狹義相對論與廣義相對論有什么區(qū)別？ _廣義相對論

施郁

（復(fù)旦大學(xué)物理學(xué)系教授）

謝謝邀請。

狹義相對論是在光速不變的前提下，要求物理定律在任何慣性參照系都成立。參照系就是指觀察者。所謂慣性參照系，就是說，在這個參照系里，如果物體沒有受到外力，會保持勻速運動或者靜止的狀態(tài) 。

但是一個慣性參照系本身相對另一個參照系也可以是運動的，所以在愛因斯坦之前，人們都認為，物體相對于一個慣性參照系的速度加上這個慣性參照系本身相對于另一個慣性參照系的速度，就是物體相對于后一個慣性參照系的速度。但是，相對于每個參照系的運動服從的物理定律都是一樣的。這可以叫做伽利略相對論。比如，“舟行而不覺” 。

但是，在不同的慣性參照系中，光速卻是一樣的。愛因斯坦當(dāng)年經(jīng)過多年的思考覺得應(yīng)該這樣，另一方面，光速不變也是邁克爾孫-莫雷實驗的結(jié)果。

為了光速不變，結(jié)果參照系之間的左邊和速度變換就都變了。速度的變換不是伽利略變換那樣簡單的相加了。時間也依賴與參照系了！然后就有一個后果，時間和空間成為一個整體。兩個事件的時空間隔在不同的參照系是一樣的。

狹義相對論局限于慣性參照系，參照系本身不加速，沒有引力。廣義相對論則將相對性原理推廣到可以是加速的參照系，又通過引力與慣性的等效，將引力納入了相對論的框架。所以廣義相對論成為一個引力理論。

其他網(wǎng)友觀點

狹義相對論指明，在任何慣性參考系中，物質(zhì)的自然規(guī)律都相同。另外是光速不變原理，在任何慣性系中，真空中的光速都相同。總的來說狹義相對論闡述了質(zhì)能方程，解釋了物質(zhì)和能量的關(guān)系。而廣義相對論闡述了慣性質(zhì)量就是引力質(zhì)量，解釋了引力的本質(zhì)就是時空彎曲，并預(yù)言了引力波等物理現(xiàn)象，是對狹義相對論的更深更高的銓釋和闡述。這是我的觀點，謝邀。

其他網(wǎng)友觀點

答：兩者最大的不同是，狹義相對論只適用于慣性系；而廣義相對論適用于任何參考系，包括非慣性系。

我來解釋下慣性系，指的是牛頓力學(xué)成立的參考系。用不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑捳f，就是做勻速直線運動的參考系，只不過你的勻速直線運動，必須是相當(dāng)于慣性系作為參考系。

文章插圖

然后我們來看狹義相對論和廣義相對論的基本假設(shè)，當(dāng)然叫做原理也是可以的。

狹義相對論的兩個基本假設(shè)：一、狹義相對性原理：任何慣性參考系中，自然規(guī)律都相同。二、光速不變原理：任何慣性系中，真空中的光速c都相同。狹義相對論就是建立在這兩條基本假設(shè)之上的，由此推出著名的質(zhì)能方程，時間收縮原理等，當(dāng)從一個慣性系變換到另一慣性系時，將滿足洛倫茲變換，而不是伽利略變換。