爱因斯坦是如何推理出的狭义和广义相对论的？

爱因斯坦提出的狭义和广义相对论的内容是什么~

广义相对论是爱因斯坦继狭义相对论之后,深入研究引力理论,于1913年提出的引力场的相对论理论.这一理论完全不同于牛顿的引力论,它把引力场归结为物体周围的时空弯曲,把物体受引力作用而运动,归结为物体在弯曲时空中沿短程线的自由运动.因此,广义相对论亦称时空几何动力学,即把引力归结为时空的几何特性.
如何理解广义相对论的时空弯曲呢?这里我们借用一个模型式的比拟来加以说明.假如有两个质量很大的钢球,按牛顿的看法,它们因万有引力相互吸引,将彼此接近.而爱因斯坦的广义相对论则并不认为这两个钢球间存在吸引力.它们之所以相互靠近,是由于没有钢球出现时,周围的时空犹如一张拉平的网,现在两个钢球把这张时空网压弯了,于是两个钢球就沿着弯曲的网滚到一起来了.这就相当于因时空弯曲物体沿短程线的运动.所以,爱因斯坦的广义相对论是不存在“引力”的引力理论.
进一步说,这个理论是建立在等效原理及广义协变原理这两个基本假设之上的.等效原理是从物体的惯性质量与引力质量相等这个基本事实出发,认为引力与加速系中的惯性力等效,两者原则上是无法区分的；广义协变原理,可以认为是等效原理的一种数学表示,即认为反映物理规律的一切微分方程应当在所有参考系中保持形式不变,也可以说认为一切参考系是平等的,从而打破了狭义相对论中惯性系的特殊地位,由于参考系选择的任意性而得名为广义相对论.
我们知道,牛顿的万有引力定律认为,一切有质量的物体均相互吸引,这是一种静态的超距作用.
在广义相对论中物质产生引力场的规律由爱因斯坦场方程表示,它所反映的引力作用是动态的,以光速来传递的.
广义相对论是比牛顿引力论更一般的理论,牛顿引力论只是广义相对论的弱场近似.所谓弱场是指物体在引力场中的引力能远小于固有能,力场中,才显示出两者的差别,这时必须应用广义相对论才能正确处理引力问题.
广义相对论在1915年建立后,爱因斯坦就提出了可以从三个方面来检验其正确性,即所谓三大实验验证.这就是光线在太阳附近的偏折,水星近日点的进动以及光谱线在引力场中的频移,这些不久即为当时的实验观测所证实.以后又有人设计了雷达回波时间延迟实验,很快在更高精度上证实了广义相对论.60年代天文学上的一系列新发现：3K微波背景辐射、脉冲星、类星体、X射电源等新的天体物理观测都有力地支持了广义相对论,从而使人们对广义相对论的兴趣由冷转热.特别是应用广义相对论来研究天体物理和宇宙学,已成为物理学中的一个热门前沿.
爱因斯坦一直把广义相对论看作是自己一生中最重要的科学成果,他说过,“要是我没有发现狭义相对论,也会有别人发现的,问题已经成熟.但是我认为,广义相对论不一样.”确实,广义相对论比狭义相对论包含了更加深刻的思想,这一全新的引力理论至今仍是一个最美好的引力理论.没有大胆的革新精神和不屈不挠的毅力,没有敏锐的理论直觉能力和坚实的数学基础,是不可能建立起广义相对论的.伟大的科学家汤姆逊曾经把广义相对论称作为人类历史上最伟大的成就之一.
狭义相对论就是
狭义相对论是建立在四维时空观上的一个理论,因此要弄清相对论的内容,要先对相对论的时空观有个大体了解.在数学上有各种多维空间,但目前为止,我们认识的物理世界只是四维,即三维空间加一维时间.现代微观物理学提到的高维空间是另一层意思,只有数学意义,在此不做讨论.
四维时空是构成真实世界的最低维度,我们的世界恰好是四维,至于高维真实空间,至少现在我们还无法感知.一把尺子在三维空间里（不含时间）转动,其长度不变,但旋转它时,它的各坐标值均发生了变化,且坐标之间是有联系的.四维时空的意义就是时间是第四维坐标,它与空间坐标是有联系的,也就是说时空是统一的,不可分割的整体,它们是一种”此消彼长”的关系.
四维时空不仅限于此,由质能关系知,质量和能量实际是一回事,质量（或能量）并不是独立的,而是与运动状态相关的,比如速度越大,质量越大.在四维时空里,质量（或能量）实际是四维动量的第四维分量,动量是描述物质运动的量,因此质量与运动状态有关就是理所当然的了.在四维时空里,动量和能量实现了统一,称为能量动量四矢.另外在四维时空里还定义了四维速度,四维加速度,四维力,电磁场方程组的四维形式等.值得一提的是,电磁场方程组的四维形式更加完美,完全统一了电和磁,电场和磁场用一个统一的电磁场张量来描述.四维时空的物理定律比三维定律要完美的多,这说明我们的世界的确是四维的.可以说至少它比牛顿力学要完美的多.至少由它的完美性,我们不能对它妄加怀疑.
相对论中,时间与空间构成了一个不可分割的整体——四维时空,能量与动量也构成了一个不可分割的整体——四维动量.这说明自然界一些看似毫不相干的量之间可能存在深刻的联系.在今后论及广义相对论时我们还会看到,时空与能量动量四矢之间也存在着深刻的联系.
物质在相互作用中作永恒的运动,没有不运动的物质,也没有无物质的运动,由于物质是在相互联系,相互作用中运动的,因此,必须在物质的相互关系中描述运动,而不可能孤立的描述运动.也就是说,运动必须有一个参考物,这个参考物就是参考系.
伽利略曾经指出,运动的船与静止的船上的运动不可区分,也就是说,当你在封闭的船舱里,与外界完全隔绝,那么即使你拥有最发达的头脑,最先进的仪器,也无从感知你的船是匀速运动,还是静止.更无从感知速度的大小,因为没有参考.比如,我们不知道我们整个宇宙的整体运动状态,因为宇宙是封闭的.爱因斯坦将其引用,作为狭义相对论的第一个基本原理：狭义相对性原理.其内容是：惯性系之间完全等价,不可区分.
著名的麦克尔逊--莫雷实验彻底否定了光的以太学说,得出了光与参考系无关的结论.也就是说,无论你站在地上,还是站在飞奔的火车上,测得的光速都是一样的.这就是狭义相对论的第二个基本原理,光速不变原理.
由这两条基本原理可以直接推导出相对论的坐标变换式,速度变换式等所有的狭义相对论内容.比如速度变幻,与传统的法则相矛盾,但实践证明是正确的,比如一辆火车速度是10m/s,一个人在车上相对车的速度也是10m/s,地面上的人看到车上的人的速度不是20m/s,而是(20-10^(-15))m/s左右.在通常情况下,这种相对论效应完全可以忽略,但在接近光速时,这种效应明显增大,比如,火车速度是0.99倍光速,人的速度也是0.99倍光速,那么地面观测者的结论不是1.98倍光速,而是0.999949倍光速.车上的人看到后面的射来的光也没有变慢,对他来说也是光速.因此,从这个意义上说,光速是不可超越的,因为无论在那个参考系,光速都是不变的.速度变换已经被粒子物理学的无数实验证明,是无可挑剔的.正因为光的这一独特性质,因此被选为四维时空的唯一标尺.

