（3）
回想一下前面两节的内容，我们知道了什么，光速不变？和矢量，速度？请记住，我没有乱弹，而是有用的。让我们记住它们。现在让我们来看光速不变原理。
让我们想象，有一个”光钟“，它由两个完全相同，而且平行的镜子组成。有一束光，垂直于这两面镜子。
它来回地反射着，我们规定它来回一次叫一个周期。学过几何的人都知道，这样的光在镜子镜子的时候
是不会移动的，它始终从出发点出发，反射一次回到出发点，然后重复。
我们规定两个镜子相距1米，而且光的速度（真空中）是299 792 458米每秒。那么我们可以算出
一个周期是6.67纳秒。不要在意单位换算，只需要知道这是个非常短的时间就行了。
让我们把这一个光钟放到火车上，请现象，一个装在火车上的光钟（就是两面镜子）。
和一个月台。月台上站着一个人（观察者），光每在光种上来回一次，观察者就会感受到。
这一时间间隔是6.67纳秒。请忽略空气、摩擦力和观察者收到信号的时间。
假如这个火车以很快的速度（就是100米每秒吧！）从这个神奇的观察者旁白呼啸而过。
而光钟中无聊的反弹还在进行着。但是有趣的事情来了。请不要眨眼。
光离开出发点，向目的地冲去，但是此时的目的地在运动，而光线一定要打到目的地上
而且它也一定能打到目的地上（因为光和火车是相对静止的）。此时的目的地向前移动了一段距离，
也就是火车速度X3.33纳秒。这是个微不足道的差距。
这么说，光线从出发点到目的地，走得距离就长点了（不管他长多少）。
下图显示的是几个周期光的轨迹（显然，这个极其微小的差距被放大了很多倍）

原本，光线只要走过CE这段距离，可在运动的火车上，它走得是CF这段距离。
我们知道勾股定理，考虑到有些读者对数学不是很感冒，我把勾股定理写到下面。
平面上的直角三角形的两条直角边的长度的平方和等于斜边长的平方。
用公式表达就是：
如果直角三角形的两条直角边长分别为a， ，斜边长为 ，
那么 。
在此图中，我们可以计算出CF的长度，它显然比CE要大。
既然如此，光岂不是要在同样的时间内走更长的距离？在爱因斯坦之前，人们会说，这是正常的，
是光提速了。于是爱因斯坦生气了，光速是不变的，光怎么会提速？
于是，惊天动地的事情发生了————
光并没有提速，是时间变慢了，是火车的时间变慢了！它导致光允许在更长的时间内走过更长的路程
而月台上那个神奇观察者却察觉不到，
没错，这就是我们的结论：
运动系统中的时间变慢了！
如果你有兴趣继续研究，那么这里有个公式：

T是运动系统中（火车）测得的时间，T0是静止参考系（月台上的人）测得的时间
v是运动的速度，c是真空中的光速。√ 就不用我解释了吧。
这个方程是通过第一节提到过的洛伦兹变换中得来的。
我们再看一遍
如果你对数学很反感，那就可以完全跳过所有的数学公式，记住我们的结论：
运动系统中的时间变慢了！
爱因斯坦告诉我们，时间不是绝对了，那么空间是绝对的吗？质量也是绝对的吗？
1905年，物理学的奇迹年，彻底改写的牛顿的经典力学。

更新了~

（2）
1895年，英国物理学家拉摩发现了外磁场中电子的运动。
1898年，他完成了《以太和物质》一文，文中推出了洛伦兹长度收缩假设。
但是在1895年，一位非主流的法国数学家庞加莱质疑当时非常流行的洛伦兹理论，他对
以太漂移的零结果表示不同的看法。
1898年，庞加莱在论文《时间的测量》中指出，由于人们对两个时间间隔相等没有自觉，要从
时间测量的定量问题中分离出同时性的定性问题，十分困难。在这篇论文中，庞加莱已经接近了
狭义相对论中时间变慢的结论。
1902年，庞加莱又在《科学的假设》中，对牛顿的绝对空间提出质疑。
亨利·庞加莱
1905年，庞加莱在《电子的电动力学》中，已经极度地接近狭义相对论了，但是还是被爱因斯坦抢先一步。
我们不否定爱因斯坦对狭义相对论的成就，但也别忘记了庞加莱、洛伦兹等人打下的基础。

