高中物理-人人都可以看懂的相对论

人人都可以看懂的相对论·狭义相对论篇【高】【矮】【胖】【廋】【长】【短】【大】【小】

这所有的一切都是相对的

于是爱因斯坦说：“【相对的】还有时间和空间！这就是相对论！”

“时间和空间本身就是相对的。”这句话是什么意思呢？

是【长】还是【短】，这类感觉上的东西，我们只能做出相对的判断。但是对于一个事物来说，它是有单位的。

在餐厅中听到服务员说“请等一下~”，不如听她说

“请等三分钟~”

这样才比较安心嘛

【三分钟】对于任何人来说都是三分钟，无论是长是短，【三分钟】就只能是【三分钟】。

但是爱因斯坦说不对，他认为

【三分钟】的时间，有时是【两分钟】，有时却是【五分钟】

同样的，空间也是一样

五米长的尺子，对某些人来说是【三米】，对某些人来说是也可能是【六米】

这就是“时间和空间本身就是相对的”这句话的意思。

这可能让一些人难以置信，这也是很正常的。但相对论想要证明的，就是这样一个让人【难以置信】的结论

那么，为什么说“时间和空间本来就是相对的呢？”

在回答这个问题之前，我们先来继续谈谈【相对】这个词吧。最先使用这个词的家伙叫做伽利略，就是高塔扔铁球砸到亚里士多德老师脚的那个。

伽利略说：“速度是相对的。”

比如，有一个100km/h的火车正在向前行驶，而车里面有一个投球手向前方以100km/h的速度扔出一颗球。那么球的速度是多少呢？对于扔球的人来说，球的速度是100km/h；而对于火车外站着的穿着水手服的高中女学生来说，球的速度应该200km/h。

顺便一说，按照动漫里的发展，此时这位女学生的裙子会被掀起来，不过这里暂且不谈（污）。

接下来，又有一辆100km/h的火车从反方向开过来，两辆火车擦身而过。那么对于在那辆反方向行驶的火车看黄色杂志的猥琐大叔来说，这颗球的速度就变成了300km/h。而在现实生活中，如果这个大叔被这颗球砸中，受到的伤害就应该是等同于300km/h的球造成的而不是100km/h的球造成的。

这也是为什么小鸟可以撞飞机的原因。

可以看出，【速度】依据【参考系】的不同，其数值也会随之发生改变。

换句话说，★【速度】是【相对的】，参照系不同，数值就不同。★这就叫做【伽利略相对性原理】（实际上并不是这个意思）

看了这么多，你可能会不屑的想：“woc，妈的智障！这TM不是理所当然的吗？”

对，确实是理所当然的。

但是，也有不适用于这个【理所当然】的东西存在，那个东西就是【光】光在一秒内可绕地球7.5圈，速度为30万km/s（精确装逼用数值为299792.458km/s，把它背下来就可以出去装逼了）。顺便，所谓的30万km就是24个地球排在一起的长度。

而且最重要的是，这个【30万km/s】的速度，不论在什么情况下，★不论对于什么人来说，都是绝对不变的。★

在急速飞驰的火车上，一个人拿着激光笔向着前方发射光线，对于这个人来说，光的速度就是30万km/s。

那么对于那个站在火车外的少女呢？

也许是【光速+车速】吧。。。这样的

但是不对。

对于这位正在捂住裙子的少女来说，光速仍然是30万km/s。

难道是火车的速度太慢了所以被忽略不计了？

但事实上即使这辆火车变成99%光速，它发出的光，对于那位少女来说（woc站得这么近，她还能不能活着，这里暂且不谈）仍然是铁打不动的30万km/s。

就算是一个外星人坐着飞船发射一束光给地球，地球上的人、地球附近的人造卫星、跟过来的歌者、还有在澳大利亚指挥的智子，看到的都一定是30万km/s的速度。

★这就是【光的性质】，不论由谁发射，发射方向朝哪儿，或者被什么人看到，结果都是一样的。★

光速只有一个，就是30万km/s，没有再快，也没有再慢。我们称之为【光速不变定律】

那么为什么光速不变呢？光速不变是由【麦克斯韦方程组】推导得出的结果下（可以了解qwq）。

詹姆斯·麦克斯韦是一个研究【电和磁】的人。他发现【电和磁】能够【变成波在空间传播】，这种波就叫【电磁波】。他还试着计算了一下电磁波的速度，是30万km/s，与光速相同。由此可以推测出【光和电磁波岂不是同一种东西】？

求电磁波速度的计算公式就叫做【麦克斯韦方程组】。因为推导过程很难（本宝宝不怎么懂qwq），在这里就不放出来解释了（大家要真想看度娘一大堆qwq），但其中一处很奇妙的地方，就是【电磁波的速度】和【电磁波发生源的速度无关】

也就是说，发射电磁波的物体，不论是走路的人，还是10万km/s的宇宙飞船、或者是20万km/s的曲率飞船，他们发射电磁波，都不会对电磁波的速度造成影响。

★电磁波不论在什么情况下，速度一定是30万km/s。★

爱因斯坦就是从中得到启发，得出【光速不变定律】

【光速不变定律】在相对论中的意义非常重大，可以说是最大的前提，所以大家在阅读与相对论有关的书籍时，一定要时刻记得这条定律

爱因斯坦在得知了【伽利略相对性原理】和【光速不变定律】这两个东西后，整个人都不好了。

“woc！不行！这两个东西怎么看都是互相矛盾的，到底哪里出错了？！”

【速度根据基准的不同而改变】【光速无论什么基准都不会改变】，这两个东西怎么看都不应该是错的。

“woc！不对！不是这样的！”

“口意！不是他们两个错了！他们是无辜的！一定是这个万恶的世界的错！”

当现有理论已经无法解释某种现象的时候，就只能推翻至今为止建立起来的常识了。

“没错！一定是这样！那就是要改变【时间和空间的概念】！口意！”【伽利略相对性原理】和【光速不变定律】

“把他们作为大前提的话，会有很多bug啊。。。”爱因斯坦如是说。其中最为经典的，就是【用不用一秒钟】这个问题。

一束光和一架以半光速飞行的飞船从地球同时出发，目的地是月球（地月距离为38万km，为了方便，这里默认为30万km）。

对于地球来说，发往月球的光用了一秒钟到达了月球。

可是，对于宇宙飞船来说，光不用一秒钟就到达了月球。

这是为什么呢？