关于狭义相对论

前言

由于高一物理的狭义相对论部分听的云里雾里，笔者找到了n年前买的《六极物理》，在进行一段时间的阅读后，决定写下这篇文章。

主要内容

此文章主要包括笔者对于《六极物理》中狭义相对论部分的一些概括和一些自己的理解，关于笔者自己的理解部分，由于不确定正确性，笔者决定将其放入小括号中，如果有错误的话，还请各位大佬指出，笔者感激不尽。

关于《六极物理》

本书是有严伯钧编写，主要写了极快，极大，极重，极小，极热，极冷六种极限状态下的物理现象以及相关理论，而本文主要写的是笔者对于极快篇中狭义相对论部分的概括。
笔者认为此书写得很好，推荐广大读者去阅读。

正文

1.光速不变原理

（对于这个原理，任何解释都是苍白的，我曾经看到过有人用钟慢效应和尺缩效应来证明光速不变，我认为这是不正确的，钟慢效应和尺缩效应理论上来讲只是这个原理的派生物，很明显你不能用这个光速不变原理的结论来证明光速不变原理，这是本末倒置的。在我看来，这个原理不需要任何解释，包括我下文中写的内容也仅仅是假设光速不变原理不成立，在这种情况下产生的令人无法理解的现象。但话又说回来，为什么此原理不需要证明呢，我只能说宇宙的规律就是如此，就像为什么物质是由原子组成的，这个问题本身就没有答案，因为宇宙就是这样的，我们观测的结果就是物质由原子组成，而对于光，我们观测的结果也一样，就是无论在什么条件下，不管你是动还是静止，你所观测到的光速都是不变的）
看到这里，你应该已经理解了光速不变原理是一个十分基础的理论，下面我将做一些假设，让我们一起看一下如果光速不变原理不成立将会发生什么荒谬的事情。
我们生存在四维的时空当中，或者说，我们生存在三加一维的时空当中。
首先，空间有三个维度，比如物体有长宽和高；其次就是时间，时间是可以变化的，于是便有了时空的四维。
这里就出现了一个问题，时间和空间有没有关系。
对于这个问题，牛顿的绝对时空观是这样解释的：时间的流逝是绝对的，它是独立运行的，跟空间没什么关系，全宇宙都可以用一个钟来计时。
而本文要讲的狭义相对论则是这么理解的：空间和时间不是割裂的，它们并非相互独立，而是有非常紧密的内在联系。
这两种解释分别指向了不同的答案，到底谁对谁错呢，我们来看下面一个例子。
在机场中，有很多水平传送带，我们假设这些传送带的速度为10m/s，现在lzy站在了传送带上并且以1m/s的速度向前走，那么站在地上原地不动的jmx观察他的速度是多少呢？
这个问题十分简单，10+1=11，所以lzy相对于jmx的速度就是11m/s，像刚才我们的操作叫做伽利略变换。
现在让我们把场景换一下，此时lzy拿了一个手电筒，他打开手电筒的开关，那么手电筒发出的光对于jmx的速度是多少呢，根据之前的经验，我们很容易算出答案就是光速+10，但这真的是正确的吗。
让我们暂时认为以上的结论都是对的，现在让我们换一个场景。
现在jmx拿了一把枪，他对着lzy开了一枪，我们假设lzy反应足够快，能够看到子弹从手枪中飞出。
让我们再次运用伽利略变换，首先jmx扣动扳机，然后子弹飞出，但是这时候问题就出现了，按照伽利略变换的想法，由于子弹的速度比jmx手扣动扳机的速度要快得多，所以子弹发出的光对于lzy来说是要快于jmx的手发出的光的，也就是说，子弹发出的光应该比jmx手扣动扳机发出的光更快的到达lzy的眼中，这时候矛盾就出现了，我们得出的结论十分荒谬，lzy怎么可能会先看到子弹飞出呢？
让我们思考一下问题出在了什么地方，唯一的问题似乎就是运用了伽利略变换，伽利略变换对于其他情况貌似是很好用的，但是一涉及到光我们可以看出它并不正确。
而通过上述举例，我们已经引出了相对论一条核心的原理——光速不变原理。
（此处是笔者自己的看法，可能出现错误，如果有的话，望指正。众所周知，光的传播是不需要介质的，或者说光传播的介质就是空间，正因此，光速是不变的。让我们举一个例子，声速在空气中传播的速度大约是340m/s，而如果此时有一阵10m/s的风像你吹来，那么声音相对于你的速度将变成340+10=350m/s，由此我们可以大概看出，一个物体对于你的速度大约就是它的介质对于你的速度加上它对于你的速度，像lzy在传送带上，我们可以抽象的认为传送带就是lzy运动的介质，所以直接做加法就是正确的，而光呢，光的传播介质是空间（或者没有），显然，不论如何，空间是不会运动的，所以便引出了光速不变原理，由此也可见，所谓的光速不可超越其实是对于空间来讲，你不能相对它超过光速，这也正是曲率飞船为什么能够超过光速，以为它相对空间是没有运动的）。

2.狭义相对性原理

狭义相对性原理更简单，由于时间问题，笔者就不在这里进行过多的解释了。
它的主要内容是：在不同的惯性参考系当中，所有的物理定律都是一样的。
看到这里，《三体》的书友们可能想起了丁仪在和汪淼搬台球桌之后说的话：应该庆祝一下，我们发现了一个伟大的定律：物理规律在时间和空间上是均匀的。人类历史上的所有物理学理论，从阿基米德原理到弦论，以至人类迄今为止的一切科学发现和思想成果，都是这个伟大定律的副产品，与我们相比，爱因斯坦和霍金才真是搞应用的俗人。
而狭义相对论也如同丁仪说的一样，是这条理论的副产品。（而爱因斯坦也一样如丁仪所说，他是个俗人）

3.钟慢效应

作者还未写完，尽快补上……