感谢各位支持，目前在查阅资料和编写第三章，预计近几天一起发布。
（爱因斯坦场方程）
（狄拉克矩阵方程）
（薛定谔波函数方程）

（3）
我们来考虑火车上的两个特定的点，火车以速度v在铁路上行驶，现在要研究这两个点之间的距离。我们已经知道，测量一段距离，需要有一个参考物体，以便相对于这个物体量出这段距离的长度。最简单的办法是利用火车本身作为参考物体（坐标系）．在火车上的一个观察者测量这段间隔的方法是用他的量杆沿着一条直线（例如沿着车厢的地板）一下一下地量，从一个给定的点到另一个给定的点需要量多少下他就量多少下。那么告诉我们这个量杆需要量多少下的那个数字就是所求的距离。
　　如果火车上的这段距离需要从铁路线上来判断，那就是另一回事了，这里可以考虑使用下述方法。如果我们把需要求出其距离的火车上的两个点称为A’和B’，那么这两个点是以速度v沿着路基移动的。首先我们需要在路基上确定两个对应点A和B，使其在一特定时刻，恰好各为A’和B’所通过（由路基判断）。路基上的且点和日点可以引用第8节所提出的时间定义来确定，然后再用量杆沿着路基一下一下地量取A、B两点之间的距离。
　　从先验的观点来看，丝毫不能肯定这次测量的结果会与第一次在火车车厢中
　　测量的结果完全一样。因此，在路基上量出的火车长度可能与在火车上量出的火车长度不同，这种情况使我们有必要对第6节中从表面上看来是明白的论述提出第二个不同意见。就是，如果在车厢里的人在单位时间内走了一段距离w（在火车上测量的），那么这段距离如果在路基上测量并不一定也等于w。
————《狭义与广义相对论浅说》 阿尔伯特·爱因斯坦
爱因斯坦没有使用以太，他的预言是空间的弯曲引起长度缩短。
长度缩短是从光速不变原理和时间变慢中进一步推理而来的，用公式表达如下（可以跳过）
长度收缩是洛伦兹变换和狭义相对论所描述的现象。当物体高速运动时，观测它沿运动方向的长度会
比相对于物体静止的观测者观测到的长度要短。远低于光速时，长度的缩小量非常小，只有当速度接
近于光速时长度的收缩才能被明显地观察到。静止时长度为L0的物体，以速度v运动时，长度收缩为

这个公式可以直接从洛伦兹变换中第一个方程中推导而来：

通俗点说，就是一把米尺，以速度v沿着自身长度的方向运动，它就会变短。
如果以很快的速度运动，变短就越来越明显。
这就是 长度收缩，又叫洛伦兹收缩。
有人会说，运动与静止是相对的，以A为参照物，米尺是运动的，所以米尺相对A变短了，
但是米尺自己感受不到。如果说米尺静止，而观察者A相对米尺运动，此时观察者A
的运动方向与原来米尺运动方向相反，就是说米尺不变，而观察者A和地球都变短了！
这里有一个重要的结论：空间是相对的！而不是绝对的。
没有一个完全静止（绝对）的参考系，也就是A可以相对米尺变短，米尺同样相对A变短。
也就是说，时间和空间都不是绝对的，它们同样是相对的。每个人都有自己的时间，和空间。

PS 什么是惯性系
先来看看百科是怎么说的。
惯性系是不存在引力作用，不存在自身加速度的“自由”参考系。在经典力学中，这是一种理想参考系：由于宇宙空间中无处不存在引力，实际的惯性系是不存在的。在广义相对论中，由于引力作用和加速度是完全等效的，对于一个在引力场中作自由落体运动的参考系，引力作用和自身加速度的作用抵消。这样的参考系，是一个真实的“自由”参考系。由于引力场在空间中的分布是不均匀的，惯性系只可能是局域的，也被称为局域惯性参考系。宇宙中不存在全局惯性参考系。
通俗点说，如果一个问题相对另一个问题做匀速运动，那么另一个物体就是惯性系
（即惯性参考系）惯性系对我们以后的讲解很有必要。

昨天晚上赶写了两节，今天中午完善了一下，刚才放学又补了2节，结构和提纲都是在学校列的。这就是完整的第三章了。
由于期中考试还有5天，第4章还等放假……
愿爱因斯坦保佑我的物理和数学，阿弥陀佛……

第三章 时间与空间的结合
（1）
什么是时间？什么是空间？这两个物理学的绝对基础，至今还没有完美的定义。
首先来看看时间。时间好像高深莫测，好像看不见摸不着，你无法阻止它的流逝，也不能知道时间到底是什么。
先透露一下，时间是一维的，空间是三维的，它们加在一起就是四维的。空间的维度是个很费解的东西，
人们很难感受三维的东西，但对二维（面）和一维（线）还有零维（点）的实物了解得非常透彻。
就像你生活在平面你，你只能向前，向后，或向左，向右，但是你不能向上或向下，你甚至无法想象
什么是三维，什么是立体，什么是空间。我们的地球，它的表面是二维的球面，它的整体是三维的球。
我们站在这个二维的球面上，而且也生活在三维空间里。
以上的讨论中，我们似乎是把时间和空间分开来看，这是常识，人们总是认为，时间和空间是绝对分开的。
但是，真的如此吗？
在我们前面2章的讨论中，我们已经知道这两条结论：
1 运动系统中的时间变慢了
2 运动系统中的长度变短了
用数学公式表达就是（可以跳过）


