我們都知道愛因斯坦創(chuàng)建了相對論，但是相對論有狹義和廣義之分，這兩個(gè)理論到底有啥區(qū)別？愛因斯坦為啥先創(chuàng)建狹義相對論，然后再創(chuàng)建廣義相對論呢？這兩個(gè)理論誰更牛逼呢？今天我就來談?wù)勥@個(gè)問題。
首先狹義相對論創(chuàng)建的起源我上一期文章已經(jīng)詳細(xì)講解過，那就是為了保全牛頓力學(xué)的基礎(chǔ)之上去解釋“光速為什么恒定不變”，愛因斯坦將“時(shí)間”和“空間”認(rèn)為具有相對性，成功的顛覆了人類幾千年建立起來的直覺經(jīng)驗(yàn)。這也意味著說愛因斯坦認(rèn)為世界上不存在“絕對時(shí)空觀”，也就是沒有所謂的“上帝視角”，那么以后的力學(xué)分析，一旦遇到速度接近光速0.1倍的運(yùn)動(dòng)情況時(shí)，必須要考慮狹義相對論的“時(shí)間膨脹”和“長度收縮”效應(yīng)。
分析到這里，按道理來說，狹義相對論既保全了牛頓力學(xué)，又修復(fù)了牛頓力學(xué)在高速運(yùn)動(dòng)情況下的誤差，應(yīng)該說已經(jīng)很完美了，為啥愛因斯坦要提出廣義相對論呢？因?yàn)橛袃蓚€(gè)問題還沒解決。
第一個(gè)問題是：什么叫慣性系？這個(gè)問題看似簡單，其實(shí)很麻煩，因?yàn)閼T性系按照教科書的定義是：不受力的參考系。但是什么是不受力？你怎么知道參考系沒受力呢？有人說不接觸就是沒受力，這可不一定哦，兩塊磁鐵就可以產(chǎn)生相互吸引力或者排斥力，但是磁鐵依然可以沒接觸，所以慣性系壓根不好定義。有人也許問：為啥非要定義慣性系，就不能不管這個(gè)問題嗎？
非常遺憾不能不管，因?yàn)楠M義相對論成立的一個(gè)前提條件就是：在慣性系下所有物理規(guī)律不變。所以如果前提不好定義，那么這個(gè)理論的適用范圍就沒有一個(gè)明確的分界線，這也就失去了科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性。
第二個(gè)問題就是：引力到底如何產(chǎn)生？我們都知道牛頓雖然創(chuàng)建了“萬有引力定律”，但是牛頓只是給出了一個(gè)計(jì)算這種引力大小的公式，牛頓并不能揭示引力是如何產(chǎn)生的，我們知道月球圍繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，牛頓告訴我們地球在用引力拉月球，所以月球沒有遠(yuǎn)離我們，但是這個(gè)力我們看不見摸不到，到底引力如何產(chǎn)生？引力的本質(zhì)是啥？我們毫無頭緒。
有人也許會(huì)疑問，為啥非要去解釋引力如何產(chǎn)生，我們只要能夠計(jì)算引力的大小，這不就足夠了哇，干啥非要打破砂鍋問到底。如果你這樣想，那么你就太小看科學(xué)家的好奇心了，人類之所以一直多自然規(guī)律不停的探索，除了本身要利用規(guī)律來方便人類自己之外，還有一個(gè)本質(zhì)的原因就是：人類的好奇心。這個(gè)好奇心是促進(jìn)人類不斷探索自然的動(dòng)力源泉。所以科學(xué)家肯定不會(huì)滿足于僅僅計(jì)算出引力的大小，科學(xué)家還要繼續(xù)揭示引力的本質(zhì)。
基于以上兩個(gè)問題，愛因斯坦提出了廣義相對論，首先廣義相對論不需要慣性系了，也就是說廣義相對論在所有參考系下都成立（我才不管你這參考系到底是不是慣性系），這樣就避開了慣性系的定義問題。然后愛因斯坦終于明白了引力的本質(zhì)，原來引力的奧秘就隱藏在我們的“時(shí)空”中，引力只不過是我們?nèi)祟惖囊环N錯(cuò)覺，引力壓根就不是力，引力是時(shí)空彎曲的一種幾何效應(yīng)。
我相信很多朋友到現(xiàn)在為止，依然無法接受引力不是力，引力只是由于時(shí)空彎曲造成的效應(yīng)，因?yàn)椤耙κ且环N力”這非常符合我們的直覺，但是科學(xué)的發(fā)展向來是拿實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說話，科學(xué)判斷一個(gè)理論到底是否優(yōu)于另一個(gè)理論，不是看誰的理論符合直覺誰就取勝，而是看誰的理論更符合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。牛頓的萬有引力雖然能夠解釋很多天體的運(yùn)動(dòng)，但是當(dāng)天體質(zhì)量非常大或者運(yùn)動(dòng)速度非?？鞎r(shí)，用牛頓的萬有引力來計(jì)算就會(huì)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相差天遠(yuǎn)，但是如果用愛因斯坦的廣義相對論來計(jì)算天體運(yùn)行，不管天體質(zhì)量到底如何，也不管天體運(yùn)動(dòng)速度有多快，計(jì)算出來的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)高度吻合，所以經(jīng)過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)這個(gè)裁判的判定：廣義相對論的確比牛頓力學(xué)更精確。
所以大家明白了沒，狹義相對論和廣義相對論的區(qū)別在于，狹義相對論只適用慣性系，廣義相對論適用所有參考系，狹義相對論無法解釋引力本質(zhì)，廣義相對論通過時(shí)空彎曲揭示了引力的本質(zhì)。而且更重要的一點(diǎn)是，由于引力不再是力，所以分析天體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果忽略天體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的摩擦力，那么天體相當(dāng)于是一個(gè)不受力的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，我們都知道分析一個(gè)不受力的物體運(yùn)動(dòng)情況是最舒服的，因?yàn)榉浅：唵?。所以從今天開始，希望大家能真心接受“引力不是力，是時(shí)空彎曲的效應(yīng)”這種觀點(diǎn)，這是愛因斯坦嘔心瀝血的學(xué)術(shù)成果，也是人類智慧的代表。我是小彭來給您解惑，如果喜歡我的文章可以關(guān)注我，如果對文章有異議，可以留言評論。
