什么是相对论(Theory of Relativity)？

没有"相对论"，只有两种理论偶尔都属于同一个名称——狭义相对论和广义相对论。它们都是由著名物理学家阿尔伯特·爱因斯坦在1905年至1915年间提出的。这两种理论都颠覆了牛顿的经典力学，根据狭义相对论，以同样的速度行驶的汽车会互相注视，好像它们没有移动一样，而一束光仍然会以正常的速度离开狭义相对论是一种时空结构理论，它断言：1）所有观察者的物理定律都是相同的；2）所有观察者在真空中的光速都是相同的，不管他们对光源的运动如何。这就导致了奇怪的后果。例如，想象一下，在一列时速100英里的火车上，你可以看到另一列火车以每小时100英里的速度朝同一方向行驶。从你的角度看，你旁边的火车看起来几乎静止不动。但是想象一下，当你坐在一列以光速行驶的火车上，而不是光束看起来像是静止不动，它以光速在你前面移动，光的这种方式很奇怪。广义相对论解释了重力是如何导致光弯曲的狭义相对论带来的几个后果是：1）时间膨胀（接近光速的时钟比静止的时钟运行得慢），2）长度收缩（接近光速的物体似乎在运动方向上收缩），3） 同时性的相对性（对静止的观察者A似乎同时发生的事情，对运动的观察者B来说可能在不同的时间发生），4）质能等价性（质量和能量本质上是同一件事，可以相互转化）在轨道航天器和高速喷气式飞机上进行的试验表明，尽管当代飞行器无法接近光速，但随着物体速度的增加，时间膨胀效应确实会发生狭义相对论最初是建立在狭义相对论的基础上的，几年后，狭义相对论的理论是如何被构想出来的，在一定强度的重力场中，加速度和静止状态在物理上是相同的。由于在加速物体中产生惯性效应不需要特殊的力，爱因斯坦建议我们对引力也应该有同样的看法，放弃了经典的引力概念，而是设想这就解释了为什么光在引力场中弯曲，即使它没有质量广义相对论提供的解释和作出的预测在经典力学的世界观中似乎是荒谬的。除了光在引力场中弯曲之外，它还预言在有重力场的情况下，时间会走得更慢，由于太阳重力场施加的扭矩，行星轨道会发生移动（改变），从而发生了帧拖拽现象，即大量旋转物体"拖拽"了周围时空的惯性系，宇宙正在膨胀，在某些情况下比光速还快，因为它是空间本身在膨胀，而不是其中的物体。揭开这些理论的含义花了几十年的时间，而且至今仍在继续。爱因斯坦的理论是如此的具有前瞻性，以至于花了几十年的时间才得以精确地检验和确认。事后看来，爱因斯坦的想法几乎完全被证实了。物理学家阿尔伯特·爱因斯坦发展了狭义相对论和广义相对论。