【本文轉(zhuǎn)載自吉林人民出版社1983年 僅供學(xué)習(xí)參考】

10、相對(duì)論

? 本世紀(jì)德國(guó)物理學(xué)家愛因斯坦提出的關(guān)于物質(zhì)運(yùn)動(dòng)與時(shí)間、空間關(guān)系的自然科學(xué)理論，是現(xiàn)代物理學(xué)基礎(chǔ)理論之一。相對(duì)論分為兩部分。第一部分是1905年建立的狹義相對(duì)論。其基本原理是：（1）相對(duì)性原理，即在任何慣性參照系中自然規(guī)律都有相同的數(shù)學(xué)形式。（2）光速不變?cè)?，即真空中的光速在任何慣性參照系中都相同。由此得出，時(shí)間和空間各量從一個(gè)慣性系變到另一個(gè)慣性系時(shí)滿足洛倫茲變換方式，而不滿足經(jīng)典的伽利略變換方式。并且由此導(dǎo)出另一些重要結(jié)論：（1）同時(shí)性是相對(duì)的，即兩件事的發(fā)生是先后還是同時(shí)，在不同參照系看來是不同的。（2）物體長(zhǎng)度的度量是相對(duì)的，即運(yùn)動(dòng)物體在其運(yùn)動(dòng)方向上的長(zhǎng)度要比靜止時(shí)縮短。（3）時(shí)間的度量是相對(duì)的，即運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘將比靜止的時(shí)鐘進(jìn)行得緩慢。（4）物體的質(zhì)量是相對(duì)的，即物體的質(zhì)量隨運(yùn)動(dòng)速度的增大而增大。（5）任何物體的運(yùn)動(dòng)速度都不能超過光速。（6）物體的質(zhì)量m與能量E滿足質(zhì)能關(guān)系式：[-]。式中c為光速。上述結(jié)論在物體高速運(yùn)動(dòng)時(shí)效應(yīng)顯著并與目前實(shí)驗(yàn)相符合。經(jīng)典力學(xué)是相對(duì)力學(xué)在低速情況下的近似。

? 相對(duì)論的第二部分是1916年建立的廣義相對(duì)論。其基本原理是：（1）廣義相對(duì)性原理，即在任何參照系中自然規(guī)律都有相同的數(shù)學(xué)形式。（2）等效原理，即在一個(gè)小體積范圍內(nèi)的萬有引力和某一加速系統(tǒng)中的慣性力量等效的。據(jù)此認(rèn)為，物質(zhì)的存在和一定的分布狀況使時(shí)間和空間性質(zhì)變得不均勻[i]。萬有引力場(chǎng)就是這樣產(chǎn)生的；狹義相對(duì)論只是廣相對(duì)論在萬有引力場(chǎng)很弱時(shí)的特殊情況。從廣義相對(duì)論可以預(yù)見一些重要現(xiàn)象，如水星近日點(diǎn)的進(jìn)動(dòng)；光線在引力場(chǎng)中發(fā)生彎曲；引力場(chǎng)中光譜線向紅端移動(dòng)等。這些預(yù)言和后來的觀測(cè)結(jié)果基本相符合。近年來通過測(cè)量雷達(dá)波在太陽引力場(chǎng)中往返傳播在時(shí)間上的延遲，以更高的精度證實(shí)了廣義相對(duì)論的結(jié)論。

? 相對(duì)論的建立為辯證唯物主義時(shí)空觀提供了有力的自然科學(xué)依據(jù)。它突破了經(jīng)典的絕對(duì)時(shí)空觀，揭示了時(shí)間與空間的聯(lián)系；時(shí)空與物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)系；物質(zhì)的質(zhì)量與能量的聯(lián)系等。它證明了時(shí)間與空間是物質(zhì)的存在方式，時(shí)間和空間的特性由物質(zhì)的存在形式所決定等觀點(diǎn)。

注：

[i] 即所謂時(shí)空彎曲。