懂爱因斯坦相对论的请来解释下

Question

比如速度的相对论。如果用两个手电筒，同时相反的方向射出光线。一道光线相对另一道光线，应该是2倍光速。为何又说没有东西速度超过光速？
瑞典物理学界（尤其是当权的乌普萨拉学派）。哈瑟伯格和古尔斯特兰德等人甚至认为爱因斯坦的相对论是一种“病态”物理，侵蚀了以前人们所持的正确的信念，与西方文明的古希腊传统的真、善、美观念完全相反。他们认为爱因斯坦没有做过任何实验，他的理论不是由实验归纳出来的；他修改基本假设，将不同的物理领域归纳成为一个统一的理论。这对他们这些实验物理学家来说简直是形而上学的工作，不是科学的一部分，是科学中的达达主义.。以光电效应定律的贡献爱因斯坦终于在1922年得到了1921年的诺贝尔奖，当他看到授奖通知时上面特别指出：他在获奖演说时仅限于正式的授奖理由，而不得提到相对论。---- 以上信息来源-百度知道。
如果能解决问题就是科学。那我看到很多算命先生算得很准，也能预测。
科学与玄学的区别，就在于他的来源是来自可以检测的公理。不然只能叫假说。

Answer 1

两束对射的光，相对速度为2c 没问题的，这并不叫超光速，因为这是站在一个参考系中去看另外两个物体的相对速度，当然你也并没有观察到超光速的东西，因为你认为他们二者的速度都是c。但是如果从其中一束光的角度来看另一束光，速度就是c了，同样也没有超光速。当然证明过程需要用到洛仑兹速度变换Vx'=(Vx-u)/(1-u/c^2),式子中Vx'为K'系中观察者观测到的速度，Vx为K系中观测到的速度，u为K'系相对于K系的速度。比如令你所处的静止参考系为K系，光束1是向右传播的，令为K'系，那么u=c，光束2是向左传播的，在静止的K系中观测到的Vx=-c,在光束1所在的K'系中观测到的速度即为Vx'，代入Vx'=(Vx-u)/(1-uVx/c^2),即得Vx'=-c，可见相对论的理论是自洽的。
再举一个例子，从地球到另一星球的距离站在地球人的角度看是8光年，现在有两架飞船同时从地球与星球出发相向而行，二者的速度都是0.8c，站在地球人的角度看，他们是经过了8光年/1.6c=5年相遇的，这里并没有什么超光速的问题，相对速度是1.6c这是站在一个参考系里看两个飞船的相对速度，但是如果你站在一个飞船看另一个飞船的速度那就不是1.6c了，在这个问题中还是令地球为K系，向右的飞船1为K'系，那么u=0.8c,地球人认为向左飞行的飞船2的速度为Vx=-0.8c，这时飞船1认为飞船2的速度为Vx'=(Vx-u)/(1-uVx/c^2)=-1.6c/1.64,仍然是小于光速的。那么同样的这个事件，在地球参考系里认为经历了5年，但是在飞船里的人认为经历的时间并不是5年，因为他认为地球与星球是以0.8c运动的，所以从地球到地球、星球连线的中点这个距离在地球人来看是4光年，但是在飞船上来看就是收缩的了，变成了L'=L*(1-u^2/c^2)^1/2=0.6L=2.4光年,所以他认为自己只需要2.4光年/0.8c=3年就能与飞船2相遇。这是从长度收缩的角度来研究，这个问题也可以从时钟延缓效应（也叫动钟变慢效应）来看，因为从出发到相遇，作为飞船1的参考系里的钟始终在飞船里不动，所以飞船里看到的时间是固有时间也叫静止时间，固有时间是最短的（也就是跑的最慢），而在地球人角度认为飞船从出发到相遇的过程中飞船里的钟出现在两个不同的地点，也就是运动的钟，所以这个运动的钟跑的比地球的钟慢了，收缩因子也是(1-u^2/c^2)^1/2=0.6，所以地球人认为飞船里只经历了3年也就可以解释的通了，他认为时间没问题，只是飞船里的钟跑的慢造成的。无论从哪个角度都可以把这个问题说的通，所以相对论仍然是能自圆其说的。一般来说认为相对论不对的人基本都是没有很好的理解相对论的人（不排除个别高人），但是理解相对论也不是三天两天看两页书就能完全理解的，有的时候你觉的理解了，但遇到问题的时候可能又不理解了，这又需要继续思考，是需要经过一个很长的过程来理解的，所以初学者提出各种各样的疑点也就不足为奇了。

