基礎與參考系

相對性原理

相對性原理指出,物理定律在每一個慣性參考系裡都完全相同。無論你是靜止的,還是以穩定速度滑行,支配小球、彈簧、磁鐵和光的規則都不會改變。自然界並沒有偷偷把哪個參考系當作「真正靜止」的特權參考系。

一個生動的推論是:在一個封閉、平穩運動的艙室內,任何實驗都無法告訴你究竟是在運動還是靜止。倒一杯飲料、拍一下球、看一支火焰——一切表現得都和在地面上一模一樣。只有向外張望、參照別的東西,你才能察覺相對運動;絕對的勻速運動在原則上是無法被探測的。

伽利略最早用甲板下的船艙把這個想法演繹得淋漓盡致,愛因斯坦則把它當作狹義相對論的兩根支柱之一。愛因斯坦那大膽的額外一步,是堅持這條原理同樣涵蓋電磁學與光——這迫使光速對每個人都相同,並推翻了關於絕對時間與同時性的舊觀念。

laws of physics are the same in all inertial frames

封閉、平穩、勻速的運動從內部無法察覺——只有相對運動才看得見。

這條原理只適用於勻速(不加速)的運動。加速與旋轉在內部是能感覺到的,所以正在剎車的火車或旋轉的旋轉木馬並不遵守它。

又稱
relativity principle相对论原理