上回已经知道，爱因斯坦根据狭义相对论得到了一些推论：时间膨胀、长度收缩、同时的相对性、横向多普勒效应、质速关系、质能关系等。
这些推论惊世骇俗，
因为它们与经典物理学理论、
与我们的日常经验相背离。
时间膨胀，也称为时间变慢，
是指运动时钟的“指针”行走的速度
比时钟静止时的速度慢。
也就是说，
时间快慢与时钟的运动速度有关。
时钟运动速度越快，
时间过得越慢。
是不是很难理解？！
为了解释这个问题，
法国著名物理学家朗之万
在1911年4月的波隆哲学大会上，
提出“孪生子悖论”，
试图用比较形象的形式
解释这个问题。
“孪生子悖论”是说，
有一对孪生兄弟：小左和小右，
小左留在地球上，
小右乘坐宇宙飞船进行星际航行
（匀速运动），
然后又返回地球。
兄弟见面时，发现
小左变老了，
小右还很年轻。
因为小右在运动的宇宙飞船上，
时间过得比较慢。
当然，科学家发现，
“孪生子悖论”的解释是有问题的，
因为除了狭义相对论效应外，
还有其它效应影响到孪生兄弟的年龄。
但是，仅仅考虑狭义相对论效应，
并假设小右远离地球和回到地球的
整个过程都是匀速运动
（实际运动过程这是不可能的），
上述悖论就没有多大问题。
所以，狭义相对论指出，
时间的快慢与运动速度有关。
同样，
空间的大小也与运动速度有关。
一根木棍，
它相对地面静止时，
静止在地面上的人测量它的长度，
是1米。
如果它以一定速度相对地面运动，
静止在地面上的人测量它的长度，
变短了，小于1米。
小多少？
与速度大小有关，
速度越大，
短得越多。
还有一个很奇妙的推论，
就是“同时的相对性”。
“同时的相对性”是说，
两事件A和B，
小明看到事件A和事件B同时发生，
但相对小明以一定速度运动的小江，
看到的事件A和事件B不是同时发生、
一个先发生，另一个后发生。
例如有一列火车，
以速度v相对地面运动，
在火车中间站着一个人，
在火车中间有一盏灯，
火车头尾各有一扇门，
光线到达门时，
门会自动打开。
在地面上站着一个人。
当火车运动到车上的人
与地面上的人正对面时，
火车上的灯亮。
对于火车上的人来说
他看到光线从灯泡位置
到达左门和右门的距离相等，
所以，所用的时间一样。
也就是说，对火车上的人，
光线同时到达左门和右门，
左门和右门同时打开。
但是，对地面上的人来说，
他看到光线先到达左门，
左门先打开；
然后才看到光线到达右门，
右门后打开。
也就是说，对地面上的人，
左门和右门不是同时打开。
同样两个事件：
左门打开和右门打开，
对火车上的人来说，是同时打开；
对地面上的人来说，不是同时打开。
这就是“同时的相对性”。
可见，这些推论所展现的思想，
与传统的观念、思想很不一样，
很奇妙！
但都是真实的，
已经被许多高精度实验所证实。
根据狭义相对论，
爱因斯坦还得到一个著名的公式，
即质能关系式
质能关系式表明，
任何形式的能量都有物质存在，
物质本身就是一种能量。
数量关系也表明，
少量的物质变换
就能释放出巨大的能量。
例如，1克物质的减少相当于
释放出2500万度电的能量。
10克相当于2.5亿度电，
比三峡水电站的日发电量2.3亿度还多。
原子弹、氢弹、核能发电站
就是根据质能关系式
发明和建造出来的。
爱因斯坦的狭义相对论，
给物理学带来了革命性的变化。
经典物理学能解释的全部物理现象，
狭义相对论能解释。
而且，
经典物理学不能解释的物理现象，
用狭义相对论也能解释。
不仅如此，
狭义相对论还预言了许多新的效应。
这些新效应，
揭示了作为物质存在形式的
空间和时间在本质上的统一性，
以及时间、空间与运动的本质联系；
揭示了质量和能量的等价性，
使人类社会进入到一个新时代
——核时代；
揭示了一种全新的时空观，
时间和空间都是相对的，
改变了人类对时间、空间的
“常识性”观念，
更新了人们的世界观，
发展了科学的自然观。
总之，爱因斯坦的狭义相对论，
是人类理智战胜
千百年传统思想的伟大胜利，
它是人类思想发展史上
罕见的革命性的变革。
思想是深邃的，
变革是深刻的，
当然，狭义相对论也是难以理解的。
1907年，爱因斯坦提交
《论动体的电动力学》
申请伯尔尼大学的编外讲师职位，
但得到的答复是
论文无法理解。
正当大家还对狭义相对论迷惑不解，
还在学习、领会、理解
狭义相对论的时候，
爱因斯坦已经开始思考另一个全新理论
——广义相对论。
1907年，爱因斯坦发表
关于狭义相对论的长篇文章
《关于相对性原理和由此得出的结论》，
文中第一次提到了有关广义相对论的内容。
1915年11月，
爱因斯坦先后发表四篇论文，
宣告广义相对论的诞生。
1916年，
爱因斯坦完成长篇论文
《广义相对论的基础》。
在《广义相对论的基础》一文中，
爱因斯坦首次将以前
适用于惯性系的相对论
称为狭义相对论，
把现在的新理论称为
广义相对论。
广义相对论是怎样建立的？
广义相对论的内容是什么？
广义相对论在人类思想方面
又有什么样的影响？
请看下回分解。
参考文献：
1、刘辽，赵峥，广义相对论，北京：高等教育出版社，2004
2、【美】爱因斯坦，狭义与广义相对论浅说，北京：北京大学出版社，2006
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◆对人类思想产生巨大影响的科学发现（一） ——
