什么是相對論(Theory of Relativity)？

沒有"相對論"，只有兩種理論偶爾都屬于同一個名稱——狹義相對論和廣義相對論。它們都是由著名物理學家阿爾伯特·愛因斯坦在1905年至1915年間提出的。這兩種理論都顛覆了牛頓的經典力學，根據狹義相對論，以同樣的速度行駛...

沒有"相對論"，只有兩種理論偶爾都屬于同一個名稱——狹義相對論和廣義相對論。它們都是由著名物理學家阿爾伯特·愛因斯坦在1905年至1915年間提出的。這兩種理論都顛覆了牛頓的經典力學，根據狹義相對論，以同樣的速度行駛的汽車會互相注視，好像它們沒有移動一樣，而一束光仍然會以正常的速度離開狹義相對論是一種時空結構理論，它斷言：1）所有觀察者的物理定律都是相同的；2）所有觀察者在真空中的光速都是相同的，不管他們對光源的運動如何。這就導致了奇怪的后果。例如，想象一下，在一列時速100英里的火車上，你可以看到另一列火車以每小時100英里的速度朝同一方向行駛。從你的角度看，你旁邊的火車看起來幾乎靜止不動。但是想象一下，當你坐在一列以光速行駛的火車上，而不是光束看起來像是靜止不動，它以光速在你前面移動，光的這種方式很奇怪。

廣義相對論解釋了重力是如何導致光彎曲的狹義相對論帶來的幾個后果是：1）時間膨脹（接近光速的時鐘比靜止的時鐘運行得慢），2）長度收縮（接近光速的物體似乎在運動方向上收縮），3）同時性的相對性（對靜止的觀察者A似乎同時發生的事情，對運動的觀察者B來說可能在不同的時間發生），4）質能等價性（質量和能量本質上是同一件事，可以相互轉化）

在軌道航天器和高速噴氣式飛機上進行的試驗表明，盡管當代飛行器無法接近光速，但隨著物體速度的增加，時間膨脹效應確實會發生狹義相對論最初是建立在狹義相對論的基礎上的，幾年后，狹義相對論的理論是如何被構想出來的，在一定強度的重力場中，加速度和靜止狀態在物理上是相同的。由于在加速物體中產生慣性效應不需要特殊的力，愛因斯坦建議我們對引力也應該有同樣的看法，放棄了經典的引力概念，而是設想這就解釋了為什么光在引力場中彎曲，即使它沒有質量廣義相對論提供的解釋和作出的預測在經典力學的世界觀中似乎是荒謬的。除了光在引力場中彎曲之外，它還預言在有重力場的情況下，時間會走得更慢，由于太陽重力場施加的扭矩，行星軌道會發生移動（改變），從而發生了幀拖拽現象，即大量旋轉物體"拖拽"了周圍時空的慣性系，宇宙正在膨脹，在某些情況下比光速還快，因為它是空間本身在膨脹，而不是其中的物體。揭開這些理論的含義花了幾十年的時間，而且至今仍在繼續。愛因斯坦的理論是如此的具有前瞻性，以至于花了幾十年的時間才得以精確地檢驗和確認。事后看來，愛因斯坦的想法幾乎完全被證實了。

物理學家阿爾伯特·愛因斯坦發展了狹義相對論和廣義相對論。