相对论只是把时间和空间放在了同等的位置，由光速联系起来。在过去，大家都默认不同参考系下的时间是一样快的。但是事实是，如果你以很快的速度运动，那么你的时间就会跑的比地上的人的时间慢。
最先发现这一点的人其实是洛伦兹，但是他没有敢提出来。
简单考虑，在一辆列车上，有个人拿了个电筒，开电筒的瞬间，光以光速顺着火车前进的方向发射。而根据实验结果，地上的人看到的光也是以光速前进(本来应该是光速加车速，这就是光速不变带来的问题)。这样一来，过了一定时间后，地面的人发现光前进了比如5米吧，而车上的人认为光在车上也前进了5米，但是还有列车跑过的一段距离，所以他觉得地面上的人看到光应该跑过比5米大的距离。这时候问题来了，到底地面上的人看到到是5米还是大于5米？
爱因斯坦从另一个方向来考虑，就是假如车上的时间流逝得慢一些，那么地面看到光跑5米时，车上的光还没有跑到5米(时间变慢了)，这样加上列车的移动，也正好是五米。
光速不变是实验结论，所以爱因斯坦放弃了列车和地面的时间相同这一前提，导出了狭义相对论。这一假设同时给出了用地面时间和车速计算列车上的时间的方法。这个假设已经有人用铯原子钟在外太空做过实验了。
狭义相对论实际上是给出了一种时空几何关系。如果用虚数乘光速乘时间，就可以把时间和空间放在同等地位，就是放在一个坐标系里。它们构成的时空是平直的。比如一维平直空间是一条直线，二维平直空间就是一个平面等。而广义相对论的几何不在是平直的，比如把一个平面弄的凸出，或者凹陷，或者像气球表面那样弯曲。弯曲的程度是由那个时空附近的质量大小决定。在时空中，自由运动的物体总是走最短线，但是如果空间弯曲了，你就会发现本来走最短线的物体居然在做曲线运动。就像球面上的最短线其实是圆弧(不再是直线)。这种效应就是万有引力。
就是说，质量使时空发生了弯曲，这种弯曲使得物体偏离本来的运动方向，而在我们看来(我们只能看到空间部分)，就觉得物体是受到某种力的吸引。用几何方法算出来的结果和牛顿的万有引力公式近似得很好。
同时，广义相对论预言的光在大质量天体附近(因此时空弯曲很厉害)的偏转被天文学家观测得很多。这种现象被称为引力透镜(也叫爱因斯坦望远镜)，上网上输入这四个字就可以看到很漂亮的图片。
广义相对论在导航，卫星定位上也有重要应用，因为地球引力的影响，卫星的时间和地球的时间其实是不同步的。需要计算校正。
狭义相对论在高能物理上有重要应用，因为通常粒子都被加速得和光速差不多，这时粒子的时间和地面的时间差得很多。

