相對(duì)論 “同時(shí)”的相對(duì)性該如何理解？事實(shí)上，對(duì)同時(shí)性有很好的幾何解釋。如果你把西瓜看作一個(gè)時(shí)空，那么，給你一把菜刀，你就可以切西瓜了。如果你把它剪下來(lái)，就會(huì)有一段——這段是同一邊——也就是說(shuō)，你同時(shí)剪

相對(duì)論 “同時(shí)”的相對(duì)性該如何理解？

事實(shí)上，對(duì)同時(shí)性有很好的幾何解釋。

如果你把西瓜看作一個(gè)時(shí)空，那么，給你一把菜刀，你就可以切西瓜了。如果你把它剪下來(lái)，就會(huì)有一段——這段是同一邊——也就是說(shuō)，你同時(shí)剪的那段。

時(shí)空也像西瓜。選擇一個(gè)不同的慣性參考系實(shí)際上就是選擇從不同的方向切西瓜。最后的結(jié)果是，看起來(lái)西瓜被切了，但切的部分不同。

因此，只要你了解西瓜切割的過(guò)程，你也可以了解什么是相對(duì)論中的同步面。我們的團(tuán)隊(duì)在四維時(shí)空中進(jìn)行了類似的“西瓜切割”過(guò)程。在學(xué)術(shù)上，它是“四維時(shí)空的31分解”。這是可以理解的，如果你有一些常識(shí)的生活或數(shù)學(xué)。

當(dāng)然，以上是對(duì)幾何體的描述。實(shí)際上，你可能還沒(méi)有學(xué)會(huì)這種幾何語(yǔ)言。你不知道時(shí)空可以看作是四維幾何，所以這無(wú)關(guān)緊要，因?yàn)樗部梢杂梦锢碚Z(yǔ)言來(lái)描述。這是愛(ài)因斯坦的原始語(yǔ)言。在愛(ài)因斯坦的語(yǔ)言中，他假設(shè)一列火車在地面上以勻速直線行駛，會(huì)在火車車廂中找到車廂的中點(diǎn)。中間有一盞電燈。因此，當(dāng)電燈打開(kāi)時(shí)，轎廂參考系統(tǒng)中轎廂的前后同時(shí)亮起；而在地面上，電燈根據(jù)參考系統(tǒng)亮起，轎廂的前后不同時(shí)亮起，因?yàn)楣馑俸愣?，轎廂在移動(dòng)。所以，如果你仔細(xì)想想，你會(huì)問(wèn)這樣一個(gè)問(wèn)題：車廂的前部和后部是否同時(shí)點(diǎn)亮？這就是同時(shí)性的相對(duì)性。其實(shí)，這個(gè)問(wèn)題的答案取決于參考系的選擇，也就是我切西瓜時(shí)節(jié)的選擇。

經(jīng)典力學(xué)相對(duì)性原理與狹義相對(duì)論的相對(duì)性原理的區(qū)別是什么？

經(jīng)典力學(xué)的相對(duì)性原理只適用于描述機(jī)械運(yùn)動(dòng)的力學(xué)規(guī)律，它采用不變慣性系的絕對(duì)時(shí)空觀。推導(dǎo)了伽利略變換，它可以保證力學(xué)定律坐標(biāo)變換的不變性，但不能保證電磁運(yùn)動(dòng)定律坐標(biāo)變換的不變性，因此本質(zhì)上只適用于低速力學(xué)現(xiàn)象。狹義相對(duì)論的相對(duì)性原理適用于所有物理定律，包括機(jī)械定律和電磁定律。它采用不同的慣性系統(tǒng)相對(duì)時(shí)空觀，導(dǎo)出相對(duì)論變換，既能保證力學(xué)定律坐標(biāo)變換的不變性，又能保證電磁運(yùn)動(dòng)定律坐標(biāo)變換的不變性。因此，它本質(zhì)上適用于低速力學(xué)這一現(xiàn)象也適用于高速現(xiàn)象。同樣是10號(hào)湖，有信息可以與你交換^ ^

時(shí)間的相對(duì)性原理？

說(shuō)時(shí)間具有相對(duì)性，其實(shí)就是說(shuō)時(shí)間的膨脹效應(yīng)源于愛(ài)因斯坦的相對(duì)論。根據(jù)是否涉及引力，相對(duì)論可分為廣義相對(duì)論和狹義相對(duì)論。前者涉及重力，而后者則不涉及。在廣義相對(duì)論和狹義相對(duì)論中，有兩種時(shí)間展開(kāi)效應(yīng)，下面將對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)要的解釋。

根據(jù)廣義相對(duì)論，物體可以彎曲時(shí)空，這是重力的來(lái)源。這也意味著時(shí)間在不同的時(shí)空中有不同的通過(guò)率。物體質(zhì)量越大，時(shí)空曲率越大，時(shí)間通過(guò)率越慢。也可以說(shuō)，離引力源越近，時(shí)間越慢。例如，地球表面的時(shí)鐘比太空中的衛(wèi)星慢，太陽(yáng)表面的時(shí)鐘比地球表面的慢。然而，這種時(shí)間膨脹效應(yīng)非常微弱，我們根本無(wú)法察覺(jué)。只有像黑洞這樣能夠強(qiáng)烈扭曲時(shí)空的物體，才能產(chǎn)生顯著的時(shí)間膨脹效應(yīng)。

在星際穿越中，主角要去的星球圍繞著黑洞旋轉(zhuǎn)。因?yàn)樗能壍婪浅＝咏诙吹谋砻?，所以這顆行星上的時(shí)間通過(guò)率比地球上慢得多。前者一小時(shí)相當(dāng)于后者七年。留下來(lái)的伙伴遠(yuǎn)離黑洞周圍扭曲的時(shí)空，那里的時(shí)間以與地球相同的速度流逝。因此，當(dāng)主角和他的團(tuán)隊(duì)在黑洞附近的行星上活動(dòng)了三個(gè)小時(shí)后返回母艦時(shí)，23年過(guò)去了。

另一方面，根據(jù)狹義相對(duì)論，快的時(shí)鐘比慢的時(shí)鐘慢。當(dāng)一個(gè)物體無(wú)限接近光速時(shí)，它自己的時(shí)間不會(huì)是靜止的，但從外部世界看，它的時(shí)間趨于停止。時(shí)間的相對(duì)性是指不同參考系之間的比較，但每個(gè)參考系的時(shí)間沒(méi)有速度的概念。