相对论xiāng duì lùn

研究时间和空间相对关系的物理学说。1923年茅以新《常识讲义》：“现在德国安斯坦发明相对论，把天空中的道理，研究得格外明白了。”1946年钱钟书《围城》七：“他那时候没有原子弹可讲，只可以呼唤几声相对论，害得隔了大海洋的爱因斯坦右耳朵发烧，连打喷嚏。”

相对论xiangduilun

现代物理学的基础理论之一。是关于物质运动和时间、空间关系的理论。它包括狭义相对论和广义相对论两大部分。创立者A·爱因斯坦。
狭义相对论建立于1905年，反映在《动体的电动力学》一文中。爱因斯坦分析了伽利略相对性原理适用于牛顿力学领域却不适用于麦克斯韦电动力学这一事实，认为，造成这一矛盾的是古典力学理论基础，相对性原理应该是普遍适用的。爱因斯坦吸取了休谟对先验论、马赫对绝对时空概念的批判成果，考察了“同时性”问题，否定了绝对时间、绝对空间的观念，以及“以太”的存在。以此为基础，他提升出作为一切物理理论而不仅仅是力学理论基础的相对性原理，以及光速不变原理，以之作为建立狭义相对论的两个公理。从此出发，结合了洛伦兹变换，指出运动的尺要缩短，运动的钟要变慢，但一切物理定律的数学形式保持不变。进而，爱因斯坦改造了古典物理学的基本概念，如质量、能量、动量等。通过这种改造所得到的相对论力学，把古典力学作为物体低速运动时的一种极限情况包含于自身之中。狭义相对论把力学和电磁学在运动学的基础上统一起来，揭示了自然界的统一性，它否定了绝对时空观，建立了新的时空统一的观念。新时空观后经闵可夫斯基的发展，表述为空时四维形式，这样就可以方便地用四维空间中的几何图形来表示事件及其变化过程。狭义相对论还导出了质能公式(E=mc²)，这一公式不仅更深入地揭示出物质和运动的不可分性，而且对20世纪人类生产生活产生了巨大影响。
在完成狭义相对论后，爱因斯坦又把相对性原理从相互匀速运动的惯性系推广到相互加速运动的惯性系，提出了等效原理。在数学家格罗斯曼的帮助下，爱因斯坦以黎曼几何学和张量分析为数学工具，经过艰苦努力，于1915年又完成了广义相对论。广义相对论是引力理论，它用空间结构的几何性质表示引力场，揭示出空间一时间与物质的统一性。它指出，时空不能离开物质而独立存在，时空特性取决于物质分布性质。从广义相对论角度看，物理空间不是平坦的欧几里德空间，而是弯曲的黎曼空间；在引力场中，时钟要变慢，光线要弯曲。广义相对论还解释了牛顿力学理论无法解释的水星近日点进动，并预言星光经过太阳边缘要偏转。这一预言于1919年由日全食的观测得到证实，成为轰动一时的大事。
1917年，爱因斯坦用广义相对论考察宇宙，提出了宇宙空间有限无界模型，开创了现代宇宙学。20年代以后，他又试图推广相对论，建立统一场论，以彻底揭示自然界的统一性，但未获成功。

相对论

关于物质运动与时间空间关系的理论。在本世纪初由爱因斯坦建立和发展。在此之前，人们根据经典时空观（集中表现为伽里略变换）解释光的传播等问题时，产生了一系列矛盾。相对论针对这些问题，建立了新的时空观和可与光速比拟的高速物体的运动规律，对其后物理学的发展有重大作用。相对论可分为两部分：狭义相对论和广义相对论。前者的基本原理是相对性原理和光速不变原理；后者的基本原理是广义相对性原理和等价原理。按照上述原理，万有引力的产生是由于物质的存在和一定的分布状况使时间空间性质变得不均匀（所谓时空弯曲），并由此建立了引力场理论；而狭义相对论则是广义相对论在引力场很弱时的特殊情况。

