相对论

context: 相對論是關於時空和重力的理論，主要由愛因斯坦創立，依其研究對象的不同可分為狹義相對論和廣義相對論。相對論和量子力學的提出給物理學帶來了革命性的變化，它們共同奠定了現代物理學的基礎。相對論極大的改變了人類對宇宙和自然的常識性觀念，提出了同時的相對性、四維時空、彎曲時空等全新的概念。不過近年來，人們對於物理理論的分類有了一種新的認識—以其理論是否是決定論的來劃分古典與非古典的物理學，即非古典的＝量子的。在這個意義下，相對論仍然是一種古典的理論。傳統上，在愛因斯坦剛剛提出相對論的初期，人們以所討論的問題是否涉及非慣性參考系來作為狹義與廣義相對論分類的標誌。隨著相對論理論的發展，這種分類方法越來越顯出其缺點—參考系是跟觀察者有關的，以這樣一個相對的物理對象來劃分物理理論，被認為不能反映問題的本質。目前一般認為，狹義與廣義相對論的區別在於所討論的問題是否涉及重力，即狹義相對論只涉及那些沒有重力作用或者重力作用可以忽略的問題，而廣義相對論則是討論有重力作用時的物理學的。用相對論的語言來說，就是狹義相對論的背景時空是平直的，即四維平凡流型配以閔氏度規，其曲率張量為零，又稱閔氏時空；而廣義相對論的背景時空則是彎曲的，其曲率張量不為零。
qas: answers: text: 時空
question: 有關重力以及什麼的理論為相對論?

answers: text: 狹義相對論
question: 相對論可分為廣義相對論和什麼?

answers: text: 量子力學
question: 使得物理學帶來革命性的變化是由於相對論以及什麼學論的提出?

answers: text: 曲率張量
question: 閔氏時空中哪類的係數為零?

context: 愛因斯坦在他1905年的論文論動體的電動力學中介紹了其狹義相對論。狹義相對論建立在如下的兩個基本公設上：狹義相對性原理：一切的慣性參考系都是平權的，即物理規律的形式在任何的慣性參考系中是相同的。這意味著物理規律對於一位靜止在實驗室裡的觀察者和一個相對於實驗室高速勻速運動著的電子是相同的。光速不變原理：真空中的光速在任何參考系下是恆定不變的，這用幾何語言可以表述為光子在時空中的世界線總是類光的。也正是由於光子有這樣的實驗性質，在國際單位制中使用了光在真空中1/299,792,458秒內所走過的距離來定義長度單位米。光速不變原理是宇宙時空對稱性的體現，而微中子的超光速現象可能只是時空對稱性的對稱破缺而決不能推翻相對論，且已證實該實驗有誤。
qas: answers: text: 1905年
question: 論動體的電動力學是愛因斯坦西元幾年的論文?

answers: text: 慣性參考系
question: 狹義相對性原理中提到物理規律的形式是在任何什麼觀念中為相同的?

answers: text: 光速
question: 光速不變原理中提到，任何在參考系下恆定不變是真空中的什麼?

answers: text: 米
question: 哪個長度單位是光使用在真空中1/299,792,458秒內所走過的距離所定義?

context: 在狹義相對論提出以前，人們認為時間和空間是各自獨立的絕對的存在，自伽利略時代以來這種絕對時空的觀念就開始建立，牛頓創立的牛頓古典力學和古典運動學就是在絕對時空觀的基礎上創立。而愛因斯坦的相對論在牛頓古典力學、馬克士威古典電磁學等得基礎上首次提出了四維時空的概念，它認為時間和空間各自都不是絕對的，而絕對的是一個它們的整體—時空，在時空中運動的觀者可以建立自己的參照系，可以定義自己的時間和空間，而不同的觀者所定義的時間和空間可以是不同的。具體的來說，在閔氏時空中，而如果一個慣性觀者相對於另一個慣性觀者在做勻速運動，則他們所定義的時間和空間之間滿足勞侖茲變換。而在這一變換關係下就可以推導出尺縮、鐘慢等效應，具體見狹義相對論條目。因為愛因斯坦之前的科學家們並沒有高速運動的觀測和體驗，所以絕對時空觀在古代科技水平下無疑是真理，而愛因斯坦的狹義相對論更新了人們的世界觀，為廣義相對論的誕生奠定了堅實的基礎。在愛因斯坦以前，人們廣泛的關注於馬克士威方程組在伽利略變換下不協變的問題，也有人注意到過愛因斯坦提出狹義相對論所基於的實驗，也有人推導出過與愛因斯坦類似的數學表達式，但只有愛因斯坦將這些因素與古典物理的時空觀結合起來提出了狹義相對論，並極大的改變了我們的時空觀。在這一點上，狹義相對論是革命性的。
qas: answers: text: 狹義相對論
question: 時間和空間是各自獨立且絕對的存在是在哪個理論出現之前人們所認為?

answers: text: 牛頓
question: 於絕對時空觀的基礎上的古典力學和古典運動學是誰創立?

answers: text: 時間
question: 在時空中運動的觀者可以可以定義自己的空間以及什麼?

