高速运动时，时间会变慢” 。如果站在相对论的概念上，看一次就成问题了。没有参照物，就没有速度。「高速」从何而来？如果有参照系，且运动是相对的，那么谁在运动，为什么它的速度高？参照系可以任意指定，所以同一个物体可以有无数个速度值。它能有无数种时间吗？我们先来看一个很重要的实验：迈克尔逊-莫雷实验假设光在以太中的速度是恒定的，那么系统相对于以太的速度所导致的平行方向和垂直方向的光速应该是不同的。根据地球公转和自转的速度，即使不考虑太阳系的速度，地球表面和以太的相对速度至少大于30 km/s，如果加上和减去光速和系统速度的总差，干涉条纹会移动20 cm以上。然而结果却大大出乎意料。无论系统如何旋转，干涉条纹都不会改变。也就是说，光速在任何方向都是一样的。原计划实验需要半年时间，因为要测量地球转到太阳另一侧的速度。但是实验只进行了几天就结束了，因为发现不同方向的光速根本没有变化。这个实验说明以太不存在或者即使存在也不能作为参照系，因为光速和以太无关，绝对速度是不存在的。既然没有绝对速度，想象一下：1 。如果宇宙中没有其他天体，那就只有一个粒子。这个粒子如何确定它是运动的还是静止的？如何确定自己的移动速度？显然，这是不可能的
事实上，在一个粒子上测得的光速在各个方向上都是一样的速度，所以它甚至不能作为参照系。2.如果宇宙中只有两个天体，没有其他天体，两个天体可能会相对运动。但是，无法分辨这两个天体是沿着一个夹角向同一个方向运动还是向另一个方向运动。这两个天体之间唯一能确定的就是它们之间的距离是远还是近，以及它们远还是近的速度。(人们经常会问这样一个问题，两个物体以“V”和“V”的速度“相向”运动。“V”“V”“相向而行”从何而来？3.如果(实际上)宇宙中有无数个天体，每个天体都可以完全忽略另一个天体的存在(认为它在宇宙中是静止的或以任意速度漂浮的)，在这个系统中测得的光速在各个方向上也是一样的。因为自身速度没有必要的值(可以任意指定)，所以光速与自身运动速度叠加是没有依据的。也就是说，在任何惯性系中看到的光速都是C，是常数。相对而言，在光线看来，所有的惯性系都是“静态”的。事实上，麦-莫实验也验证了光速不与任何相对速度叠加。狭义相对论：狭义相对论是基于光速不变的原理，是以相对匀速直线运动的两个系统之间时空度量转换关系的理论。它可以被看作是相对论的一种微分形式。狭义相对论不涉及力与系统的相互作用，而是相对速度对相互观测的影响和换算关系。从前面的讨论可以看出，光速不变是光的特性之一，就像光是直线传播一样。我们举一个很常见的例子来说明光对观察的影响。因为光是直线传播的，所以存在“近大远小”的现象，即我们看的越远，东西就会越小。如果我们的眼睛和大脑自动计算的功能让我们觉得远近不明显，我们可以借助相机拍照，远处的物体确实变小了。如果我们想知道远处物体的真实大小和尺寸，我们必须将测量(拍摄)的尺寸乘以一个大于1的因子，以恢复真实尺寸。同样，因为光速不变，当相对速度较高时，从另一个系统看，一个系统上的时间会“变慢” 。这实际上是一个习语，但它不是“慢下来”，而是更快。例如，如果我们看到(测量)的时间是T，我们需要用一个小于1的因子乘以它来还原真实时间T’ 。T”=t(1-v/c)，只要速度不为0，(1-v/c)就一定小于1，所以说明在那个系统上实际看到的时间比我们观测到的慢，说明我们看到的时间比那个系统快。但是，我们习惯说，相对于我们高速运动的物体上的时间会变慢。这只是习惯性的说法，并不影响我们正确使用变换公式分析时间关系。因为速度和时间是相对的，所以我们认为我们的时间没有变，所以说它的时间变慢了也不是错误。广义相对论：广义相对论将相对论引入力学领域，力对速度的影响(改变运动状态)也是相对的。对于所有的系统(不仅仅是惯性系)，所有的物理定律仍然是正确的，所以在相对论范围内有f=ma的正确性。F=ma即a=f/m:左边的加速度和右边的加速度分别是多少？单位质量的引力，也就是引力场的引力强度。也就是说，加速度和重力是等价的。然后光直线传播，在强引力场中发生弯曲，说明空间发生了弯曲。在光线下，它仍然走直线。能量公式：f=ma能量(或功)是通过两边乘以一个距离得到的。F距离=m v，即能量=质量乘以速度的平方，但这里的速度是多少呢？显然，它不可能是在任何指定的参照系中测得的任何速度，而是质量相对于光的速度，也就是c 。
【如何理解相对论时间变慢如何理解相对论，如何理解相对论时空观】所以质能公式的表达式是：E=MC 。至于如何详细解释相对论，可能会占太多篇幅。下面是详细的描述。但是要记住，要理解相对论，一定要站在相对论的角度看问题，一定要有根深蒂固的相对论观念。我们不能从绝对的立场来解释和研究相对论。

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什么是相对论？
相对论是关于时空和引力的基本理论，主要由爱因斯坦创立。分为狭义相对论(狭义相对论)和广义相对论(广义相对论) 。相对论的基本假设是光速不变原理、相对性和等效性。相对论和量子力学是现代物理学的两大基本支柱。奠定了经典物理学基础的经典力学不适用于高速运动的物体和微观条件下的物体。相对论解决了高速运动的问题；量子力学解决了微观亚原子条件下的问题。相对论极大地改变了人类对宇宙和自然的常识性概念，提出了同时相对论、四维时空、弯曲空间等新概念。狭义相对论主项：狭义相对论狭义相对论是被限制在惯性系中的相对论。牛顿的时空观认为，空间是平坦的、各向同性的、各向同性的三维空间，时间是独立于空间的单一维度(因而是绝对的) 。狭义相对论认为空间和时间不是相互独立的，而是一个统一的四维时空整体，不存在绝对的空间和时间。在狭义相对论中，整个时空仍然是平坦的、各向同性的、各向同性的，这是与“全球惯性系”相对应的理想情况。狭义相对论以真空中光速为常数为基本假设，结合狭义相对论原理和上述时空性质可以推导出洛伦兹变换。广义相对论广义相对论是阿尔伯特爱因斯坦在1915年发表的一个理论。爱因斯坦提出了“等效原理”，即引力和惯性力是等效的。这个原理是基于引力质量和惯性质量的等效。(目前实验证明，在10 ^ 12的精度范围内，引力质量和惯性质量仍然没有区别。).根据等效原理，爱因斯坦将狭义的相对性原理推广到广义的相对性原理，即物理定律的形式在所有参考系中都是不变的。物体的运动方程就是这个参考系中的测地线方程。测地线方程与物体本身的内在性质无关，只取决于时间和空间的局部几何性质。引力是时空局部几何性质的表现。物质的存在会造成时空的弯曲。在弯曲的时空中，物体仍然沿着最短的距离运动(即沿着欧几里得空间中的测地线3354运动) 。比如太阳引起的地球在弯曲时空中的测地线运动，实际上是绕着太阳转，产生了引力效应。就像在弯曲的地球表面上，如果是直线运动，实际上是绕着地球表面的大圆走。