相对论

相对论关于运动物质与时间和空间关系的理论，其内容包括狭义相对论和广义相对论。1905年，爱因斯坦创立狭义相对论，1916年他又创立了广义相对论。狭义相对论揭示了空间、时间、质量和物质运动之间的联系，广义相对论建立了空间、时间是随着物质分布和运动速度的变化而变化的理论。它是现代物理学的基础理论之一。
爱因斯坦出生于德国的犹太人家庭，1896年进入瑞士苏伊士理工学院，1901年取得瑞士国籍。由于他具有独立思想和“离经叛道” 的性格，大学毕业后就失业，两年后才在伯尔尼瑞士专利局找到技术员的固定职业。1905年他在业余时间里写了4篇论文，在物理学的三个不同领域(辐射理论、分子运动论、力学和电动力学的基本理论) 取得了具有历史意义的成就。1909年他在大学任教，1914年被邀回德国。希特勒上台，受到迫害，1940年加入美国籍。
爱因斯坦相对论思想发源于对物理学中 “以太概念” 的思考。“以太” 一词源于古希腊，原意是高，亚里士多德在阐述世界构成时，提出除了水、火、土、气四种元素之外，存在着第五种物质的 “以太”。笛卡尔于1664年最先把它用于科学，表示一种充满整个宇宙，作旋涡运动的球形的无重物质，它不能被人的感官直接感知，但能传递力，并能对物体产生作用。19世纪以后，随着光、电、磁力的发现，“以太” 被作为它们的传播媒体成为物理学家研究的重要对象，1728年美国天文学家布雷德利发现恒星的 “光行差”。要用光的运动来解释 “光行差”，只能假设 “以太” 相对于太阳是静止的，那么地球围绕太阳运动时，也必然发生与静止的 “以太” 产生相对运动。为了搞清地球相对于 “以太” 的运动，1887年美国科学家迈克耳逊与莫雷进行了著名的 “以太漂移” 实验，经精密的实验，没有找到任何可以证明 “以太漂移” 的迹象。为了解释迈克耳逊和莫雷实验的否定结果 (也称 “零结果”),1889年爱尔兰物理学家斐兹杰诺提出收缩假说，认为物体在以太运动时，在运动方向上长度要缩短。以后荷兰物理学家洛伦兹也独立提出同样假说，他们提出假说的目的本来是为了解决在以太漂移问题上新的实验事实与旧的力学理论之间的矛盾，然而如果这个假设成立，不仅不能解决这一矛盾，反而使它更加尖锐化了，因为按斐兹杰诺收缩假说，任何运动速度都不能超过光速，这样，古典的速度迭加原理便不能成立，于是建立在伽里略一牛顿变换上的整个古典力学体系也就被动摇了。为保全古典物理学体系，洛伦兹在他的电子论中提出11个特殊假设，试图解决新事与旧论的矛盾，但是所有这些尝试都以失败而告终。
当这些物理学家为修补旧理论而孜孜不倦地寻求时，年轻的爱因斯坦即以他革命的批判的头脑审视着关于 “以太” 问题研究，清醒地判定旧的理论难以修补，必须创立新的理论。1905年6月，爱因斯坦发表了对物理学发展具有划时代意义的论文 《论动体的电动力学》，宣称发表这篇论文的目的在于 “在静止物体的麦克斯韦理论的基础上，建立了运动物体电动力学的一种和简单一致的理论”。爱因斯坦以敏锐的哲学头脑，准确地抓住了问题的症结： 洛伦兹理论建立在绝对静止的光以太概念上，旧理论之所以需要一个相对静止的光以太，就因它需要一个绝对空间，旧理论无法解释迈克耳逊实验的否定结果，是由于它不承认光速的不变性，是以绝对时间的存在为基石的。在爱因斯坦看来，由牛顿建立起来的一直作为经典物理学的基本概念既不依赖于物质的运动，又在彼此之间互不相关的 “绝对空间” 都是不存在的，必须抛弃这种旧的时空观。在论文中他大胆地闸述了两个基本假设，即狭义相对论的两条原理： 第一，对于任何惯性系，一切自然定律都同样适用，也就是相对性原理。第二，对于任何惯性系，自由空间的光速都是相对的，也就是光速不变原理。