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我们在新闻里常常听说什么“黑洞”“引力波”“虫洞”，我们在电视剧里常看到主角动不动就穿越回去······而这一切都源于我们耳熟能详的爱因斯坦和他的相对论。相对论跟我们所学的牛顿力学一样，是一个完整理论大厦，如果对它不了解，那就错失了一个完整的世界。如果不想在别人谈起。
一、关于相对论的误解
很多人一提到相对论就以为它是关于“相对”的理论，比如说跟女神聊一分钟和与老头聊一分钟，虽然时间相同，但一个感觉过得很快，一个感觉过得很慢。但这只是心理时间感受不一样而已，这不是相对论。
另外，相对论和制造原子弹也没有多大关系，爱因斯坦由于被美国怀疑，所以没有直接参与到研发原子弹中，而且即使没有相对论，人类也能发明原子弹。
二、四个基础共识
讲解相对论时，先要铺垫四个基础知识：
1、科学是可以被证伪的理论，凡是不能被证伪的理论都是伪科学，如世界上有灵魂；
2、奥卡姆剃刀原理：对同一个现象的所有合理解释中，只取最简单的那个理论，因为理论越复杂，所需的假设越多，也就越容易出错，由此得出的推论是，无法感知、检测到的事物，我们暂时认为他不存在；
3、思想实验：有时条件有限，实验无法实现，可以用用逻辑思维推理出实验结论；
4、佯谬：有些事看上去是错的，实际上是对的。
三、牛顿世界里的阴云
牛顿力学用一个简单的F=ma的公式就完美地解释了这个世界，然而在解释“光”的问题上遇到了麻烦，按照牛顿绝对时空的世界观，从移动物体上发出的光的光速应该比较大，但无论怎么测量光速都是固定值。如果假设光传播介质为特殊物质“以太”，通过迈克尔逊-莫雷实验却测不出以太。
四、狭义相对论
爱因斯坦通过火车上以光为对决信号的思想实验，否定了时间绝对的认识。他认为光速是绝对的，而时间和质量都是可变的：物体的速度越快，它的时间就越慢，质量就越大。如果你以0.9999C的速度飞行，那你的质量相当于0.999倍的宇宙质量，你的1年相当于别人的250年。另外，质量只是能量的一种，两者的关系是E=MC^2，太阳之所以能发光发热就在于它能将部分质量转化为能量。
五、广义相对论
在狭义相对论中只有光速是不变的，时间和质量是可变的；在此基础上，爱因斯坦提出了广义相对论，认为时间和空间都是可以扭曲的，加速度就是引力，引力就是加速度。时间好比一张鼓膜，上面放上东西就会引起它的变形，变形就会产生引力，而且质量越大，引起的时空扭曲越大，所形成的引力越大。
鼓膜上的钢珠有规律地运动或相碰时，自然会引起鼓膜的振动，所产生的“振动波”就是引力波。如果鼓膜上的钢珠质量过大，就会在股模上形成漏斗，也就是所谓的黑洞，对于股膜向上凸并喷发物质的部分就是白洞。目前天文学已经真实了黑洞和引力波的存在，但白洞还没发现。
如果将鼓膜对折，让“黑洞”的对接上，那么就会形成穿越时空的虫洞了。如果真的可以穿越时空，那么出现外祖母悖论怎么办呢？目前有三种说法：自由意志丧失说，穿越后你就不知道该干嘛了；时空交错说，你穿越后只能看到镜像，不是事实；历史说，穿越后真的可以改变历史，让历史因你而变。不过目前人类还没有办法实现时空穿越，穿越时空也就只能存在于电视剧和电影中了。
说明：
若想仔细学习，点击“阅读原文”可获得《时间的形状：相对论史话》原文文件。
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