在这里，时间和空间（长度）是可以改变的，而牛顿和伽利略的经典力学中，时间和空间是不可改变的。
他们无论如何都不会被物质所影响。
也就是，牛顿认为：时间是绝对的，空间是绝对的。
至于时间是什么，我们先来看看它的概念：
度量两个时刻之间间隔长短的物理量叫“时间”。这个定义好像很有瑕疵，让我们再来看看其中出现的时刻。
时刻的定义是：把短暂到几乎接近零的时间叫即时，即时表示时刻。
这么说，时间是被时刻定义的，时刻又被时间定义，那么时间到达是什么东西？
人们在搞清楚时间是什么之前，就已经知道如何利用它了。时间被人们用来表示物质运动过程的持续性
和顺序性。任何一种周期运动的周期都可以作为时间标准，也就是时间的划分是人为的。
公元纪年是基督教规定的，中国古代的年代是皇帝规定的，时、分、秒同样是一个运动周期。
在物理学中，将太阳连接两次经过观察者所在的子午线的时间称为一个“太阳日”，即一昼夜，也就是
24个小时。同样，把一个太阳日规定为一天，一天分为24小时，每小时分60分钟，每分钟60秒，
这些都是人为规定的，但是这样规定秒是不准确的。
于是，人们找到了一种标准：1967年，第13届国际计量大会规定，以基态铯-133原子的辐射周期
的919 263 177 00规定为一个标准的“秒”。（铯原子钟）
人们好像已经定义了什么是标准时间，那么再让我们来看看空间。
我们关于时间和空间的概念来自于伽利略和牛顿。而代表就是牛顿的《自然哲学的数学原理》。
在这本书中，牛顿仿照欧几里得的《几何原本》，从牛顿三大运动定律出发，建立了完整的
经典力学体系。
【PS：牛顿三大运动定律：
第一定律：存在某些参考系，在其中，不受外力的物体都保持静止或匀速直线运动。
第二定律：施加于物体的合外力等于此物体的质量与加速度的乘积。

第三定律：当两个物体互相作用时，彼此施加于对方的力，其大小相等、方向相反。

（初二阶段学习过牛顿第一定律和牛顿第三定律，而牛顿第二定律要到高一再学，
如果有兴趣的同学想研究第二定律，作者在这个提供一个方便：
加速度是物理学中的一个物理量，是一个矢量，主要应用于经典物理当中，一般用字母表示，在国际单位制中的单位为米每二次方秒（）。加速度是速度矢量对于时间的变化率，描述速度的方向和大小变化的快慢。
至于矢量是什么，高中的学长们应该都清楚，对于初中和小学的同学们，我在后面几章会讲到的，
这是一个很重要的概念】
艾萨克·牛顿
牛顿认为：时间，是绝对的、是真正的和数学的，这里有点哲学意味。时间自身在流逝着，而且均匀地
、与任何其他外界事物无关地流逝着。
空间，是绝对的，它与外界任何事物无关而且永远是相同的和不动的。相对空间是绝对空间的某
一可以运动或绝对空间的量度，它通过其他物体的位置的存在而为我们的感觉所指示出来，
并且通常把它们当做不动空间。
牛顿说得话高深莫测，很有哲学性，这就说明了哲学比数学和物理还要费解，我们可以跳过牛顿的观点，
只需要记住——
牛顿认为时间和空间是毫不相干的，而且是绝对的，无法被影响的。
可是我们在前面两章中知道，时间和空间会被物质的运动而影响，所以牛顿是错误的。
这一章的目的，就是把时间和空间联系起来，彻底推翻牛顿的“绝对”


【PS：惯性系：牛顿运动定律成立的参考系，称为惯性参考系，简称惯性系。反之，牛顿运动定律不成立的参考系，称为非惯性参考系，简称非惯性系。
举个例子，在第二章中，观察者A和米尺，如果说米尺相对观察者A运动，那么米尺
就相对观察者缩短了，但是有人会说，因为运动和静止是相对的，
观察者A也会相对米尺变短啊，但是请注意，这里运动和静止是相对的称为：
伽利略相对性原理，它的全貌如下：任何力学规律在不同的惯性性中的相同的。
但是我们这是相对论，所以米尺的参考系观察者A，就不是惯性系，
那么这里牛顿的力学就不成立，我们就要看爱因斯坦的相对论。
后面会讲到的双生子悖论也是这个道理。
有很多人会错误地把伽利略相对性原理拿到相对论里面来。这就是不对了。】

下次更新要到周末，内容是E=mc²
作者我尽量不让数学内容（代数方面）超过小学的四则运算，
不过涉及点平方根等等，如果读者们实在不喜欢数学，也可以跳过推理过程。

特拍此照证明我是初二的。（数学书很新，基本上没怎么翻)

下一章的内容是如何用初一的数学水平推导出质能方程
预计的是写6节，已经备了2节，目前在奋战中考（期中考试）的同时也在想办法简化计算。到周末一起更新！

作业搞定，又赶了两节稿，第四章已经写了六节了。本来想周末再补把第四章补两节
一起发，但是怕大家迫不及待，就决定把后面两节分到第五章了。第五章讲述E=mc²的理解
和运用。
希望大家喜欢此贴，走过路过千万回复
期中考试即将来临，数学、语文、物理从这篇文章就可以看出我应该能过关，
愿上帝保佑我的英语……

@跳水の兔 @深秋的歌 大神们快来吐槽~