今天偶然瞭解了一下相對論,裡面說速度可以改變時間,你運動的越快,時間就越慢,當你以光速運動時時間會靜止,而且物體運動的速度越快質量越大,這些理論只是提出的一些假設還是真實的理論,如果是真實的,在現實生活中有用到這些理論的地方嗎?


首先其實很好奇題主的年齡。。。。

你說的東西是狹義相對論,這個當然是真實的理論,被實驗一次又一次驗證過的。我記得去年看到高中物理競賽的題都已經涉及相對論了呢,用的就是加速器裏的真實情況。

狹義相對論普遍適用於高速物體,咱們日常中高速物體很不常見(真的有,可能跟咱們也沒關係,比如DF17)。但是又一個東西是高速運動又跟大眾有關係的,那就是天上的衛星。如果不引入狹義相對論(以及廣義相對論),衛星定位的誤差是極大。


如果問日常生活中有什麼相對論效應,常看科普文的朋友可能會說是 GPS 的相對論時間修正。

廣義相對論:GPS衛星因離地表較遠、重力比較弱,時鐘每天會快45微秒

狹義相對論:然後又因為衛星的運動速度很快,時鐘每天會慢7微秒

GPS衛星上的原子鐘時間每天會比地面快約38微秒,這38微秒的時間是由於引力場強度(強度越小、時間越快)和衛星高速運動產生的(速度越快、時間越慢),地面的導航設備必須將這誤差納入考量,才能計算出正確的位置。

很多人都以為愛因斯坦的相對論太玄了,沒有實際用途,但其實我們每天都在見證它在日常生活中扮演的重要角色。如果不進行相對論修正的話,GPS系統將在兩分鐘之內徹底崩潰!

如果你認為這個還是太間接了。那麼最直接的,其實就是磁力。就是一般的電流產生磁場,然後運動電荷(或攜帶電流的導線)受力。

思考以下的問題:如果一根磁棒快速飛過一顆靜止的電荷,那電荷會受到任何的力嗎?

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還有金子為何呈現出這個顏色?

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現在知乎裡面民科太多,建議你買一些介紹相對論的科普讀物來看。


速度改變時間的說法不太準確,只是時空的相對性與參考系的相對速度有關而已,具體體現為洛倫茲變換。

相對論,量子力學,聽上去都是很高大上的理論,好像生活中遇不到一樣,其實它們早已滲透到我們的生活當中,對於普通人來說,尤其是電子產品。

雖然相對論和量子力學有很深的矛盾,但從它們被提出至今近百年,重要性越來越被凸顯,可以這麼說:它們是很多現代科技的基石,共同構成現代物理學的理論基礎。

首先要糾正很多人關於「光速不變」的誤解。我們是如何定義「米」、「秒」、「米每秒」這些計量單位的?

在相對論之前,「1米」最初被定義為通過巴黎的子午線上從地球赤道到北極點的距離的千萬分之一,並使用國際米原器作為米的定義。隨著人們認識加深,米的定義幾經修改。定義了米之後,同時我們定義過「秒」,那麼我們就可得到速度的量綱:米/秒。

直到狹義相對論提出「光速不變原理」,不同參考系中光速相同。那麼乾脆先定義光速——即定義光速為299792458 m/s。同時我們定義過「秒」(銫133原子基態的兩個超精細能階之間躍遷時所輻射的電磁波的週期的9192631770倍 的時間),那麼我們便可以定義米:光在1/299792458s內走過的距離,即米=米/秒*秒。

也就是說,我們現在談到的光速不是基於測量,而是單純的定義:它就是一個常量。由於光速不變原理,這樣定義是自然而合理的。

下面談一談相對論的應用。正如前文所說,它們早已滲透到我們生活的方方面面,只是由於黑箱理論,我們在使用科技產品時並不必瞭解它們背後的原理。

例如,衛星導航如果不考慮相對論效應,即便它搭載最好的鐘錶,與地面同樣鐘錶還是會逐漸出現偏差。基於光速不變原理的演算法抵消了

再例如,醫院放射科常常有粒子加速器,加速粒子以製造同位素。因為粒子速度相當接近光速,裝置的設計必須要考慮相對論效應。

再例如,廣義相對論預言了引力透鏡效應並被證實,引力透鏡效應如今主要應用於系外行星的探測,甚至暗物質的探測等等。

再說說量子力學吧,它比相對論更廣泛地滲透到我們的生活當中。

量子力學研究微觀領域物理現象,現已成為固體物理學、化學、材料科學和核物理學等基礎學科的理論基礎。僅僅說這一句話你應該就明白了,你手機裏的半導體、晶體管,都有量子力學理論作支撐。而現在方興未艾的量子計算機、量子通信、量子網路,當有朝一日它們普及的時候,我們還看不到實實在在的科技紅利嗎?

物理學是講究實用的學科,質疑某種理論的實用性有助於理論向產品的轉化。但同時,物理學又是求真的學科、實驗科學,理論必須有實驗作為檢驗和支撐。所以談論物理理論不僅僅是頭腦風暴——你不如去搞數學——切莫信口開河,不懂裝懂。前人的研究經歷了很多曲折,也得到了很多珍貴的成果,無事時可以多翻一翻,多多思考。


你說的是狹義相對論。

它最廣為人知的推論,就是高速物體在觀測者看來,它的時間會膨脹,尺寸會在運動方向上縮短,質量會增大。後兩條對我們目前的生活確實沒啥影響,但是第一條就很重要了,它直接影響了衛星定位的精確度。因為衛星在太空中相對地面高速運行,其相對於地表的時間流速會慢一些,因此其發回的定位信號,是需要根據狹義相對論修正的。不然,由於地球一直在自轉,這個定位就偏移了很遠了。


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