深度长文：爱因斯坦是如何创建相对论的？不得不佩服他的天才大脑

不那么客观地说，「相对论」算是世界上最难的三个字之一。怎么形容它的恐怖程度呢？你上一次被三个字吓到，可能还是你的学生时代——

如果非要给狭义和广义，加上一个恐怖程度的区分，那分别是——

好了，废话少说，咱们直奔主题，啃一啃这个难题。 相对论到底是干啥的？ 首先你得掌握一个大前提：知道相对论为什么那么难。

因为在相对论的世界里，你跟盲人没啥区别。 我们知道，物理学家这个物种，脑壳里有着丰富的想法，他们能想到你想不到的、看到你看不到的。比如在他们眼里，世界有三个尺度：

咱们只能感受到中间这个尺度，其他两个太小或太大，接触不到，所以很难被理解。

不过不用怕，跟着混子哥飞到科学最高处，非常通俗粗略地概括一下。 狭义相对论主要说的是：你跑得越快，衰老得越慢。

广义相对论主要聊的是： 引力不存在，其实是时空被某种东西扭曲了……

咱们展开讲讲。

一、狭义相对论

在爱因斯坦之前，大家都觉得，时间和空间老公平了，对谁都一样，一天就是一天，一米就是一米，谁也不多谁也不少。这叫绝对时间和绝对空间。 牛顿的那些理论，就是建立在绝对时间和绝对空间的基础上的。

结果爱因斯坦出来反驳了：

每个人都有自己的时间。 这句话怎么理解？ 混子哥总结了一句不那么严谨但方便你理解的话： 光速在任何时候都是不变的。

严谨地说，应该是在任何惯性参考系下光速都是不变的，大概就是说在匀速直线运动和静止状态下，光速不变。

这是狭义相对论的基础前提。了解个大概就行。 如果你书读得少，我来告诉你这句话啥意思。假设阿猫在车上打开手电筒， 阿狗在车外面看着。

光从手电筒射到车厢上，阿猫看到的光速，和路边阿狗看到的光速是一模一样的！

但按照常理，阿狗看到的光速应该是这样的：

这叫速度叠加原理。 而且对他们来说，光走过的路明明不一样。

看起来，同一段时间观察同一束光，速度一样，位移应该一样，但实际却不一样！ 问题出在哪里了呢？来，我们大家跟着阿猫阿狗一起懵！没关系，当年爱因斯坦也懵了，不过人家后来想明白了。

阿猫和阿狗经历的时间，其实是不一样的！

阿猫打开手电筒射在车厢上，它做这件事花了 1 秒。

阿狗在旁边看着阿猫做完这件事，却花了 2 秒。 看明白了吧，很明显阿猫的人生变慢了，赚了啊！ 但为啥我们平时感觉不到呢？ 因为速度太慢。把阿猫的车换成复兴号高铁，阿猫和阿狗能感觉到的时间差，可能也只有十亿分之一秒。 平时生活中你感觉不出来，说明你很正常，只有车速接近光速，感觉才会明显。

你可以理解光速是用来计时的。你跑得越快，你相对别人的时间就慢，这叫时间膨胀，也叫钟慢效应。 除了会有时间膨胀，还会出现长度收缩和质量变大的现象，这里混子哥就不多说了。

当然了，在日常生活里也是感觉不出来的。速度越接近光速，这些现象就越明显。 好了，恭喜你，已经搞懂了相对论……的核心内容。 虽然每个人都有自己的时间轴，但通常情况下，大家会像被梳子梳理过一样，比较整齐。

于是你下班的时候，我也要下班。 可尺度一大，就容易抓瞎，速度越接近光速，每个人的时空差异就越明显。有的相对快，有的相对慢。

这个情况就容易造成悲剧。

实际情况不至于这么夸张，需要取决于你我的位置和速度等状态，但大致就是这么回事。 像爱因斯坦这种天才，人生格言就是「生命不息，想象不止」，他就想了，运动会让时间和空间变化，那么运动会让质量和能量变化吗？ 于是他提出了那个网红公式：质能方程

