关于李铭教授相对论讲座的两三点感想

昨天晚上去听了李铭教授的相对论讲座，铭哥绘声绘色，手舞足蹈，讲解相对论很有激情，感觉特别有意思。作为爱因斯坦的超级大粉丝，睡完一觉后有了一些感想（可能是由于床头贴着爱因斯坦的海报吧），于是在这里谈一谈关于相对论讲座的看法。  首先我自己推导一下相对论的基本公式，可以使得以下的讨论简单易懂些。（字丑拍照不佳请一定不要见怪）

关于李铭教授相对论讲座的两三点感想

        铭哥首先讲到的，是狭义相对论的第一条原理，即真空中光速不变原理，讲到了其实验依据。而由此原理代入运动学方程，必定得到时间具有相对性，即时间测量依赖于参考系。参考系不同，对于同一事件时间的测定也不同。远处即过去，遥远星球所发生的，当我们在地球上知道时，已经是成万上亿年前的事了。而这在牛顿的绝对时空观里，其超距作用能保证我们即刻获知全宇宙的讯息，想想就有点小激动。但是稍微想一下就知道，这是不可能的事情，所以超距作用站不住脚。

然后就推导出了“动钟慢行”，这是相对论中几大基本效应之一，还是由于光速恒定而导致的。运动的钟走得慢，即它的时间膨胀了。运动速度越是靠近光速，时间膨胀越剧烈。GPS运行时需要对时间进行修正，以及中微子μ子穿越大气层的寿命延长，都是对“动钟慢行”的验证。但动钟慢行的效应，却引发了孪生子佯谬。席间我向铭哥提问了，是否由于火箭处于非惯性系而只能用广义相对论来解决这个谬论，即如果火箭一直处于惯性系那么将如何处理这个谬论。而铭哥说的我有些忘了，后来我感觉到应该是如此——由于在狭义相对论只能讨论惯性系，故孪生子谬论无法讨论，因为火箭有加速度变化的时期，所以只能用广义相对论来做解释。而这个谬论之所以为佯谬，是因为如果讨论的都是处于惯性系下，那么两者都有等同效应。

讲到尺缩效应时，铭哥说栋哥（谢元栋教授）对这个效应极为反对，“尺子怎么会缩呢？”原子挤压吗？然后铭哥说，不是真的缩，而是测量时产生的缩，即是由于运动时对其进行测量所得到的结果。但对此解释，我感觉却是不满足的。尺缩是运动时的客观事实，测与不测都是如此。铭哥的解释无异于大众将量子力学中的不确定原理理解为字面上的测不准，即由于测量带来的外界影响而取消了它的确定性。而这是不正确的理解，是很肤浅的认识，客观事实并不依存于人的主观性，否则尺缩效应以及不确定原理就会由于测量精度的提高而不存在。

尺缩实际上是运动方向上空间的压缩。狭义相对论最重要的思想是破除了牛顿的绝对时空，即t与r都不是一成不变的。结合广义相对论，我觉得这个四维时空更像是一片海洋，其中一维时间通过光速与三维空间结合构成具有弹性模量和粘滞系数的超流体，当然这不是以太，这个时空可以压缩可以膨胀，视运动速度而定。只有在这样的物理图像里，爱因斯坦的相对论才能得到完美的描述。

本来我主要是想去听广义相对论的，也希望听到黎曼几何，以及浅一点的数学，可惜可能是时间有限，铭哥没有开讲，真希望他下次能重点讲一讲广义相对论的数学。这样就更加有趣啦！

              2016/11/30于华师大