狭义相对论:速度越快,时间越慢!具体是怎么推导出来的?( 三 )


狭义相对论到底揭示出怎么样的世界?狭义相对论其实没有多少内容 , 主要就是三个公式加一个质能方程 。但是这却蕴藏着一个我们曾经未知的真实世界 。
狭义相对论三个公式共用一个因子 , 那就是洛伦兹因子 , 前面我们已经推导了 , 相信上过中学的读者都可以看明白 。
狭义相对论只适用于惯性系 , 惯性系就是说相对于观察者保持匀速运动的参照物就是惯性系 。如果运动的物体相对于观察者来说是匀速直线运动 , 我就可以视它为惯性系 。
狭义相对论有三个结论 , 第一个是时间膨胀(时间) , 第二个是尺缩效应(空间) , 第三是质速关系(质量) 。这三个效应分别对应不同的公式 , 但是都包含着洛伦兹因子 。
说到这里 , 可能还有许多读者对狭义相对论的应用场景并不是很了解 。这里也存在很多误解 。前面咱们已经强调了狭义相对论只适用于惯性系 。也就是说一个相对于我(我是观察者)做匀速直线运动飞船 , 我这时候再去观察飞船里的一切事物 , 就会发现飞船里的时间变慢 , 长度收缩等效应 。但是对于我和飞船来说 , 各自是无法直接感受到自身的改变 , 也就是说 , 飞船里的人是感受不到自己的时间流逝变慢了 , 只有通过观察彼此 , 才能得出时间流逝的改变 。也就是说所有的参考系都是等价的 , 没有谁比谁更高级一说 。
那么为什么在狭义相对论中 , 只有时间 , 空间和质量发生了改变?其实在狭义相对论中 , 观察者去观测另一个做高匀速直线运动的飞船时 , 这个飞船内的事物都应该发生改变 , 包括飞船里物体的加速度 , 力 , 能量等信息都和观察者不同 。那为什么狭义相对论只有时间膨胀 , 尺缩效应 , 质速关系这三个公式呢?
其实答案很简单 , 因为时间 , 空间(长度) , 和质量是基本的物理量 , 用时间 , 空间和质量可以合成大部分物理量的 , 不管是速度 , 加速度 , 还是力或者是能量 , 其实这些物理量的的无非就是由时间和空间和质量组合而来的 。速度=空间÷时间;加速度=空间÷时间的平方;力=质量×空间÷时间的平方;能量=质量×空间的平方÷时间的平方
所以狭义相对论只需要把三个基本的物理量用洛伦兹变换修正一下 , 其他的物理量就会同步被修正 。这也体现了“若无必要 , 勿增实体”的哲学观念!




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