這個必須要專業(yè)知識的
相對論沒有基本公式,只要知道了基本假設(shè),就可以得到所有的公式
狹義相對論：解決了慣性參考系的坐標(biāo)變換問題,就是不同的速度的觀測者觀測同一個過程,會發(fā)生什么.
可能你覺得慣性參考系這個名詞太陌生,那么,我就通俗一點說咯
就是說,站在地面上的人,看運動的火車上的事情,是什么樣子的.
在愛因斯坦之前,大家都認(rèn)為這是具有等時性和等長性的.什么意思呢?
等時性是說,火車上發(fā)生兩件事情的時間差,和火車外看到這兩件事情的時間差相同.例如,你在火車上計時,看小球從釋放到掉落到地上所需要的時間,和你在地面上計時,從看到小球釋放到看到小球落地（不計光速哦）的時間,是一樣的.
等長性是說,火車上一個東西長一米,你在地面上站著看到它的長度也是一米.
這兩個性質(zhì)大家一直堅信不疑,直到有了麥克斯韋方程組.為什么呢?因為麥?zhǔn)戏匠探M是可以計算得到光速的.我們知道,在勻速運動的火車上（假設(shè)沒有任何振動,火車非常平穩(wěn)）的人,如果把窗簾都拉上,不論用什么方法,做什么物理實驗,他都是無法知道他是不是在移動的.地球轉(zhuǎn)地如此之快,我們也感覺不到就是這個原因,這叫做相對性原理,就是說所有慣性參考系內(nèi)遵守的物理原理沒有任何差別.
可是這下就搞了,根據(jù)麥?zhǔn)戏匠炭梢杂嬎愎馑?光速和發(fā)射光的物體的速度無關(guān).再根據(jù)相對性原理,所有的參考系中的光速都是相同的,也就是說,同一束光,在火車上的儀器測出的速度和在地面上的儀器測出的速度,應(yīng)該是一樣的.
可是這就不能保證等長和等時性了.比如,火車上光和火車運動方向相同,從a走到b點長度l,用了t秒的時間,如果等長等時的話,從地面上看,這個光走了l+vt的長度（因為還要加上火車走的距離）那么,在火車上測得光速 l/t ,在地面上就是l/t + v ,不一樣了.
要是其他東西的速度還好,并沒有一個物理規(guī)律可以確定其速度.可是光很討厭,麥?zhǔn)戏匠檀_定了它的速度就應(yīng)當(dāng)是一個值,不變的,不管發(fā)射物體的速度是多少.
好了,現(xiàn)在這樣三個物理學(xué)基本的部分沖突了
1、相對性原理
2、麥?zhǔn)戏匠探M
3、等長等時性變換（滿足這個性質(zhì)的變換叫做伽利略變換,可以查一下,不理解的話,就看上面我給你寫的等長和等時的解釋）
好了,愛因斯坦來了,他認(rèn)為,1、相對性原理肯定是對的,2、麥?zhǔn)戏匠桃彩菍Φ?那么不好意思,3、等長等時性就是錯的.其實在愛因斯坦之前,洛侖茲就找到了一個不等長等時的變換叫做洛侖茲變換,可以保證麥?zhǔn)戏匠桃恢背闪?
所以愛因斯坦就選擇了這個變換作為描述世界的規(guī)律.然后從這個變換出發(fā),推導(dǎo)出了一系列結(jié)論,最著名的就是 E=mc^2,這個結(jié)論是利用質(zhì)量的洛倫茲變換得到的.就是一個東西跑得越快,看起來它的質(zhì)量就越大,相對于靜止時,其額外獲得的動能和多出來的質(zhì)量就滿足E=mc^2,而這其實是所有能量和質(zhì)量的變換關(guān)系.至于怎么精確推導(dǎo),你可以去看力或者加速度的洛倫茲變換.
但是這時候,還有個問題要說一下.如果我們認(rèn)為伽利略變換是錯的,那么牛頓定律就錯了.其實是這樣,牛頓第二定律在高速下失效,因為質(zhì)量不再是定值.這個可以用E=mc^2來修正.最后,愛因斯坦確定的描述世界的基本規(guī)律是:
1、相對性原里
2、麥?zhǔn)戏匠?修正過的牛頓方程（不修正就錯了）
3、洛侖茲變換（就是一種不等長也不等時的變換,可以百度一下看看）
這就是狹義相對論的基本內(nèi)容.這個東西被稱作相對論,就是因為愛因斯坦推導(dǎo)的時候堅信,相對性原理一定是對的.