很熟对吧？知道这个很牛吧？表面上看也很简单，不超出小学乘法的课纲。 咱们先来看这个公式是啥意思。爱因斯坦觉得，任何东西既有质量，也有能量，这俩是同时存在的属性，就像一个人，有身高，也有体重。

于是想知道一个人有多少能量，不用听他嘴上说什么，上个秤，得到他的体重，算一下就好。

光速大家已经知道了，约等于 300 000 000m/s，很好算吧。 你可能还好奇一个问题，这玩意儿不是用来造原子弹的吗？ 其实不是，质能方程跟造原子弹没啥关系，它只是能算出原子弹的威力。 简单地讲，原子弹靠的是核裂变啥的，中间的过程很复杂。你只需要知道，原子弹一爆炸，就有部分质量消失了。

那消失的质量去哪儿了呢？ 重点来啦，其实质量没有凭空消失，而是以能量形式释放出去了。

这里要注意，不能说质量变成了能量，它们不是转化关系。 质量与能量同时存在，是等价的，所以要说以能量形式释放了。 那能量有多大呢？ 这时候咱们用上面的质能方程就能算出来，而且因为光速的值极大，就算一点点质量，也能释放巨大的能量。 所以原子弹的威力才能如此恐怖。

二、广义相对论

讲这个，咱们还得请出家住牛家村的牛顿。 据说有天他坐在村头苹果树下，被苹果砸了，于是他说，万物之间有种力，叫万有引力。

以咱们的地球为例，起初他是个无忧无虑的追风少年。

但是拗不过太阳的引力，就只有被牵着鼻子遛弯的份儿，这就是传说中的公转。

这个大家都学过，万有引力揭示了一个宇宙真理：吨位决定地位，谁减肥谁脑子进水。

可是爱因斯坦又跑出来唱反调。是胖子太胖，扭曲了时空，瘦子自己站不住，溜过来的！

爱大爷的解释是这样的：世上根本没有引力，引力本质是质量扭曲了时空。 啥意思呢？

至于扭曲程度，取决于物体的质量。这事儿就好比玩蹦蹦床。

时空就像蹦床上的网，一旦时空被扭曲了，就会影响周围的东西。

扔一个橙子，橙子就会绕着熊孩子转，同理，地球也会这么绕着太阳转。 这就是爱因斯坦广义相对论大概的核心内容。

奇妙不？咱们常认为，地球绕太阳公转，是因为引力。 但用广义相对论解释就是：太阳太胖，压弯了时空，地球是自己溜过去的！

这话听了，搁谁谁不蒙啊！大家纷纷要证据。证据是啥呢？ 日全食的照片可以证明。故事是这样的：当日食的时候，所有人都在看太阳，科学家们却盯着其他地方。日食发生时，天空一片黑， 白天的时候也能看到星星。 如果太阳周围的时空被扭曲了，那么星星的光线经过时就会拐弯…… 在地球上看就是星星的位置改变了。

等到半年以后，地球绕到太阳的背面，就会发现星星的实际位置。

这时候有人就不服气了，这事儿万有引力也能解释啊！不就是光线被勾引着拐了个弯吗？

真别不服，后来爱因斯坦设计了一通非常复杂的计算，结合其他天文学家的观测，证明了广义相对论。

爱因斯坦厉害就厉害在这儿，他凭着一脑之力，愣是想出了一个复杂的宇宙，最后还能被科学证明不是乱说！

好了，爱因斯坦的相对论就简单讲到这里，具体原理其实很复杂，还涉及很多数学计算，混子哥也不给你多讲了。 最后照例做个很学术的总结吧，让你出门跟别人聊也能显得专业。爱因斯坦的成就主要体现在统一这件事上： 相对论统一了时间和空间、质量和能量。

用爱因斯坦的一句名言结个尾吧：想象力比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力是无限的，它包含了一切，推动着进步，是知识进化的源泉。