相对论(英语:Theory of relativity)是关于时空和引力的理论,主要由爱因斯坦创立,依其研究对象的不同可分为狭义相对论和广义相对论。相对论和量子力学的提出给物理学带来了革命性的变化,它们共同奠定了现代物理学的基础。相对论极大的改变了人类对宇宙和自然的“常识性”观念,提出了“同时的相对性”、“四维时空”、“弯曲时空”等全新的概念。不过近年来,人们对于物理理论的分类有了一种新的认识——以其理论是否是决定论的来划分经典与非经典的物理学,即“非经典的=量子的”。在这个意义下,相对论仍然是一种经典的理论。
阿尔伯特·爱因斯坦,或译亚伯特·爱因斯坦(德语:Albert Einstein,1879年3月14日-1955年4月18日),犹太裔理论物理学家,创立了现代物理学的两大支柱之一的相对论,也是质能等价公式(E = mc2)的发现者。他在科学哲学领域颇具影响力。因为“对理论物理的贡献,特别是发现了光电效应的原理”,他荣获1921年诺贝尔物理学奖。这发现为量子理论的建立踏出了关键性的一步。
爱因斯坦在职业生涯早期就发觉经典力学与电磁场无法相互共存,因而发展出狭义相对论。他又发现,相对论原理可以延伸至重力场的建模。从研究出来的一些重力理论,他于1915年发表了广义相对论。他持续研究统计力学与量子理论,导致他给出粒子论与对于分子运动的解释。在1917年,爱因斯坦应用广义相对论来建立大尺度结构宇宙的模型。
当两物体相互近光速运动时,由于相对论否认绝对静止参照系,两物体间无法比较速度的快慢,但相对论又认为物体的质量大小与运动速度大小相关,若要比出快慢,则必须在垂直于两物体的连线分别对两物体施加相等的作用力。
其中加速度大的则速度慢,加速度小的则是速度快,对于加速度大小的比较,则存在绝对的惯性参照系,暂且称其为狭义绝对论,而狭义相对论是引入光速为任意参照系的恒定量,来确定物体的相互运动,两物体的快慢比较则必须有第三个参照系,即一个观测者,用恒定量的光速作为尺子,来研究另二个物体的运动。
但引入观测者带来了明显的问题,天上一日地上三年成为可能,还有孪生子佯谬等,况且,物理规律必须围绕观测者的意志而转移,有唯心主义的嫌疑。关于狭义绝对论如何解释物体的运动规律,详见头条“春雷乍响”后述。
爱因斯坦假设:
1.物理体系的状态据以变化的定律,同描述这些状态变化时所参照的坐标系究竟是用两个在互相匀速移动着的坐标系中的哪一个并无关系.
2.任何光线在“静止的”坐标系中都是以确定的速度c运动着,不管这道光线是由静止的还是运动的物体发射出来的.”