《哲学小辞典》9.10 相对论

【本文转载自吉林人民出版社1983年 仅供学习参考】

10、相对论

  本世纪德国物理学家爱因斯坦提出的关于物质运动与时间、空间关系的自然科学理论，是现代物理学基础理论之一。相对论分为两部分。第一部分是1905年建立的狭义相对论。其基本原理是：（1）相对性原理，即在任何惯性参照系中自然规律都有相同的数学形式。（2）光速不变原理，即真空中的光速在任何惯性参照系中都相同。由此得出，时间和空间各量从一个惯性系变到另一个惯性系时满足洛伦兹变换方式，而不满足经典的伽利略变换方式。并且由此导出另一些重要结论：（1）同时性是相对的，即两件事的发生是先后还是同时，在不同参照系看来是不同的。（2）物体长度的度量是相对的，即运动物体在其运动方向上的长度要比静止时缩短。（3）时间的度量是相对的，即运动的时钟将比静止的时钟进行得缓慢。（4）物体的质量是相对的，即物体的质量随运动速度的增大而增大。（5）任何物体的运动速度都不能超过光速。（6）物体的质量m与能量E满足质能关系式：[-]。式中c为光速。上述结论在物体高速运动时效应显著并与目前实验相符合。经典力学是相对力学在低速情况下的近似。

  相对论的第二部分是1916年建立的广义相对论。其基本原理是：（1）广义相对性原理，即在任何参照系中自然规律都有相同的数学形式。（2）等效原理，即在一个小体积范围内的万有引力和某一加速系统中的惯性力量等效的。据此认为，物质的存在和一定的分布状况使时间和空间性质变得不均匀[i]。万有引力场就是这样产生的；狭义相对论只是广相对论在万有引力场很弱时的特殊情况。从广义相对论可以预见一些重要现象，如水星近日点的进动；光线在引力场中发生弯曲；引力场中光谱线向红端移动等。这些预言和后来的观测结果基本相符合。近年来通过测量雷达波在太阳引力场中往返传播在时间上的延迟，以更高的精度证实了广义相对论的结论。

  相对论的建立为辩证唯物主义时空观提供了有力的自然科学依据。它突破了经典的绝对时空观，揭示了时间与空间的联系；时空与物质运动的联系；物质的质量与能量的联系等。它证明了时间与空间是物质的存在方式，时间和空间的特性由物质的存在形式所决定等观点。

注：

[i] 即所谓时空弯曲。