我們眼中的世界，真實(shí)、清晰、確定，但是那是在我們不去思考這一切司空見慣是為什么的情況下。這就像你站在一座謎一般的城堡外面的時(shí)候，你看到的是確定的一座建筑，但只要你對(duì)這座建筑感興趣，你就有可能會(huì)仔細(xì)觀察，提出一個(gè)一個(gè)的問(wèn)題。
但是很多人，可能提出一個(gè)又一個(gè)的問(wèn)題，都沒有找到進(jìn)入這座城的那扇門，而偶爾有幾個(gè)奇跡般的人找到了那扇門，并帶領(lǐng)著我們把它打開的時(shí)候，可能會(huì)發(fā)現(xiàn)，門里邊面對(duì)的是更多的門，仍等待著我們?nèi)ラ_啟，我們對(duì)這座城還是一無(wú)所知。
在21世紀(jì)，科學(xué)探索已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，給這個(gè)世界帶來(lái)翻天覆地的變化，但是我們發(fā)現(xiàn)，我們就像剛剛進(jìn)入一座迷宮，根本沒有得到多少實(shí)際的東西，總是面對(duì)著一扇扇的未解之門，它們都有待開啟。而在開啟一扇門之后，才知道在這扇門后藏著更多的門，等待著我們?nèi)ラ_啟，我們還是對(duì)這座城堡一無(wú)所知。
它的矛盾之處就在于，你對(duì)它一無(wú)所知的時(shí)候，會(huì)滿含信心，覺得自己可以做到無(wú)所不知，但一旦你對(duì)它知道了一點(diǎn)之后，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)自己有多無(wú)知，而且你知道的越多，越發(fā)會(huì)感覺自己的無(wú)知。這就是宇宙的奧妙與神秘之處，它就像一個(gè)惡意的玩笑，沒有結(jié)果、沒有盡頭、沒有對(duì)錯(cuò)，每一次認(rèn)知的提升都是對(duì)前一次認(rèn)知的顛覆，而非補(bǔ)充！
古時(shí)候人們笑話南轅北轍，現(xiàn)在可能有人會(huì)笑話你不知道終點(diǎn)就是原點(diǎn)，世界沒有對(duì)錯(cuò)，只有你對(duì)認(rèn)知的局限！相對(duì)論是什么？沒有人真正知道。因?yàn)樗鞘澜缟弦粋€(gè)難懂的物理學(xué)概念，如果人人都懂了，它就有可能再一次被完全顛覆，顯然，現(xiàn)在還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是時(shí)候。
正因?yàn)槟悴欢?，它又被這個(gè)世界證實(shí)完全正確，它才是那么迷人。相對(duì)論是愛因斯坦提出來(lái)的，在愛因斯坦之前，牛頓發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力，改變了整個(gè)人類對(duì)世界的看法，但是相對(duì)論完全顛覆了萬(wàn)有引力，它甚至可以將萬(wàn)有引力的影響忽略不計(jì)。經(jīng)過(guò)所有后來(lái)的研究結(jié)論和觀測(cè)事實(shí)證明，愛因斯坦的相對(duì)論是正確的，但這并不妨礙牛頓萬(wàn)有引力的正確。難道你不覺得這是矛盾的嗎？所以這這就是探索的迷人之處，你既可以否定它，但是又你不得不肯定它。
相對(duì)于牛頓的萬(wàn)有引力，愛因斯坦的相對(duì)論更難懂，用愛因斯坦本人的話說(shuō)，“世界上可能只有12個(gè)人能夠看懂相對(duì)論”，而這12個(gè)人僅僅只是有可能？那相對(duì)能究竟講了些什么，又為什么這么難懂呢？
