誒，你們有沒有想過，我們生活的真實(shí)世界其實(shí)是四維的？不是常說的長寬高三個(gè)維度，而是再加上時(shí)間這個(gè)東西。一提相對論很多人就懵了，其實(shí)吧，先搞懂這個(gè)四維時(shí)空，后面就好理解多了。
平時(shí)我們都覺得世界是三維空間對吧？但愛因斯坦不這么看，他把時(shí)間和空間綁一塊兒，統(tǒng)稱時(shí)空。別以為這是瞎編，數(shù)學(xué)上真能這么玩。雖然現(xiàn)在科學(xué)家還研究什么十維十一維宇宙，但那是他們的事兒，咱今天先不說。
舉個(gè)簡單例子你就懂了。比如一把尺子，在三維空間里轉(zhuǎn)來轉(zhuǎn)去，長度是不會變的。但你看它的坐標(biāo)值會變，而且這些方向之間還有關(guān)系。四維時(shí)空也是這個(gè)意思，時(shí)間和空間是有關(guān)聯(lián)的，不能分開來看，有點(diǎn)像蹺蹺板的感覺，你高我低，此消彼長。
再來說說質(zhì)量和能量這兩樣?xùn)|西。你以為它們是兩回事？其實(shí)不是！在相對論里，質(zhì)量跟能量是一回事，跟運(yùn)動狀態(tài)有關(guān)系。比如說你跑得越快，理論上講你的質(zhì)量就會變大（當(dāng)然現(xiàn)實(shí)中根本感覺不到啦）。在四維時(shí)空里，質(zhì)量或者能量其實(shí)就是四維動量里的一個(gè)分量，說白了，它本質(zhì)上就是描述運(yùn)動的一個(gè)參數(shù)。
更牛的是，四維時(shí)空里還有四維速度、四維加速度、四維力這些東西。連電磁場都能用四維方式表達(dá)出來。特別是電磁方程組，用四維形式寫出來特別簡潔美觀，電和磁就被統(tǒng)一成一個(gè)電磁場張量了。所以你看，四維時(shí)空下的物理定律比傳統(tǒng)的三維描述高級多了，也更完美，這也是為啥大家越來越認(rèn)可相對論的原因之一。
總結(jié)一下：相對論的核心思想就是——時(shí)間和空間是一體的，構(gòu)成四維時(shí)空；能量和動量也是一體的，合起來叫四維動量。表面看起來沒啥關(guān)聯(lián)的東西，背后可能藏著很深的聯(lián)系。等以后說到廣義相對論的時(shí)候你會發(fā)現(xiàn)，時(shí)空和能量動量之間的關(guān)系還會更深！
最后再說點(diǎn)狹義相對論的基本原理。世界上沒有不動的東西，也沒有脫離物質(zhì)的運(yùn)動。因?yàn)槲镔|(zhì)之間是互相影響的，所以我們描述運(yùn)動時(shí)必須放在這種相互關(guān)系中來看，不能單獨(dú)去看一個(gè)物體。也就是說，你要判斷一個(gè)東西是不是在動，得有個(gè)參照物，這就是參考系。
伽利略早就說過，一艘勻速行駛的船和靜止的船里面發(fā)生的現(xiàn)象其實(shí)是沒法區(qū)分的。如果你在一個(gè)封閉的船艙里啥都看不見，那你根本不知道自己是動著還是停著，甚至不知道有多快，因?yàn)槟銢]參照物。就像我們現(xiàn)在……
平時(shí)我們都覺得世界是三維空間對吧？但愛因斯坦不這么看，他把時(shí)間和空間綁一塊兒，統(tǒng)稱時(shí)空。別以為這是瞎編，數(shù)學(xué)上真能這么玩。雖然現(xiàn)在科學(xué)家還研究什么十維十一維宇宙，但那是他們的事兒，咱今天先不說。
舉個(gè)簡單例子你就懂了。比如一把尺子，在三維空間里轉(zhuǎn)來轉(zhuǎn)去，長度是不會變的。但你看它的坐標(biāo)值會變，而且這些方向之間還有關(guān)系。四維時(shí)空也是這個(gè)意思，時(shí)間和空間是有關(guān)聯(lián)的，不能分開來看，有點(diǎn)像蹺蹺板的感覺，你高我低，此消彼長。
再來說說質(zhì)量和能量這兩樣?xùn)|西。你以為它們是兩回事？其實(shí)不是！在相對論里，質(zhì)量跟能量是一回事，跟運(yùn)動狀態(tài)有關(guān)系。比如說你跑得越快，理論上講你的質(zhì)量就會變大（當(dāng)然現(xiàn)實(shí)中根本感覺不到啦）。在四維時(shí)空里，質(zhì)量或者能量其實(shí)就是四維動量里的一個(gè)分量，說白了，它本質(zhì)上就是描述運(yùn)動的一個(gè)參數(shù)。
更牛的是，四維時(shí)空里還有四維速度、四維加速度、四維力這些東西。連電磁場都能用四維方式表達(dá)出來。特別是電磁方程組，用四維形式寫出來特別簡潔美觀，電和磁就被統(tǒng)一成一個(gè)電磁場張量了。所以你看，四維時(shí)空下的物理定律比傳統(tǒng)的三維描述高級多了，也更完美，這也是為啥大家越來越認(rèn)可相對論的原因之一。
總結(jié)一下：相對論的核心思想就是——時(shí)間和空間是一體的，構(gòu)成四維時(shí)空；能量和動量也是一體的，合起來叫四維動量。表面看起來沒啥關(guān)聯(lián)的東西，背后可能藏著很深的聯(lián)系。等以后說到廣義相對論的時(shí)候你會發(fā)現(xiàn)，時(shí)空和能量動量之間的關(guān)系還會更深！
最后再說點(diǎn)狹義相對論的基本原理。世界上沒有不動的東西，也沒有脫離物質(zhì)的運(yùn)動。因?yàn)槲镔|(zhì)之間是互相影響的，所以我們描述運(yùn)動時(shí)必須放在這種相互關(guān)系中來看，不能單獨(dú)去看一個(gè)物體。也就是說，你要判斷一個(gè)東西是不是在動，得有個(gè)參照物，這就是參考系。
伽利略早就說過，一艘勻速行駛的船和靜止的船里面發(fā)生的現(xiàn)象其實(shí)是沒法區(qū)分的。如果你在一個(gè)封閉的船艙里啥都看不見，那你根本不知道自己是動著還是停著，甚至不知道有多快，因?yàn)槟銢]參照物。就像我們現(xiàn)在……