廣義相對論就麻煩一點,它是解決引力問題的.
剛剛說了勻速平穩(wěn)的火車上拉上窗簾你就完全無法知道你在往哪里走了,這叫做相對性原理.物理一點的描述是,所有慣性系里面遵守的物理規(guī)律完全相同.
那么如果不是這樣呢?例如拐彎的火車,我們就能感覺到火車在往哪里拐,因為有往外“甩”的感覺.這是因為有加速度.
可是,如果恰好有引力抵消這個“甩”的感覺的時候呢
比如,神州飛船上天,繞地球運動,應(yīng)該很快,應(yīng)該有“甩”的感覺,但是恰好,這個“甩”的感覺與地球引力抵消了,所以宇航員覺得失重,既沒有向外甩也沒有向里的引力.
愛因斯坦認(rèn)為,這個兩種作用應(yīng)該是完全抵消的,就是說,神州飛船上的人滿足的所有物理規(guī)律也和不動的人一樣.
好,我們比較一下哦,下面三種情況下遵守的物理規(guī)律一樣.
1、完全靜止的物體
2、勻速運動的物體
3、離心力恰好抵消引力的物體
因為前兩種一樣,所以我們說,沒有絕對的運動和絕對的靜止.就是說,既然大家遵守的規(guī)律都一樣,那說誰是靜止的就行了,反正無法分辨.
可是第三種呢?愛因斯坦說了,這第三種嘛,其實和第二種是一樣的.因為引力是不存在的,物體感受到引力只是因為大質(zhì)量物體旁邊的空間是扭曲的,你在這個空間里做勻速運動,在外面看來就是加速運動了（例如圓周運動或者落體運動.）在扭曲的空間里做勻速運動,就好像是在平坦的空間里做受到引力作用而導(dǎo)致的圓周運動或者落體運動,這就是廣義相對論的基本內(nèi)容.
用空間扭曲代替引力來解釋為什么地球圍著太陽轉(zhuǎn),就是廣義相對論的基本內(nèi)容了.其實它是基于對相對性原理的擴(kuò)展
原本的相對性原理只是針對 相互之間是勻速運動關(guān)系 的兩個系統(tǒng)做出解釋,認(rèn)為他們遵守相同的規(guī)律
愛因斯坦把它擴(kuò)展到了 受到引力作用做變速運動 的坐標(biāo)系,認(rèn)為他們也和上面的系統(tǒng)一樣,遵守相同的規(guī)律.
因為是對相對性原理的擴(kuò)展,所以叫做廣義相對論.
其實,相對性原理和相對性原理的擴(kuò)展,是地球不是宇宙中心的必然推論.
地球不是宇宙中心,那么它肯定在動吧,那么地球人所研究出的規(guī)律怎么從來不能給出一個確切地速度說我們到底動多快呢?這就是因為狹義相對論所用到的相對性原理,不管你動多快,遵守的物理規(guī)律相同,所以地球人無法知道自己是不是宇宙中心.
可是,既然你不是宇宙中心,你總歸是在轉(zhuǎn)吧,為什么我們感受不到你的轉(zhuǎn)動呢?自轉(zhuǎn)還好,能感覺到,公轉(zhuǎn)也行,能根據(jù)潮汐感覺到一點,可是繞銀河中心的旋轉(zhuǎn)呢,銀河繞更大星系中心的旋轉(zhuǎn)呢?這個旋轉(zhuǎn)超級快,應(yīng)該有超強的離心力的呀,怎么我們還是感覺不到?這就是因為,相對性原理可以推廣到受到引力作用而運動的坐標(biāo)系上.
好,這就是相對性原理和相對性原理被愛因斯坦的擴(kuò)展,和狹義、廣義相對論了.
說實話,給一個沒有很大基礎(chǔ)的人,一句話能解釋,就不是曾經(jīng)世界上只有幾個人能懂的相對論了.
如果真要一句話解釋的話,
狹義相對論是堅信相對性原理（勻速運動的和靜止的滿足完全相同的物理規(guī)律）是對的,其他理論都要修正（結(jié)果修正了坐標(biāo)變換,從伽利略變換修正為洛侖茲變換,又修正了牛頓第二定律的質(zhì)量）,所得到的理論.
廣義相對論是根據(jù)擴(kuò)展的相對性原理（受到引力作用沿引力決定的軌道運動的物體和靜止的物體以一樣滿足相同的物理定律,所以它相當(dāng)于是在扭曲的空間里面做勻速運動.）推導(dǎo)出的一套規(guī)律,主要是針對引力的規(guī)律