Answer 2

我也不是特别懂，说一下供你参考。
光速不变时狭义相对论的一个假说，及前提。这个前提的得来是由于麦克斯韦的电磁方程中电磁波速度没有明确的参照系而得来。光子的没有静质量是应为相对论的理论前提是光速为万物速度极限所造成。其实，在承认爱因斯坦的狭义相对论的时候，就要放弃牛顿时空观，这样其实可以得到自洽的解释的。
至于你说的两光线反向射出相信只要学过相对论的人都有过此疑惑，我也不例外。我只能简单描述“正统”的解释：在新的时空观里，时空不再是绝对的，当然也不再是平直的。而是弯曲的，这就相当于地球的表面一样，小区域可以认为是平直的，当大区域很大时，必须使用球面系考虑问题。你在静止的参考系里面看其中的光线的速度，是分别为C的反向的光线，但是你在另一个参考系（比如其中一个光线的C速度参考系），由于速度太大，另一光线的速度被弯曲了，测得的还是C。（当然了，可以使用公式推导，但是不直观）。
但是这个弯曲不同于广义相对论的等效原理的弯曲（那是引力等效于空间弯曲）。我看了你的与其他人的论解，那个时间（物理时间）也是相对的，此处一年与彼处一年是不同的。所以说，有时候爱因斯坦的理论反而使得物理模糊了。
我正在试图建立一个妥协的解释，那就是爱因斯坦的时间（物理时间）属于区域时间而不是哲学时间（序）。就像在球面上有两个本来相等的杆子由于方的位置不同，对方在各自的切面内的投影高度是不同的（或者垂直面内），但是，一个确定的“真实”还是存在的。（只是爱因斯坦的理论将速度的叠加的一部分作为时间的减缓所抵消掉了。）
相对论是否真实暂且不论，鄙人认为可以这么理解，希望对你有些帮助追问

我到现在只认为这是个恰好解释了一些现象的科学神话。虽然那日食星光的弯曲给他相对论的证明。但这还远不够。我也可以理解为引力让光线发生弯曲。而不是空间弯曲。
还有一个证据就是飞船长时间运行后，原子钟走得慢了。这个也另外有种可能，时间并没短，只不过其它原因让它走慢了。毕竟我们用的还不是超物质的计时器。这计时器的准确度是会受影响的。

追答

你这样认为也不为过。从哲学角度讲，科学是形而上的，必然有一个绝对预设是不可论证的。牛氏的绝对时空观是这样，爱氏的相对时空观也是这样。但是，科学有时实验的，很多试验证明力光速不变原理的真实性。当然我也是不相信的。当讲到空间弯曲的时候，就有些扯得远了。这里的空间弯曲不是相对于三维的自身，而是相对于隐藏的第四维度（这只是假说）。建议多看些相关文献，不管认可不认可，批判的看，再思考

追问

还有提到GPS。说是用传统的计算方式，每天GPS会有六公里误差。而用相对论修正后正确。我很好奇这个。
相对论效应
狭义相对论效应 – 与钟的运动速度有关，使星钟变慢
广义相对论效应 – 与钟所处位置的重力位有关，使星钟变快
应对方法 – 事先调整钟速，根据卫星轨道进行修正

追答

你说的这个我不太清楚。在相对论体系中，狭义相对论是包含于广义相对论中的。从时钟效应来讲，我也认为广义相对论的结论有悖于常理。一方面没有直接的经验去验证，一方面在大尺度下的时空结构未知，相对论结论只能作为参考。另外更正一下，在强引力场中，广义相对论是要求种变慢而不是变快。

本回答被提问者采纳

Answer 3

狭义相对论是一个自洽的理论，它从两条基本假设出发，导出一些结论，这些结论反过来都能支持这两条假设，不产生矛盾。当然，仅仅是自洽的理论还不一定是正确的，而很多关于狭义相对论的效应已经被实验证实，所以我们相信狭义相对论是正确的，那两条假设也是正确的。

这个问题关键在于，正是由这两条假设以及时间的同时性的定义，限制了一切实物粒子的速度必须小于光速，因此没有人可以达到光速，也就是说，没有一个与某一条光线同步的观测者，所以以某一条光线为参考系就变得不可能，你所谓的2倍光速，并不以是一条光线为参考系，而都是以地面为参考系，都用相对地面的速度来做速度叠加，所以才会得出这种结论。追问

对于地面来讲，这两条光速是一样的。你何来速度叠加之说？

追答

你的2倍光速的结论不就是光速+光速叠加来的吗？

追问

NO,是相对速度这个概念来的。比如你座车上40公里速度，对面开过一个20公里的电瓶车。这时你会看到电瓶车非常快从你身边跑过。相对你的速度，如果把你自己当成静止，电瓶车的速度是60公里。这就是参照系的概念。

追答

好吧，这个说法无所谓
光速+光速并没有做到真的“相对”，因为不是直接一束光相对于一束光，而是两者都先相对于地面之后，再做“相对”，这并不是把其中一束光作为参考系的直接的“相对”，然而上面也说了，没有能和光同步的观测者，因此以光为参考系是不合适的

