诶,你们有没有想过,我们生活的真实世界其实是四维的?不是常说的长宽高三个维度,而是再加上时间这个东西。一提相对论很多人就懵了,其实吧,先搞懂这个四维时空,后面就好理解多了。
平时我们都觉得世界是三维空间对吧?但爱因斯坦不这么看,他把时间和空间绑一块儿,统称时空。别以为这是瞎编,数学上真能这么玩。虽然现在科学家还研究什么十维十一维宇宙,但那是他们的事儿,咱今天先不说。
举个简单例子你就懂了。比如一把尺子,在三维空间里转来转去,长度是不会变的。但你看它的坐标值会变,而且这些方向之间还有关系。四维时空也是这个意思,时间和空间是有关联的,不能分开来看,有点像跷跷板的感觉,你高我低,此消彼长。
再来说说质量和能量这两样东西。你以为它们是两回事?其实不是!在相对论里,质量跟能量是一回事,跟运动状态有关系。比如说你跑得越快,理论上讲你的质量就会变大(当然现实中根本感觉不到啦)。在四维时空里,质量或者能量其实就是四维动量里的一个分量,说白了,它本质上就是描述运动的一个参数。
更牛的是,四维时空里还有四维速度、四维加速度、四维力这些东西。连电磁场都能用四维方式表达出来。特别是电磁方程组,用四维形式写出来特别简洁美观,电和磁就被统一成一个电磁场张量了。所以你看,四维时空下的物理定律比传统的三维描述高级多了,也更完美,这也是为啥大家越来越认可相对论的原因之一。
总结一下:相对论的核心思想就是——时间和空间是一体的,构成四维时空;能量和动量也是一体的,合起来叫四维动量。表面看起来没啥关联的东西,背后可能藏着很深的联系。等以后说到广义相对论的时候你会发现,时空和能量动量之间的关系还会更深!
最后再说点狭义相对论的基本原理。世界上没有不动的东西,也没有脱离物质的运动。因为物质之间是互相影响的,所以我们描述运动时必须放在这种相互关系中来看,不能单独去看一个物体。也就是说,你要判断一个东西是不是在动,得有个参照物,这就是参考系。
伽利略早就说过,一艘匀速行驶的船和静止的船里面发生的现象其实是没法区分的。如果你在一个封闭的船舱里啥都看不见,那你根本不知道自己是动着还是停着,甚至不知道有多快,因为你没参照物。就像我们现在……
平时我们都觉得世界是三维空间对吧?但爱因斯坦不这么看,他把时间和空间绑一块儿,统称时空。别以为这是瞎编,数学上真能这么玩。虽然现在科学家还研究什么十维十一维宇宙,但那是他们的事儿,咱今天先不说。
举个简单例子你就懂了。比如一把尺子,在三维空间里转来转去,长度是不会变的。但你看它的坐标值会变,而且这些方向之间还有关系。四维时空也是这个意思,时间和空间是有关联的,不能分开来看,有点像跷跷板的感觉,你高我低,此消彼长。
再来说说质量和能量这两样东西。你以为它们是两回事?其实不是!在相对论里,质量跟能量是一回事,跟运动状态有关系。比如说你跑得越快,理论上讲你的质量就会变大(当然现实中根本感觉不到啦)。在四维时空里,质量或者能量其实就是四维动量里的一个分量,说白了,它本质上就是描述运动的一个参数。
更牛的是,四维时空里还有四维速度、四维加速度、四维力这些东西。连电磁场都能用四维方式表达出来。特别是电磁方程组,用四维形式写出来特别简洁美观,电和磁就被统一成一个电磁场张量了。所以你看,四维时空下的物理定律比传统的三维描述高级多了,也更完美,这也是为啥大家越来越认可相对论的原因之一。
总结一下:相对论的核心思想就是——时间和空间是一体的,构成四维时空;能量和动量也是一体的,合起来叫四维动量。表面看起来没啥关联的东西,背后可能藏着很深的联系。等以后说到广义相对论的时候你会发现,时空和能量动量之间的关系还会更深!
最后再说点狭义相对论的基本原理。世界上没有不动的东西,也没有脱离物质的运动。因为物质之间是互相影响的,所以我们描述运动时必须放在这种相互关系中来看,不能单独去看一个物体。也就是说,你要判断一个东西是不是在动,得有个参照物,这就是参考系。
伽利略早就说过,一艘匀速行驶的船和静止的船里面发生的现象其实是没法区分的。如果你在一个封闭的船舱里啥都看不见,那你根本不知道自己是动着还是停着,甚至不知道有多快,因为你没参照物。就像我们现在……