相对论这个主题，在我向内行擢升科学常识的旅程中占据着至关蹙迫的位置，我曾经屡次对其进行过科普。今天高中 自慰，我们换一种款式，通过敷陈一个故事，我将尽可能用夷易近东说念主的言语，向内行描摹狭义相对论的前因成果。

故事得从电和磁的探索之旅讲起。

家喻户晓，法拉第在快要两百年前就揭示了电磁感应风景。其真实阿谁时候，科学家们就一经觉察到电与磁之间详情存在某种测度，只不外在短技能内，他们还没能弄明晰这两者间的真确测度。

其后，我们齐得知了那位隆起的科学家麦克斯韦，提议了迥殊超卓的麦克斯韦方程组，把电和磁无缺地长入在了一齐，自那以后，电与磁便成了一家东说念主。

麦克斯韦方程组的神奇之处究竟在那边？说它是东说念主类有史以来最优好意思的方程组，十足不为过。

麦克斯韦方程组将电与磁之间的互相改革规则阐释得大书特书，如斯无缺的方程组，当然受到了统共这个词物理学界的爱好，而爱因斯坦亦然其中之一，他对这组方程式如获至宝。

自古以来，爱因斯坦对光有着异常的偏疼，而光本体上是一种电磁波，电磁波的各种当然归麦克斯韦方程组所管，这也恰是爱因斯坦如斯钟爱麦克斯韦方程组的原因场合。

麦克斯韦方程组能推导出电磁波的传播速率，也即是光速。在这个公式中，光速是一个常数，只与真空中的磁导率和介电常数关系，而这个公式里并莫得说起到任何参照系！

这给爱因斯坦带来了灵感，当其他物理学界大咖们还在寻找参照系“以太”以讲明光速时，爱因斯坦却骁勇提议了一个不雅点：为何我们一定要寻找光速的参照系呢？如若光速自己即是十足的，不需要任何参照系，那我们何须苦苦追寻阿谁未知的以太呢？

于是，爱因斯坦骁勇地提议了光速不变旨趣。

这里要革新一个无数的误会：很多东说念主认为迈克尔逊莫雷实考据明了光速不变，本体上并非如斯，该实践最多只可阐述以太不存在，致使靠近实践截至，迈克尔逊和莫雷本东说念主齐不肯信托以太真的不存在，他们更快意信托实践出错了，因为他们心里明晰，如若以太真的不存在，就意味着牛顿力学体系将轰然倒塌，这是他们无论若何齐难以收受的。

既然迈克尔逊和莫雷齐不敢信托“以太不存在”的截至，他们虽然更不行能去想考“光速不变”的可能性！

虽然，这个实践如实出现时爱因斯坦提议狭义相对论之前，能够在某种进程上又给了爱因斯坦新的启发，让他更确信以太如实不存在，并加快了他提议光速不变旨趣的要领。

那么，光速不变旨趣具体是指什么呢？

虽然不是指“光在真空中的速率是每秒30万公里”，而是指在职何畅通情状，相对任何参照系，光速长期保握不变。换句话说，光速是十足的，与其他任何速率相加后依然是光速。

举个例子你就昭彰了。

假定我静止在大地上，掀开手电筒，射出一束光。在我开启手电筒的那一刻，你以0.9倍光速去追那束光，在你看来，那束光的速率应该是几许呢？

按照我们传统的速率重叠法，应该即是0.1倍光速。但本体情况呢？那束光的速率仍旧是光速。也即是说，不管你的速率有多快，在你看来，那束光的速率长期保握光速不变，即是这样雕悍。

这即是所谓的光速不变旨趣。除了这个旨趣以外，还有一个相对性旨趣，简便说即是在惯性系中，物理定律是调换的。具体该若何贯通呢？

我们再举个例子。

我正在跑步，速率是每秒5米，而你站在大地上不动。假定此时统共这个词天地只剩下了我们俩，那么我们两个到底谁在动？

在你眼里，我在动；在我眼里，你在动。为了弄清到底谁在动，我们需要这样表述：我联系于你的速率是每秒5米。

这样的抒发款式很容易贯通，这在初中物理课上就学过了吧。关联词，当“以太”的见地出现后，情况就不同了。

以太，是十足时空不雅的居品，东说念主们认为空间是由以太组成的，空间里充满了以太，仅仅我们看不见也摸不到。所谓的静止和畅通，齐是联系于空间或者说以太而言的，换言之，以太是十足静止的参照系，这个参照系超越了其他统共的参照系。

于是，刚才的“我联系于你的速率是每秒5米”，就酿成了“我联系于空间的速率是每秒5米”。

关联词，问题在于以太这个见地是假定的，需要实践来考据，而经由屡次实践，并莫得找到以太存在的凭证，如闻明的迈克尔逊莫雷实践。

不外，由于十足时空不雅在那时物理学界树大根深，没东说念主敢含糊以太的存在，最终还得靠爱因斯坦这位科学行家，平直用“奥卡姆剃刀”旨趣将以太剔除。

爱因斯坦认为，统共惯性系齐是等价的，莫得哪个惯性系是异常的。在惯性系中，统共物理定律齐进展出调换的阵势，这即是相对性旨趣。

本体上，相对性旨趣在我们平日生存中无处不在。时时乘坐火车的一又友们可能会有这种体验：如若火车动手很慢，你致使可能意志不到火车一经开动了，反而合计是另一列火车开动了，照旧合计火车一动不动，你此时的嗅觉与静止在大地上的嗅觉莫得什么不同。

也即是说，在一列匀速直线行驶的火车上，与你静止在大地上的体验是一模相同的，在这两种惯性系下所作念的统共物理实践齐会获得调换的截至。

恰是在光速不变旨趣和相对性旨趣的基础上，爱因斯坦提议了狭义相对论。本体上，这两大旨趣齐是假定，而狭义相对论即是缔造在这两个假定之上的。虽然，这两大假定并不是应酬就能想出来的，它们当先必须是自洽的，况兼还需要通过实践的考据。

有了这两大旨趣，我们就能很容易地推导出狭义相对论体系中的公式，举例技能彭胀效应公式和尺缩效应公式等等。

其实，我们还不错换一个角度去贯通为何技能会彭胀，空间会减弱。由于在职何畅通情状下不雅察到的光速齐保握不变，这意味着某些事情详情发生了变化，不然光速不行能保握不变。

比如，你以0.99倍光速在出动，而我静止在大地上，我们看到的归并束光的速率果然是调换的，如若莫得其他东西发生改变，这是不行能发生的。

到底什么东西发生了变化呢？由于速率与技能和距离（空间）关系，发生变化的当然是技能和空间。具体而言，尽管你的速率很快，达到了0.99倍光速，但你的技能和空间也会随之变化，它们会根据你的速率不停治疗，以确保你看到的光速长期是光速！

这即是狭义相对论的内容高中 自慰，其实并不复杂。如若你了解了狭义相对论的前世今生，你会发现它其实尽头简便。