根据这两个原理，爱因斯坦推导出联系两个不同的惯性系的各个坐标的变换方程组——洛伦兹变换，并从相对论的基本原理和洛伦兹变换得出狭义相对论的一系列结论： 同时性的相对论； 时钟延缓、长度缩短； 物体的质量随速度变化；质能相关等等。相对论提出之后，爱因斯坦大学时代的老师德国数学家阎可夫斯基以自己精确的几何学知识给相对论以一个数学表示形式。1907年爱因斯坦又提出了著名的公式E=mc2，依据这个公式，当时无法解释的放射性元素，特别是镭为什么能够不断地释放强大能量现象，以及太阳能的来源问题，都得到了自然的解决途径。质能相当性，是不久后发展起来的原子粒物理学和粒子物理学的理论基础。
爱因斯坦的相对论发表后，立即引起了原子论的创始人朗克的关注，他意识到爱因斯坦理论的意义似于哥白尼革命，不仅鼓励助手去研究，而且自己还着手去发展相对论，于1906年提出了完善的相对论动力学。同时狭义相对论建立后，不断受到实践的检验和证实，其中包括π介子衰变物光子的实验 （证明光源速度不影响光速）、飞行从介子寿命延长的实验 （证明时钟延缓）、电子磁偏转实验 （证明质量对速度的依赖关系）、核反应实验 （证明质能相关）。在许多物理学家还无法接受相对论的时候，爱因斯坦又开始把相对论原理由惯性系推广到非惯性系之中去。1907年他在 《关于相对性原理和由此得出的结论》 论文中提出了广义相对论的基本原理，即自然定律在任何参考系中都可以表示为相同的数学形式，在一个小体积范围内的万有引力和某一加速系统中的惯性力相互等效。由等效原理，他推断： 在引力场中，时钟要变慢，光的路程要弯曲。通过等效原理，爱因斯坦发表关于引力的本质这个历史上没有人认真思考过的问题，只能希望从推广相对论原理而得到合理的理论解决。但是建立引力理论，由于数学工具不够，几年之中没有取得进展。1912年，爱因斯坦在苏伊士工业大学数学教授格罗斯曼的帮助下，找到一种适用的数学工具，曲面几何和矢量分析作为数学工具。经过三年艰苦努力，1915年11月25日爱因斯坦才最后建成广义相对论，提出了对于任何坐标变换都是协变的引力方程。1916年初，他写了一篇完整的总结性论文 《广义相对论的基础》 标志着广义相对论的最终完成。
广义相对论的引力论和牛顿的引力论在本质上是完全不同的，但在人们日常所接触到的现象中，却分辨不出这两种理论结果的差异。为了在实验上对这两种理论进行判别，爱因斯坦在1915年11月经过精确计算，提出了3个可供实验验证的推论。其一是水星近日点的进动。水星近日点的进动是每百年5599秒，牛顿力学解释了其中的5556.5秒，还有42.5秒得不到解释。1859年有人根据发现海王星的经验，预测水星轨道面里有一颗未知行星，但半个世纪没有证实，成了牛顿理论的一大漏洞，爱因斯坦用广义相对的引力论计算，水星近日点进动每百年本来就该比牛顿引力论多43秒。其二是光谱线的引力红移。由于引力场会使时钟变慢，所以恒星的广谱线应白红端移动。这种现象1925年美国天文学家亚当斯以天狼星伴星的观测中得到证实。其三是爱因斯坦算出光线经过太阳表面时，将发生1.75秒角度的偏转。1919年英国两个观测队观测的平均值为1.79秒，证实了爱因斯坦的预言，成为轰动全世界的大事，也使相对论顷刻闻名于世。
第二次世界大战后，由于实验技术的发展和天体物理学和宇宙学不断取得重大进展，广义相对论日益引人瞩目，成为20世纪物理学三大理论： 狭义相对论、广义相对论、量子力学之一。相对论是物理学理论的一场重大革命，它否定了牛顿的绝对时空观，深刻地揭示了时间和空间的本质属性，揭示了时间与空间的内在联系和统一性，同时也改造了牛顿力学，揭示了质与能的内在联系，对引力提出了全新的解释，对现代物理学的发展起到了不可估量的作用。