是用数学方法和物理思想的有机结合推理出来义和广义相对论的。

提出了一个颠覆了人类一直以来所相信的事实，这就爱相对论，包含广义和狭义两部分，那么相对论这一篇在当时无人理解和无人相信的著作，究竟是怎么在100多年后令世人所震惊的呢？

在1915年的某一天，爱因斯坦用他超于常人的天赋和对物理学独到的理解，提出了一个前无古人后无来者的、一种全新的理论——广义相对论。通俗一点来讲就是“物质怎运动根据时空，而时空如何变化又取决于物质的这一种全新的理论。

爱因斯坦发现发现狭义相对论的关键所在：他相信绝对运动是不存在的，他只考虑到运动如何与电动力学结合结合起来的这种情况。没错，爱因斯坦就是一直想证明电动力学和不存在绝对时空观的这一理念，说简单点，就是住在如何解决牛顿力学和麦克斯韦电磁学的之间的关系，因此狭义相对论被他所发现。

爱因斯坦给出一个结论，狭义相对论适用的情况只能在惯性参考系这一范围内。然而，爱因斯坦必须把惯性系的范围延伸到非惯性参考系的范围，因而引力就是摆在他目前的一座大山，解决这个问题之后，广义相对论也就自然而然的就出来了。

这个观点在就算一直到现在，也没有多人完全理解。广义相对论这个结论过于颠覆传统，于传统理论背道而驰。在那个人们还相信经典天体力学的时代，爱因斯坦由一己之力，提出了超于那个时代的成果--广义相对论，。爱因斯坦不仅仅靠物理学让自己吃饱穿暖，前人栽树后人乘凉，让后来的科学家也都有了门路，在物理学上留下了浓墨重彩的一笔。

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芮城县17767878544： 爱因斯坦提出的狭义相对论和广义相对论是什么? - ？
柴香克林： 广义相对论的基本概念解释:广义相对论是爱因斯坦继狭义相对论之后,深入研究引力理论,于1913年提出的引力场的相对论理论.这一理论完全不同于牛顿的引力论,它把引力场归结为物体周围的时空弯曲,把物体受引力作用而运动,归结...