answers: text: 馬克士威方程組
question: 人們廣泛的關注於哪個方程式於愛因斯坦之前?

context: 在本質上，所有的物理學問題都涉及採用哪個時空觀的問題。在二十世紀以前的古典物理學裡，人們採用的是牛頓的絕對時空觀。而相對論的提出改變了這種時空觀，這就導致人們必須依相對論的要求對古典物理學的公式進行改寫，以使其具有相對論所要求的勞侖茲協變性而不是以往的伽利略協變性。在古典理論物理的三大領域中，電動力學本身就是勞侖茲協變的，無需改寫；統計力學有一定的特殊性，但這一特殊性並不帶來很多急需解決的原則上的困難；而古典力學的大部分都可以成功的改寫為相對論形式，以使其可以用來更好的描述高速運動下的物體，但是唯獨牛頓的重力理論無法在狹義相對論的框架體系下改寫，這直接導致愛因斯坦擴展其狹義相對論，而得到了廣義相對論。
qas: answers: text: 二十世紀
question: 人們採用的是牛頓的絕對時空觀是在哪個時代以前的古典物理學裡面?

answers: text: 電動力學
question: 由勞侖茲協變的，無需改寫是哪個領域的力學?

answers: text: 古典力學
question: 大部分都可以成功改寫為相對論形式是哪種力學?

answers: text: 重力理論
question: 無法在狹義相對論體系下改寫是牛頓的哪個理論?

context: 愛因斯坦在1915年左右發表的一系列論文中給出了廣義相對論最初的形式。他首先注意到了被稱之為等效原理的實驗事實：重力質量與慣性質量是相等的。這一事實也可以理解為，當除了重力之外不受其他力時，所有質量足夠小的測驗物體在同一重力場中以同樣的方式運動。既然如此，則不妨認為重力其實並不是一種力，而是一種時空效應，即物體的質量能夠產生時空的彎曲，重力源對於測驗物體的重力正是這種時空彎曲所造成的一種幾何效應。這時，所有的測驗物體就在這個彎曲的時空中做慣性運動，其運動軌跡正是該彎曲時空的測地線，它們都遵守測地線方程式。正是在這樣的思路下，愛因斯坦得到了其廣義相對論。系統的說，廣義相對論包括如下幾條基本假設。：廣義相對性原理：任何物理規律都應該用與參考系無關的物理量表示出來。用幾何語言描述即為，任何在物理規律中出現的時空量都應當為該時空的度規或者由其導出的物理量。愛因斯坦場方程式：它具體表達了時空中的物質對於時空幾何的影響，其中對應能動張量的要求則包含了上面關於在其中做慣性運動的物體的運動方程式的內容。
qas: answers: text: 1915年
question: 廣義相對論最初的形式是愛因斯坦在西元幾年所發表的論文中有提到?

answers: text: 重力質量
question: 等效原理的實驗中慣性質量與什麼為相等?

answers: text: 時空效應
question: 文中提及，可以把重力不當成一種力而能夠將其認為是一種什麼東西?

answers: text: 測地線方程式
question: 愛因斯坦得到廣義相對論是由於彎曲時空的哪個方程式?

answers: text: 愛因斯坦場方程式
question: 具體表達了時空中的物質對於時空幾何的影響為哪個方程式?

context: 在現有的廣義相對論的理論框架下，等效原理是可以由其他假設推出。具體來說，就是如果時空中有一觀者，則可在其世界線的一個鄰域內建立的侷域慣性參考系，而廣義相對性原理要求該系中的克氏符在觀者G的世界綫上的值為零。因而現代的相對論學家經常認為其不應列入廣義相對論的基本假設，其中比較有代表性的如Synge就認為：等效原理在相對論創立的初期起到了與以往古典物理的橋樑的作用，它可以被稱之為廣義相對論的接生婆，而現在在廣義相對論這個新生嬰兒誕生後把她體面地埋葬掉。如果說到了二十世紀初狹義相對論因為古典物理原來固有的矛盾、大量的新實驗以及廣泛的關注而呼之欲出的話，那麼廣義相對論的提出則在某種意義下是理論走在了實驗前面的一次實踐。在此之前，雖然有一些後來用以支持廣義相對論的實驗現象，但是它們並不總是物理學關注的焦點。而廣義相對論的提出，在很大程度上是由於相對論理論自身發展的需要，而並非是出於有一些實驗現象急待有理論去解釋的現實需要，這在物理學的發展史上是並不多見的。因而在相對論提出之後的一段時間內其進展並不是很快，直到後來天文學上的一系列觀測的出現，才使廣義相對論有了比較大的發展。到了當代，在對於重力波的觀測和對於一些高密度天體的研究中，廣義相對論都成為了其理論基礎之一。而另一方面，廣義相對論的提出也為人們重新認識一些如宇宙學、時間旅行等古老的問題提供了新的工具和視角。
qas: answers: text: 等效原理
question: 在現有廣義相對論的認知下，可以由其他假設推導出的為什麼?

answers: text: 接生婆
question: Synge形容等效原理為廣義相對論的什麼?

answers: text: 天文學
question: 使得廣義相對論有了比較大的發展是由於哪個學論的觀測?