事隔相對(duì)論橫空出世100多年之久，錢物理學(xué)家、現(xiàn)科學(xué)作家萬(wàn)維鋼先生在《相對(duì)論究竟是什么》這本書中，像我們?cè)敿?xì)的闡述了相對(duì)論理論的橫空出世，以及對(duì)世界原有認(rèn)知的顛覆，既包括了相對(duì)論的所指內(nèi)容，也有它逐漸被后來(lái)的事實(shí)被證明正確的結(jié)果。
一、狹義相對(duì)論
相對(duì)論有兩個(gè)理論，一個(gè)是狹義相對(duì)論，一個(gè)是廣義相對(duì)論。
狹義相對(duì)論是愛因斯坦在1905年提出來(lái)的，那一年許多顛覆認(rèn)知的觀點(diǎn)被愛因斯坦像寫專欄一樣的發(fā)表了出來(lái)，那一年被稱為了“愛因斯坦奇跡年”。
狹義相對(duì)論的觀點(diǎn)是：一切勻速直線運(yùn)動(dòng)或者靜止的坐標(biāo)系下，物理定律都是一樣的。
這個(gè)怎么理解呢？
我們知道牛頓定律說(shuō)，在沒有外力作用的情況下，任何一個(gè)物體將會(huì)保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或者靜止。力不是使物體運(yùn)動(dòng)，而只是改變物體的運(yùn)動(dòng)方式（運(yùn)動(dòng)或靜止、勻速或變速）。
我們說(shuō)一個(gè)物體運(yùn)動(dòng)或靜止，是相對(duì)于一個(gè)參照物來(lái)說(shuō)的，選擇不同的參照物，看同一個(gè)物體就會(huì)有不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以我們可以這樣說(shuō)，這個(gè)世界上沒有絕對(duì)的靜止也沒有絕對(duì)的運(yùn)動(dòng)，一切都是相對(duì)的。
就比如速度，你的速度只能是，你當(dāng)時(shí)做某件事用去的時(shí)間，跟你當(dāng)時(shí)做的事情的總量之比，所以每個(gè)人有每個(gè)人的速度，每件事情有每件事情的速度，一個(gè)人在不同的時(shí)間段做的相同事情，也會(huì)有不同的速度。
然而，在科學(xué)家的測(cè)算中，光速永遠(yuǎn)不變。這在我們的常識(shí)認(rèn)知中，怎么可能？！但無(wú)論如何計(jì)算，如何觀測(cè)，最終的結(jié)果就是這么反常。
既然光速永遠(yuǎn)不變，那么就只能夠是總路程和總時(shí)間進(jìn)行了變化，為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況呢？
狹義相對(duì)論就解決了這個(gè)問(wèn)題。因?yàn)榭臻g尺寸是相對(duì)的。
愛因斯坦用狹義相對(duì)論證明了時(shí)間膨脹和長(zhǎng)度收縮這兩個(gè)效應(yīng)。
因?yàn)榭臻g的長(zhǎng)短也好，時(shí)間的快慢也好，都跟坐標(biāo)系有關(guān)。不同坐標(biāo)系中的觀測(cè)者看到的時(shí)間和空間是不一樣的。高速運(yùn)動(dòng)的物體時(shí)間會(huì)變慢，高速運(yùn)動(dòng)的物體距離會(huì)縮短。
既然時(shí)間和距離在不同的空間可以變化，那么光速不變就可以理解了。但是我們平常所做的事情，所走的路程等等問(wèn)題為什么會(huì)出現(xiàn)一個(gè)不停變化著的相對(duì)速度呢？
那是因?yàn)槲覀兪窃谝环N低速的運(yùn)行空間和環(huán)境之下，我們從沒有試著達(dá)到光速和接近光速這樣的速度，而如果一旦高速運(yùn)動(dòng)到接近光速，時(shí)間和空間就有可能發(fā)生改變。