相对论

相对论是关于运动物质与时间和空间关系的理论，其内容包括狭义相对论和广义相对论。1905年，爱因斯坦创立狭义相对论，1916年他又创立了广义相对论。狭义相对论揭示了空间、时间、质量和物质运动之间的联系；广义相对论建立了空间、时间是随着物质分布和运动速度的变化而变化的理论。它是现代物理学的基础理论之一。
爱因斯坦出生于德国的犹太人家庭，1896年进入瑞士苏伊士理工学院，1901年取得瑞士国籍。由于他具有独立思想和 “离经叛道”的性格，大学毕业后就失业，两年后才在伯尔尼瑞士专利局找到技术员的固定职业。1905年他在业余时间里写了4篇论文，在物理学的三个不同领域 (辐射理论、分子运动论、力学和电动力学的基本理论)取得了具有历史意义的成就。1909年他在大学任教，1914年被邀回德国。希特勒上台，受到迫害，1940年加入美国国籍。
爱因斯坦相对论思想发源于对物理学中 “以太概念”的思考。“以太”一词源于古希腊，原意是高，亚里士多德在阐述世界构成时，提出除了水、火、土、气四种元素之外，存在着第五种物质的 “以太”。笛卡尔于1664年最先把它用于科学，表示一种充满整个宇宙，作旋涡运动的球形的无重物质，它不能被人的感官直接感知，但能传递力，并能对物体产生作用。19世纪以后，随着光、电、磁力的发现，“以太”被作为它们的传播媒体成为物理学家研究的重要对象，1728年美国天文学家布雷德利发现恒星的 “光行差”。要用光的运动来解释 “光行差”，只能假设 “以太”相对于太阳是静止的，那么地球围绕太阳运动时，也必然发生与静止的 “以太”产生相对运动。为了搞清地球相对于 “以太”的运动，1887年美国科学家迈克耳逊与莫雷进行了著名的 “以太漂移”实验，经精密的实验，没有找到任何可以证明 “以太漂移”的迹象。为了解释迈克耳逊和莫雷实验的否定结果(也称“零结果”),1889年爱尔兰物理学家斐兹杰诺提出收缩假说，认为物体在以太运动时，在运动方向上长度要缩短。以后荷兰物理学家洛伦兹也独立提出同样假说，他们提出假说的目的本来是为了解决在以太漂移问题上新的实验事实与旧的力学理论之间的矛盾，然而如果这个假设成立，不仅不能解决这一矛盾，反而使它更加尖锐化了，因为按斐兹杰诺收缩假说，任何运动速度都不能超过光速，这样，古典的速度叠加原理便不能成立，于是建立在伽利略—牛顿变换上的整个古典力学体系也就被动摇了。为保全古典物理学体系，洛伦兹在他的电子论中提出11个特殊假设，试图解决新事与旧论的矛盾，但是所有这些尝试都以失败而告终。
当这些物理学家为修补旧理论而孜孜不倦地寻求时，年轻的爱因斯坦即以他革命的批判的头脑审视着关于 “以太”问题研究，清醒地判定旧的理论难以修补，必须创立新的理论。1905年6月，爱因斯坦发表了对物理学发展具有划时代意义的论文 《论动体的电动力学》，宣称发表这篇论文的目的在于 “在静止物体的麦克斯韦理论的基础上，建立了运动物体电动力学的一种和简单一致的理论”。爱因斯坦以敏锐的哲学头脑，准确地抓住了问题的症结： 洛伦兹理论建立在绝对静止的光以太概念上，旧理论之所以需要一个相对静止的光以太，就因它需要一个绝对空间，旧理论无法解释迈克耳逊实验的否定结果，是由于它不承认光速的不变性，是以绝对时间的存在为基石的。在爱因斯坦看来，由牛顿建立起来的一直作为经典物理学的基本概念既不依赖于物质的运动，又在彼此之间互不相关的“绝对空间”都是不存在的，必须抛弃这种旧的时空观。在论文中他大胆地阐述了两个基本假设，即狭义相对论的两条原理：第一，对于任何惯性系，一切自然定律都同样适用，也就是相对性原理。第二，对于任何惯性系，自由空间的光速都是相对的，也就是光速不变原理。根据这两个原理，爱因斯坦推导出联系两个不同的惯性系的各个坐标的变换方程组——洛伦兹变换，并从相对论的基本原理和洛伦兹变换得出狭义相对论的一系列结论：同时性的相对论； 时钟延缓、长度缩短；物体的质量随速度变化；质能相关等等。相对论提出之后，爱因斯坦大学时代的老师德国数学家阎可夫斯基以自己精确的几何学知识给相对论以一个数学表示形式。1907年爱因斯坦又提出了著名的公式E=mc²，依据这个公式，当时无法解释的放射性元素，特别是镭为什么能够不断地释放强大能量现象，以及太阳能的来源问题，都得到了自然的解决途径。质能相当性，是不久后发展起来的原子粒物理学和粒子物理学的理论基础。
爱因斯坦的相对论发表后，立即引起了原子论的创始人朗克的关注，他意识到爱因斯坦理论的意义似于哥白尼革命，不仅鼓励助手去研究，而且自己还着手去发展相对论，于1906年提出了完善的相对论动力学。同时狭义相对论建立后，不断受到实践的检验和证实，其中包括π介子衰变物光子的实验 （证明光源速度不影响光速）、飞行从介子寿命延长的实验 （证明时钟延缓）、电子磁偏转实验 （证明质量对速度的依赖关系）、核反应实验（证明质能相关）。在许多物理学家还无法接受相对论的时候，爱因斯坦又开始把相对论原理由惯性系推广到非惯性系之中去。1907年他在 《关于相对性原理和由此得出的结论》论文中提出了广义相对论的基本原理，即自然定律在任何参考系中都可以表示为相同的数学形式，在一个小体积范围内的万有引力和某一加速系统中的惯性力相互等效。由等效原理，他推断： 在引力场中，时钟要变慢，光的路程要弯曲。通过等效原理，爱因斯坦发表关于引力的本质这个历史上没有人认真思考过的问题，只能希望从推广相对论原理而得到合理的理论解决。但是建立引力理论，由于数学工具不够，几年之中没有取得进展。1912年，爱因斯坦在苏伊士工业大学数学教授格罗斯曼的帮助下，找到一种适用的数学工具，曲面几何和矢量分析作为数学工具。经过三年艰苦努力，1915年11月25日爱因斯坦才最后建成广义相对论，提出了对于任何坐标变换都是协变的引力方程。1916年初，他写了一篇完整的总结性论文 《广义相对论的基础》标志着广义相对论的最终完成。
广义相对论的引力论和牛顿的引力论在本质上是完全不同的，但在人们日常所接触到的现象中，却分辨不出这两种理论结果的差异。为了在实验上对这两种理论进行判别，爱因斯坦在1915年11月经过精确计算，提出了3个可供实验验证的推论。其一是水星近日点的进动。水星近日点的进动是每百年5599秒，牛顿力学解释了其中的5556.5秒，还有42.5秒得不到解释。1859年有人根据发现海王星的经验，预测水星轨道面里有一颗未知行星，但半个世纪没有证实，成了牛顿理论的一大漏洞，爱因斯坦用广义相对的引力论计算，水星近日点进动每百年本来就该比牛顿引力论多43秒。其二是光谱线的引力红移。由于引力场会使时钟变慢，所以恒星的广谱线应白红端移动。这种现象1925年美国天文学家亚当斯从天狼星伴星的观测中得到证实。其三是爱因斯坦算出光线经过太阳表面时，将发生1.75秒角度的偏转。1919年英国两个观测队观测的平均值为1.79秒，证实了爱因斯坦的预言，成为轰动全世界的大事，也使相对论顷刻闻名于世。
第二次世界大战后，由于实验技术的发展和天体物理学和宇宙学不断取得重大进展，广义相对论日益引人瞩目，成为20世纪物理学三大理论： 狭义相对论、广义相对论、量子力学之一。相对论是物理学理论的一场重大革命，它否定了牛顿的绝对时空观，深刻地揭示了时间和空间的本质属性，揭示了时间与空间的内在联系和统一性，同时也改造了牛顿力学，揭示了质与能的内在联系，对引力提出了全新的解释，对现代物理学的发展起到了不可估量的作用。

