第1个回答 2012-02-12
相对论(狭义)是科学家经过各种实验验证光速不变并推导出来关于时空的理论。但它并不是绝对正确,或许未来某一天会被推翻。而相对论最关键的就是要搞懂光速不变是怎么回事以及为什么光速会不变。下面用通俗语言给你阐述下。(但你首先要有物理最基础的知识,比如质量、惯性、惯性系等)
由于光是无质量并在某惯性系中总是保持运动的物质,所以光没有惯性!一束光从一架正飞行的飞机前面向正前方射出,(按照常理,在地面的人看到光运动的速度应该是飞机速度加上光在相对地面静止物体上发射的速度)由于光是没有惯性的,所以它不会继承飞机的速度,而表现为它对于任何惯性系都平等,因此地面上的人看到此时的光运动的速度与飞机上的人看到光运动的速度是等价的,这样,光就表现出了一个与众不同的特性,即“光速不变”。要注意:这里有几个“看到”不是真的“看到”,因为这个模型中光已经沿飞机正前方发射出去了,不会再回到地面或飞机上的人眼里,这个看到就是理论中的不消耗时间的看到(应该不难理解吧)。
有了光速不变原理加上所有惯性系平等假设, 几个公式(洛伦兹变换)就可以推到出物理书上的“狭义相对论”即惯性系中的时空变换理论:在一维模型中,某个物体的运动在两相对运动速度为v的惯性系中观察到的速度之差(v1-v2)的绝对值不是为v,而是比v小一些,少的部分设为v0,当v很小时,v0也很小,也就是说我们地球上常见的速度比如两人步行时表现出来的v0微乎其微。当v足够大,快接近真空中光速时,这个v0就表现得相当大了(狭相公式中可以看出)。同时还出现另一个现象,真空中的光相在任何参照系中都一样,为C,且它是宇宙中最快的速度,没有速度能超过它,最多只能与它无限接近。
另外还要注意,正是因为光无质量无惯性,才致使它对任何惯性系都平等,从而统治宇宙速度。如果宇宙中不是光具有这样特性,而是另外一种物质无质量无惯性且总保持运动,那就是这种物质的运动统治宇宙了。