光速是299，792，458米/秒，沒有任何速度會(huì)超過(guò)光速。所以光速在所有坐標(biāo)下都是一樣的。
這就是像在說(shuō)，我們這個(gè)宇宙其實(shí)是一個(gè)計(jì)算機(jī)模擬，因?yàn)橄到y(tǒng)的計(jì)算能力有限，所以必須給光速設(shè)一個(gè)上限。任何物體一旦接近或達(dá)到光速，就會(huì)發(fā)生時(shí)間、距離、質(zhì)量的改變。
也許大家對(duì)時(shí)間和空間改變最感興趣的就是時(shí)空穿越了，它是如何做到同時(shí)又不同時(shí)的？
這里我們必須要知道有一個(gè)叫做“光錐”的概念。以現(xiàn)時(shí)為起點(diǎn)，它有一個(gè)過(guò)去也有一個(gè)未來(lái)，在光錐之內(nèi)發(fā)生的事件，與現(xiàn)時(shí)的世界，它有一個(gè)先后的順序。但在光錐之外所發(fā)生的事件，與現(xiàn)時(shí)事件，沒有任何邏輯上的限制，它可以發(fā)生在任何時(shí)候。
就比如《枕上書》的阿蘭若事件。鳳九進(jìn)入阿蘭若之夢(mèng)，她必須按照阿蘭惹的生命軌跡運(yùn)行，這包括所有進(jìn)入阿蘭若之夢(mèng)的人和事，所以連帝君也不能突破這層限制。
但是在阿蘭若夢(mèng)境之外的人或事，這完全不受其控制，它可以發(fā)生在阿蘭若之夢(mèng)的任何時(shí)候。比如夢(mèng)外等候的連三殿下和小燕魔君。
所以這個(gè)同時(shí)不同時(shí)也是相對(duì)的，它相對(duì)于的是“光維”。
光速永遠(yuǎn)無(wú)法超越，任何速度都不可能超過(guò)光速，如果是超高速運(yùn)動(dòng)，就會(huì)發(fā)生時(shí)間和距離的改變。光速永遠(yuǎn)不變，高速運(yùn)動(dòng)的物體，質(zhì)量會(huì)變重而無(wú)法永遠(yuǎn)加速。
這就是狹義相對(duì)論的原理，一切勻速直線運(yùn)動(dòng)或者靜止的坐標(biāo)系下，物理定律都是一樣的。突破了牛頓定律專指在沒有外力作用的情況下，一個(gè)物體會(huì)保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或者靜止的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，而擴(kuò)大到所有坐標(biāo)系下，一切物理定律都一樣。
相同是一定的，不同只是相對(duì)的。如果雙方打破對(duì)方的時(shí)空，才會(huì)感覺到這種變化。就如鳳九不進(jìn)入阿蘭若之夢(mèng)，她感覺到的時(shí)光流逝和連三殿下是一樣的，但是當(dāng)她進(jìn)入阿蘭若夢(mèng)境之后再回來(lái)，就不同了。她在阿蘭若夢(mèng)境里面，經(jīng)歷的是阿蘭若的一生，而連三公子在夢(mèng)境之外經(jīng)歷的時(shí)間只以天計(jì)。
這就是同時(shí)不同時(shí)的奧妙，因?yàn)樗麄冊(cè)诓煌瑫r(shí)空當(dāng)中。
二、廣義相對(duì)論
狹義相對(duì)論證明了一切勻速直線運(yùn)動(dòng)或者靜止的坐標(biāo)系下，物理定律都是一樣的。這已經(jīng)夠讓人震撼的，但是愛因斯坦就是愛因斯坦，他并不滿足于此，他希望把這個(gè)理論再向前推進(jìn)一步，獲得更統(tǒng)一的宇宙觀。
