爱因斯坦相对论中为什么说时间是相对的?

2017-06-14
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文章简介：首先,请先考虑一下经典的时空观,也就是伽利略的时空观,不同惯性系间,时间是同步的,而位矢和速度有简单的加减关系.在力学范畴,暂且看不出差别,但是对于电磁现象这种关于高速运动的现象,经典时空观出现了矛盾,波动方程反应了电磁波在真空中的传播速度是光速,但是这个速度到底是相对于哪个参考系?如果换为另一个参考系,这个波动方程的形式就会发生改变,不满足物理规律协变性的要求(即在一切惯性系中,物理规律应该具有相同的形式,牛顿定律就满足这样的形式).正是在这一点以及迈克尔孙测量地球相对于以太的运动等试验基础上

首先,请先考虑一下经典的时空观,也就是伽利略的时空观,不同惯性系间,时间是同步的,而位矢和速度有简单的加减关系。在力学范畴,暂且看不出差别,但是对于电磁现象这种关于高速运动的现象,经典时空观出现了矛盾,波动方程反应了电磁波在真空中的传播速度是光速,但是这个速度到底是相对于哪个参考系?如果换为另一个参考系,这个波动方程的形式就会发生改变,不满足物理规律协变性的要求(即在一切惯性系中,物理规律应该具有相同的形式,牛顿定律就满足这样的形式)。

正是在这一点以及迈克尔孙测量地球相对于以太的运动等试验基础上,爱因斯坦提出了相对论,主要是关于一种新的时空观的建立(即时间不再是与空间无关的量)。所谓时间的相对性,一方面是指由数学表达式推导出来的“动钟延缓”理论,另一方面还是这么个意义:钟的快慢只是相对的,如果把惯性系固定在运动的钟上,钟上的时间叫做固有时间,随钟一起运动的人看到的时间是最本质的时间,而在固定于地面坐标系上的人看钟的时间会发现钟变慢。

可见,位于不同参考系上的人观察同一个钟,对时间的感觉会有差别,这并不是人的错觉,而是一种自然本质,客观事实,时间的相对性也正是体现在这里,简单点就是“换位思...

首先,请先考虑一下经典的时空观,也就是伽利略的时空观,不同惯性系间,时间是同步的,而位矢和速度有简单的加减关系。在力学范畴,暂且看不出差别,但是对于电磁现象这种关于高速运动的现象,经典时空观出现了矛盾,波动方程反应了电磁波在真空中的传播速度是光速,但是这个速度到底是相对于哪个参考系?如果换为另一个参考系,这个波动方程的形式就会发生改变,不满足物理规律协变性的要求(即在一切惯性系中,物理规律应该具有相同的形式,牛顿定律就满足这样的形式)。

正是在这一点以及迈克尔孙测量地球相对于以太的运动等试验基础上,爱因斯坦提出了相对论,主要是关于一种新的时空观的建立(即时间不再是与空间无关的量)。所谓时间的相对性,一方面是指由数学表达式推导出来的“动钟延缓”理论,另一方面还是这么个意义:钟的快慢只是相对的,如果把惯性系固定在运动的钟上,钟上的时间叫做固有时间,随钟一起运动的人看到的时间是最本质的时间,而在固定于地面坐标系上的人看钟的时间会发现钟变慢。

可见,位于不同参考系上的人观察同一个钟,对时间的感觉会有差别,这并不是人的错觉,而是一种自然本质,客观事实,时间的相对性也正是体现在这里,简单点就是“换位思考”,假设自己位于不同的参考系上分别考虑问题。