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给孩子的宇宙科学-013用爱因斯坦的脑洞理解世界

这一期课里面呢，我们谈一下世界上最美的理论，以及爱因斯坦的最美的理论中间包含有两个部分。第一个部分呢是狭义相对论，第二个部分呢是广义相对论。狭义相对论和广义相对论的区别以及为什么我们把相对论叫做世界上最美的理论？上个世纪初，一九零五年爱因斯坦的奇迹年，他发现了效益相当。论。之后又过了十年，他发现了广义相对论。我们在谈时间的时候提到光速，光速不变，也就是说你不论以多快的速度来追光，你永远追不上光。无论你在火车里面还是在宇宙飞船里面，你看到的光速都是一样的，这是狭义相对论建立的前提，我们也谈到了为什么说当一个钟运动的时候时间会变短，你将一个钟放在黑洞边缘的时候，时间会变慢。前者是狭义相对论的效应，后者是广义相对论的效应。

也就是说在狭义相对论中并不存在黑洞，黑洞的存在的前提是需要万有引力，因为万有引力的存在质量会改变时间和空间。而在狭义相对论中，时间和空间本身与物质无关。虽然时间和速度有关，空间也和速度有关，但是时间和空间本身与物质本身无关。有了黑洞之后，时间会变慢。也就是说在广义相对论中，时间的流逝在不同的地点是不一样的。而在狭义相对论中，所有空间上的点、时间的流逝的速度都是相同的，而时间的变化只是在不同的参照系里面。也就是说当你在地球上静止的时候，或者是你坐宇宙飞船的时候，时间才会发生变化。而不是说在不同的空间、地点、时间不一样，这就是狭义相对论和广义相对论的区别。接下来。那我们谈谈开开脑洞，谈谈光速如果变化会发生什么。

因为在爱因斯坦的相对论中，光束是恒定的，但是我们不妨设想，给定一个理论，给定狭义相对论，我们改变改变光束。我们先从爱因斯坦谈起。一九零五年，作为一位年轻的专利局三级技术员，爱因斯坦已经在伯尔尼工作了四年了。爱因斯坦不仅成为一个称职的电子器件专利评估员，还在第二年结了婚，第三连胜了他的长子。第四年是最为奇迹的一年，他终于想清楚了好几件事儿，每一件事呢都值得任何其他物理学家骄傲一辈子。在所有这些事情中间，最初。名的就是相对论。严格说来，类似爱因斯坦也不知道有这么一个名字，他将他的理论称为电动力学。后来我们知道，这是一个关于时间和空间的理论……