“一切都是相對的”,這是目前愛因斯坦理論的流行版本,但這是不對的;還有一些解釋,更是絕對錯誤的,比如,狹義相對論是指出涉及的范圍比較窄,適用于非常特殊的情況,適用于非常特殊的觀察者。

針對這個問題,不妨通過百度尋找答案。維基百科定義:狹義相對論(英語:Special relativity)是由愛因斯坦等物理學家創立的一個應用在慣性參考系下的時空理論,是對牛頓時空觀的拓展和修正。

這里又涉及到一個概念“慣性參考系”,再百度搜索:慣性參考系,也稱為慣性參考系、慣性參考系、慣性空間或伽利略參考系,是不經歷任何加速度的參考系。它是一個參考系,其中一個孤立的物理對象,作用在其上的凈力為零的物體,被感知為以恒定速度運動(它可能是零速度),或者等效地,它是一個參考系,其中牛頓的第一運動定律成立。

維基百科的解釋,至少很多人費解,尤其文科背景的讀者,并且很難從中提煉出答案。下面給出一種通俗的解釋。

現在,舉一個受狹義相對論支配的例子,在遙遠的太空深處的一個區域,遠離所有恒星和行星(以及它們的引力影響)。想象一下(見圖),在這個黑暗的宇宙空間里,有兩個自由移動的空間站,沒有任何加速或旋轉。每一個空間站里都坐著一位觀測者,并且都帶著自己的鐘表和測量儀,可以測量時間和距離。另外,他們都有一個設備齊全的物理實驗室,在那里他或她可以進行各種物理實驗,來探索或驗證相關的物理定律。這就是愛因斯坦狹義相對論所說的觀察者。他們身處一個自由的、而且沒有加速參照系中,這種參照系通常被稱為“慣性參照系”,所以也可以稱他們為“慣性觀察者”。

在這個例子里,愛因斯坦的“狹義相對論”就是針對這兩位慣性觀察者,當慣性觀察者彼此相對運動時,他們看見的情景,既有相對的,也有是絕對的。于是,就可以得到答案了,俠義相對論的“相對”于誰?是相對于“慣性觀察者”。

假如愛因斯坦狹義相對論只是針對深空環境有效,那就是研究理論學者的事情了。但是,狹義相對論也適用于地球上很多情況,比如,在真空環境下的觀察者,另外還有科學家在粒子加速器中研究粒子對撞問題。事實上,通過狹義相對論推導出來的理論成果,都已經在實驗室中獲得了驗證。

圖 兩個“慣性觀測者”彼此之間的相對運動

來源: 聞說新知