相对论

是研究物质的运动与时间、空间的相互关系的物理学理论。包括狭义相对论和广义相对论，主要创始人是A·爱因斯坦。
狭义相对论是区别于牛顿时空观的一种新的时空理论，它建立于1905年。“狭义”表示它只适用于惯性参考系，只有在观察高速运动现象时，才能觉察出这个理论同经典物理学对同一物理现象的预言之间的差别。狭义相对论有两条基本假设：（一）在一切惯性参考系中，基本物理规律都一样，可用同一组数学方程来表达；（二）对于任一光源发出的光，在一切惯性参考系中测量其传播速率，结果都相等。在狭义相对论中，空间和时间是彼此联系的统一体，空间距离是相对的，时间也是相对的，尺变短，钟变慢。由此得出了，物体速度无限趋近光速时（光速是机械运动的极限），其动量、能量、惯性质量都将趋于无限大；物质和运动存在不可分割的联系；质量能量联系公式等结论。
广义相对论是对牛顿万有引力定律的改造，改造的关键来自一项实验结论，该实验精确证明了惯性质量和引力质量相等。这个结论启发了爱因斯坦，他设想万有引力效应是时间、空间弯曲的一种表现，从而于1915年完成了广义相对论的理论基础。广义相对论认为，时间、空间的弯曲结构决定于物质的能量密度、动量密度在空间时间中的分布；而空间时间的弯曲结构反过来又决定物体的运行轨道。在引力不强，空间时间弯曲很小的情况下，广义相对论就同牛顿万有引力定律和牛顿运动定律的预言趋于一致；在引力较强、空间时间的弯曲较大的情况下，区别就较大。由于区别常常很小，所以在实验中很难观测到，经过了70年，今天，只有四种实验能检验出这种区别。

相对论

relativity theory;theory of relativity

相对论

theory of (general) relativity (20世纪初由爱因斯坦等建立和发展起来)
爱因斯坦这样描述～：“把你的手放在火炉上一分钟，似乎长达一小时；与一位漂亮的姑娘在一起坐一小时，似乎只有一分钟。这就是～。”Einstein described relativity this way:“Put your hand on a hot stove for a minute,and it seems like an hour.Sit with a pretty girl for an hour,and it seems like a minute.That’s relativity.”