芮城县17767878544： 爱因斯坦是怎么把狭义相对论扩为广义相对论的? - ？
柴香克林： 狭义相对论只适用于做匀速直线运动的物体,而物体的运动绝不止匀速直线运动一种,还有其他的运动形式,所以爱因斯坦为了把相对论适用于其他的运动形式,就把狭义相对论

芮城县17767878544： 爱因斯坦的相对论为什么分狭义和广义？
柴香克林： 狭义相对论又称特殊相对论,广义相对论又称一般相对论. 狭义相对论 狭义相对论,是只限于讨论惯性系情况的相对论.牛顿时空观认为空间是平直的、各向同性的和各点同性的的三维空间,时间是独立于空间的单独一维(因而也是绝对的)...

芮城县17767878544： 爱因斯坦的广义相对论是如何证出的? - ？
柴香克林： 根据两个假设 等效原理和广义相对性原理证出来的,而且是第一次用张量方程描述物理定律

芮城县17767878544： 请问爱因斯坦的广义相对论和狭义相对论具体理论是什么?？
柴香克林：1905年爱因斯坦(1879——1955)发表了狭义相对论.这个理论指出在宇宙中唯一不变的是光线在真空中的速度,其它任何事物——速度、长度、质量和经过的时间,都随观察者的参考系(特定观察)而变化.这个理论形成了一个著名的公式...

芮城县17767878544： 爱因斯坦相对论 狭义 广义即指?？
柴香克林： 狭义相对论通常是指爱因斯坦在惯性系条件下,假设真空中光速恒定不为0、时间为各参照系的钟显示的数值、各参照系的物理规律有相同的表达形式(可以用系数拟合),推导出的一些规律. 广义相对论通常是指爱因斯坦将非惯性系的局部等...

芮城县17767878544： 爱因斯坦的广义相对论是怎么被证明的? - ？
柴香克林： 1919年,第一次世界大战结束的时候,马上有几个英国物理学家投入到了检验广义相对论理论的实验之中,这个实验就是星光偏折实验.星星,在夜空中眨着眼睛.其实,这些我们人类肉眼能看到的星星,至少离我们地球有几光年甚至更远.那么远的距离,对地球人来说,星星发过来的光就是一束平行光线.但是,因为地球是在太阳的引力场中运动的,所以我们可以使用广义相对论的语言:这束平行光线也是一根“类光测地线”.因为广义相对论使用的数学工具是微分几何学,所以测地线的方程很容易用微分几何的语言写出,因此可以从数学的角度来描述星光在引力场中的运动轨迹.

芮城县17767878544： 爱因斯坦的狭义相对论和广义相对论是什么? - ？
柴香克林： 下边的字全是我自己打上去的,没有一个字是从网上粘的,我是在认真的为你答题. 狭义相对论: 当时迈克尔莫雷实验得出了一个结论:光速恒定不变.但是根据经典力学,光速是不可能恒定不变的,举个例子,你的速度是V,光速是C,你去...

芮城县17767878544： 解释一下爱因斯坦相对论的内容? - ？
柴香克林：[答案] 爱因斯坦相对论是关于时空和引力的基本理论,主要由爱因斯坦(Albert Einstein)创立,分为狭义相对论(特殊相对论)和广义相对论(一般相对论).相对论的基本假设是相对性原理,即物理定律与参照系的选择无关.狭义相对论讨论的是匀速直线...

芮城县17767878544： 爱因斯坦提出广义相对论在历史上是怎样记述的? ？
柴香克林： 1915年12月,柏林普鲁士科学院的爱因斯坦教授提出了 有关时间、空间与引力性质的新理论.如果这个理论成立,那 么人类对宇宙的观念将会产生180度的改变.这个新理论是爱 因斯坦从他1905年发表的《狭义相对论》引伸出来的.狭义相对论认为并没有绝对的时间和空间,任何运动都是相对的, 而时间流逝的速率要视运动中的物体速度而定.爱因斯坦的新 理论“广义相对论”推翻了牛顿在200多年前提出的引力观 念.牛顿把引力视为一物体对另一物体所施的力;但根据广义 相对论之见,引力无疑是空间的一种属性,并;t赖物质作为媒 介而产生.