不負(fù)所望，十年后，愛因斯坦的廣義相對(duì)論再次橫空出世，震撼了整個(gè)世界。
廣義相對(duì)論是指：在所有的坐標(biāo)系上，物理定律都是一樣的。
這怎么可能？！
在狹義相對(duì)論，坐標(biāo)是有條件的，它必須是在勻速直線或靜止的坐標(biāo)系內(nèi)，但是這一次，愛因斯坦把她推到了“在所有坐標(biāo)系”這一個(gè)前所未有的廣度上。
這一次他是從自由落體開始研究。
很多科學(xué)家都觀測(cè)過(guò)，一輕一重的兩個(gè)鐵球從高空落下，他們會(huì)同時(shí)著地。這說(shuō)明在引力作用下，所有物體的加速度都是一樣的，為什么會(huì)這樣呢？
我們計(jì)算一個(gè)物體的引力的時(shí)候，需要用這個(gè)物體的質(zhì)量乘以引力系數(shù)，但是如果說(shuō)如果說(shuō)引力與物體的質(zhì)量有關(guān)，為什么所有物體的加速度都是9.8m/s2，卻與物體的質(zhì)量沒有關(guān)系呢？
也就是說(shuō)為什么慣性質(zhì)量等于引力質(zhì)量呢？
站在地面上，你能實(shí)實(shí)在在的感受到引力的存在，但是，你只要隨便進(jìn)行一個(gè)自由落體的運(yùn)動(dòng)，引力對(duì)你來(lái)說(shuō)就不存在。如果說(shuō)一個(gè)東西是真實(shí)存在的，他又怎么可能在靜止坐標(biāo)系下就有，在一個(gè)加速坐標(biāo)系上就沒有了呢？
愛因斯坦用一個(gè)測(cè)地線原理，解釋了這種情況。
測(cè)地線原理：在任何平面內(nèi)，兩點(diǎn)之間都有一條最直的線。
我們知道在一個(gè)很平的平面之內(nèi)，兩點(diǎn)之間直線最短。但是這一個(gè)曲面的平面之上，兩點(diǎn)之間我們也可以確定一條最直的線，證明它最短。所以任何面兩點(diǎn)之間，都可以確定一條最直的線，并且得知這條最直的線，它的距離是最短的。
因此這就解釋了，為什么兩個(gè)不同質(zhì)量的物體，它引力的加速度都是一樣的。因?yàn)閹缀醪淮嬖谝?，自由落體不是在外力影響的情況下運(yùn)動(dòng)，而是一個(gè)物體總是會(huì)沿著時(shí)空中它的測(cè)地線運(yùn)動(dòng)，是一種自然的運(yùn)動(dòng)形式。
這說(shuō)明了什么呢？
說(shuō)明了時(shí)空是彎曲的。
廣義相對(duì)論認(rèn)為，一個(gè)有質(zhì)量的物質(zhì)，會(huì)彎曲它周圍的時(shí)空。
一個(gè)有質(zhì)量的物體，不僅僅在彎曲著時(shí)空。而且在它彎曲著周圍時(shí)空的同時(shí)，也在受其它有質(zhì)量的物體彎曲的時(shí)空下運(yùn)動(dòng)。不同質(zhì)量的物體，只是彎曲時(shí)空的程度不同而已。時(shí)空的形狀由所有這些物質(zhì)共同決定，然后所有物質(zhì)都沿著自己周圍時(shí)空的測(cè)地線運(yùn)動(dòng)。
所以說(shuō)這個(gè)世界上幾乎就不存存著引力，所謂自由運(yùn)動(dòng)只是因?yàn)闀r(shí)空的彎曲。說(shuō)的嚴(yán)格一點(diǎn)，在局部，引力根本就不存在，在大尺度范圍，引力根本就不是力，而是一種如自由落體一樣的自由運(yùn)動(dòng)。
也就是說(shuō)，自由落體運(yùn)動(dòng)，跟直線運(yùn)動(dòng)、跟靜止，沒有本質(zhì)區(qū)別。