追问

你的结论是因为没和光同步的观测者？那电磁场算不算，它也是光速的。当然你非要说是人去当观测者，那咱无话可说。暂时科技达不到。

追答

已经说了，是实物粒子，电磁场显然不是实物粒子，没有说一定是人，比如说原子钟之类的也是典型的观测者

追问

谁给的前提，一定要实物粒子？

追答

两个基本假设以及同时的定义

追问

用两个无法验证的假设。哪天实物粒子的概念推翻了，哼。一切就狗屁了。光和电磁场都是确实存在的物质。这是基本概念。

追答

没错，这两个假设确实无法直接证明，所谓理论的自洽性说不好听了就是能够循环论证，A能证明B，反过来B也能支持A，两条假设推出了许多狭义相对论效应和结论，这些效应和结论也反过来支持这两条假设，但由这两个假设得出的众多狭义相对论效应却都被证实了，在接近光速的范围内是远比牛顿理论准确得多的，所以我们才认为狭义相对论在一定范围内是对的，当然只是一定范围内，在这个范围内，比牛顿理论准确得多，但超出这个范围，就不一定了。光和电磁场也都是确实存在的物质，但都不是实物粒子，这也是基本概念
但不知楼主学相对论的目的是为何，是真的想学习，还是想去推翻它呢？

追问

只是想从源头上清理下这个理论。而不是这理论恰好解释了些现象。毕竟这个理论推导出来的时间可变论，确实不能解释很多东西。这宇宙这么多高速运转的东西，那这宇宙的时间，那怕只是我们眼前这个，时间也是非常多的。这么多时间标准，你取哪个？

追答

当然取我们所在的参考系下的时间，相对论之所以成为相对，就是参考系之间是平权的，取哪个都行，狭义相对性原理是惯性系平权，广义相对性原理是所有参考系都平权。既然平权了，没什么特殊的，只是存在着一些坐标变换关系，那我们当然最关系我们自身所在参考系的时间了

追问

广义相对论与哥本哈根学派创立并发展的量子力学，两大理论并不相容，至少有一个需要修改。于是引发了那场著名的论战：爱因斯坦VS哥本哈根学派。直到现在争论还没有停止，只是越来越多的物理学家更倾向量子理论。爱因斯坦为解决这一问题耗费了后半生三十年光阴却一无所获。不过他的工作为物理学家们指明了方向：建立包含四种作用力的超统一理论。目前学术界公认的最有希望的候选者是超弦理论与超膜理论。这是我查询到的。

追答

这个……你想说明什么呢？

Answer 4

我的观点和楼主差不多，不要说什么牛顿体系不适用于光速什么的，相对论只是解释了牛顿无法解释的一些现象罢了，所以才在目前被大多数人接受，但是并不能证明相对论的正确性。这样说吧，为什么会有速度，是因为有了距离和时间才推导出了速度。而现在仅仅是一个推导出来的物理量（速度）却反而影响了时间和距离。算了，扯远了。我也曾经想过这个问题，这样说吧，一道光相对于另一道光，就像上面说的，在如今的科技以光为参考系是不恰当的，因为你永远无法观测到另一道光发出的光到达你这里，所以就没有了相当于两倍光速的说法（因为你的两倍光速是由距离和时间求出来的）。所以这里就有一个问题，在相对论体系下，光速是不可超越的，从而推到出了速度可以影响时间。那么问题来了，你的超光速已经不适用于相对论，但是却仍然用会受光速影响的时间，这就是两个不对称的物理量了。时间在相对论内，速度在相对论外，所以才会有这么纠结的问题。不知道你看不看得懂，只是一点个人见解罢了。

Answer 5

这样解释不知你是否能理解，假如说两个座钟以光的速度同时像相反移动，而你坐在其中一个座钟上，当你以光的速度移动的时候你去看另一个座钟的秒针（假设你能看的见），你会发现它的秒针是不动得，因为当秒针移动到下一秒的时候，它发出的光是以光的速度传播到你眼睛中的，而当你同时以光的速度移动的时候，秒针下一秒所发出的光线永远也到不了你的眼睛，所以你看到另一个座钟的是静止不动得，也就是说，对你来说，你的速度是光速，而另一个座钟是静止的。

当物体速度达到光束的时候，时间的概念就发生变化了，不能用现在牛顿的经典物理来应用解释，而你题的问题，物体已经达到光速了，而你却用牛顿的经典物理来解释时间和速度的关系，这是不对的，这种情况下，牛顿经典物理已经不适用了。 相对论里面有专门的公式用来计算当物体的速度达到光速或接近光速的时候S,v,t之间的关系，已经不再是S=VT了而是它的一个变形，当然具体的我记不住了。

还有关于公理以及假设大前提问题，发现你有一些抵触，说明你不太懂为什么需要他们，和他们到底是什么，我这里就不先不说了。