狭义相对论
狭义相对论的两条公设
1905 年,爱因斯坦把物理学重建在仅仅两条朴素的假设之上。第一条是相对性原理:对所有作匀速运动的人来说,物理定律完全相同;没有哪个惯性观察者能宣称自己才是「真正」静止的那一个。第二条说:真空中的光速对每一位这样的观察者都取同一个数值,无论光源或观察者如何运动。
第二条公设才是惊世骇俗的一条。常识告诉我们,如果你去追一束光,应当能稍微追近一点,从而测得它相对你走得慢些。爱因斯坦却坚持:你测到的光速永远不变,约为每秒三十万公里。为了让这一个事实成立,我们关于绝对时间和绝对距离的旧观念,就不得不让步。
狭义相对论中其余的一切,都作为逻辑推论从这两句话里流淌出来。运动的钟变慢、运动的尺缩短、人们对「哪些事件同时发生」各执一词,以及质量与能量之间那个著名的联系,都从中倾泻而出。这套理论并不是一堆稀奇古怪效应的杂烩,而是从两条看似无害的前提出发的一条严密推理链。
想象两位旅行者在深空中彼此擦肩而过,各自带着完全相同的仪器。无论用光还是别的什么,谁也做不出任何实验来判定是谁在「运动」、谁在「静止」。这种不肯赋予任何人特权立场的「平等」态度,加上光速顽固的恒定,就是整座大厦的全部地基。
(1) laws of physics same in all inertial frames; (2) c = constant for all inertial observers
两条公设:相对性原理,以及光速的不变性。
这两条公设适用于惯性(不加速)参考系。把相对论推广到加速与引力,需要爱因斯坦后来的广义理论。
又称
另见