為什么引力質(zhì)量會(huì)正好等于慣性質(zhì)量，為什么一處輕一重的兩個(gè)鐵球會(huì)同時(shí)著地？廣義相對(duì)論給出了解釋：因?yàn)橹灰|(zhì)量沒有達(dá)到能夠跟地球相提并論、足以顯著影響周圍時(shí)空的形狀的程度，測(cè)地線就只跟物體的初始速度有關(guān)，跟質(zhì)量無(wú)關(guān)。
但廣義相對(duì)論要解決的唯一問(wèn)題就是：時(shí)空真的是彎曲的嗎？
我們可以這樣假設(shè)：
1、月亮圍繞地球轉(zhuǎn)，地球圍繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)，太陽(yáng)圍繞銀河系轉(zhuǎn)，這一切都是引力在起作用，那么引力場(chǎng)就足夠強(qiáng)，宇宙空間就會(huì)漸漸縮小，直到最后它就會(huì)形成一個(gè)球面。
2、而如果引力場(chǎng)比較弱，宇宙物質(zhì)就會(huì)不斷分散，形成一個(gè)如馬鞍轉(zhuǎn)的曲面。
3、如果引力不大不小，與在宇宙中另一種斥力保持平衡，宇宙空間就會(huì)是一張平直的空間。
然而在后來(lái)，有兩位科學(xué)家觀測(cè)到了宇宙的紅移現(xiàn)象，證明了每個(gè)星體都在逐漸遠(yuǎn)離，這就說(shuō)明了宇宙中引力場(chǎng)非常弱。既然宇宙星體是一個(gè)越來(lái)越分散的狀態(tài)，這正好說(shuō)明了宇宙空間就是一個(gè)曲面！
這完全合乎愛因斯坦的猜想，事實(shí)再一次證明了愛因斯坦的正確性。
那為什么在我們生存的這個(gè)地球上引力是起作用的呢？因?yàn)槲覀兯诘氖且粋€(gè)極小的、低速運(yùn)轉(zhuǎn)的局部空間，引力當(dāng)然是起作用的，但是在整個(gè)宇宙中來(lái)說(shuō)，引力是非常小的，幾乎可以忽略不計(jì)，它并不能決定所有的宇宙運(yùn)動(dòng)。
大多數(shù)的高質(zhì)量的物體運(yùn)動(dòng)，都不是靠引力決定的，而是近似于一種自由落體的運(yùn)動(dòng)。因?yàn)榭臻g是一個(gè)不規(guī)則的曲面，物體的運(yùn)動(dòng)速度并不一定要靠外力來(lái)實(shí)現(xiàn)。就像水可以自由地留下任一個(gè)方向，但是卻不是向四面流淌的，它只會(huì)永遠(yuǎn)選擇一個(gè)方向，一次又一次的從這個(gè)方向流出去開拓新的進(jìn)程。這也許跟測(cè)地線原理毫無(wú)二致。
相對(duì)論博大精深、晦澀難懂，但是也并不一定非常難懂，只不過(guò)是要稍稍顛覆一下你的世界觀，只要你接受時(shí)空尺寸是相對(duì)的，你就能接受狹義相對(duì)論，只要你接受時(shí)空是可以彎曲的，你就能接受廣義相對(duì)論。
因?yàn)檫@些駭人聽聞的猜想，是我們以前想都不敢想的事情，但是愛因斯坦卻想到了。但更詭異的是，不僅愛因斯坦想到了，而且還被后來(lái)的科學(xué)觀測(cè)和研究事實(shí)證明了愛因斯坦是對(duì)的。
這種匪夷所思，你接受，也就懂了它，你不接受，你就永遠(yuǎn)都不會(huì)明白。但事實(shí)是，不管你接不接受，世界就是這樣子的，他不需要你的選擇和認(rèn)可，就真真實(shí)實(shí)的擺在你的面前。
螞蟻怎么能夠理解山崩地裂的大運(yùn)作？這就如我們?cè)趺茨軌蚶斫庥钪娴倪\(yùn)行一樣。我們不懂，只是因?yàn)橄鄬?duì)于宇宙來(lái)說(shuō)，我們太渺小。
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