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114年前，現(xiàn)代物理學基本理論----狹義相對論正式誕生！共同致敬愛因斯坦！

1905年6月30日，年僅26歲的世紀物理學家兼一代偉人---阿爾伯特·愛因斯坦（Albert Einstein)在1790年發(fā)行的德國物理學期刊雜志---《物理年鑒》上發(fā)表了對后世造成深遠影響的狹義相對論。

或許大部分同學只聞其名卻未解其意，其實狹義相對論已經(jīng)滲透到我們的生活以及科學研究中，諸如GPS、原子彈爆炸，粒子加速器的制造和使用等都需要借助于相對論效應。如此偉大的理論，它的發(fā)展歷程自然不簡單，當然，這與愛因斯坦的哲學信念“整個自然界是統(tǒng)一的、和諧的”密不可分。

或許你不相信，狹義相對論的萌芽在愛因斯坦16歲時就已誕生。年輕的愛因斯坦剛剛接觸到電磁波，并對此產(chǎn)生了濃厚的興趣，繼而延伸到了光速，再到后來的麥克斯韋電磁理論，愛因斯坦正在一步步構建嶄新的物理學大廈。其實在發(fā)布狹義相對論之前，相對性原理已經(jīng)在力學中被廣泛證明，但是遺憾的是在電動力學中卻無法成立，因此愛因斯坦始終存在懷疑。他認為，相對性原理應該普遍成立，電磁理論對于各個慣性系應該不可避免地具有同樣的形式，但關鍵的是光速到底是不變的量還是可變的量，成為相對性原理是否普遍成立的首要問題。

就在狹義相對論發(fā)表的前一個月，愛因斯坦受到馬赫原理的啟發(fā)，這一個月的時間對于他來說不長，但對物理界來說卻是歷史性的一個月，這短短的一個月造就了一代物理學著作---狹義相對論的誕生。同年6月30日，愛因斯坦的論文《論動體的電動力學》發(fā)表，這也是世界上第一篇關于狹義相對論的著作。

這篇文章首次正式提出光速不變原理，建立了全新的時間和空間理論，否認了以太的必要性，并在新的時空理論基礎上給動體的電動力學以完整的形式，完全顛覆了人們的思考。愛因斯認為，由于相對論效應，正在運動的物體的長度會變短，并且運動物體的時間膨脹。但由于日常生活中所遇到的問題與光速相比，運動速度幾乎可以忽略不計，因此完全看不出相對論效應的實際表現(xiàn)。當然諸如此類，還有許多在現(xiàn)在看來都難以理解的概念。

狹義相對論大體上可以分為六大關鍵點：相對性原理的實驗檢驗；光速不變原理的實驗檢驗；時間膨脹實驗；緩慢運動媒質的電磁現(xiàn)象實驗；相對論力學實驗；光子靜止質量上限的實驗。

光速不變其實在狹義相對論問世之前早已有實驗證明，其它理論也大都有實驗證明，可以說狹義相對論的建立對物理學起到了巨大的推動作用，奠定了現(xiàn)代物理學的基礎。不過顧名思義，“狹義”表示它只適用于慣性參考系，因此在某些方面自然無法解釋，直到后來廣義相對論的出現(xiàn)，這里暫表不提。

有些人認為狹義相對論離我們太過遙遠，其實不然。相信大多數(shù)人都知道生活中十分常見的GPS其實就是和相對論息息相關，它其實就是著名的鐘慢效應，即運動的物體比靜止的物體時間過得慢，舉個例子說，運動時鐘的“指針”行走的速率比時鐘靜止時的速率慢，最現(xiàn)實的場景就是在赤道上的鐘表時間比在地球極點的時鐘慢，而且它已經(jīng)被證實。

因此在太空運行的衛(wèi)星的時間要比地球上的時間慢（-7.2 μs/日），因此這些衛(wèi)星就需要在一定的時間內就需要應用相對論理論進行時間差值的抵消，否則就無法與地球上的時間、位置進行精準同步。

再次致敬一代偉人----愛因斯坦！