十分钟读懂“相对论”

说到科学这个词大家可能觉得非常的深奥与神秘。之前我也有同样的想法但是有一本科普书籍改变了我的观点，原来科学原理也可以讲成一个有趣的故事。今天我想以故事的形式让大家重新认识一下爱因斯坦的相对论。

说到关于相对论的故事，爱因斯坦当然是名副其实的主角。爱因斯坦在当时的物理学界就像一位横空出世的大侠，无门无派来历不明，却身负绝学“相对论”一出现就名震江湖。但相对论究竟说的是什么？我给你们讲一个“环球列车杀人案”的故事大家很快就会明白。

有一天，年轻的爱因斯坦做了一个奇怪的梦，在梦里，他成为一位鼎鼎有名的警长。一天夜里，环球列车上发生了一桩命案，爱因斯坦警长第一时间赶到现场后看到奇怪的一幕，死者A的胸部中枪倒在车厢的地板上，而嫌犯B居然没有逃走而是捂着受伤的手臂坐在死者的对面，旁边还站着一位一直在哭泣的女孩C。经了解后，他发现这并不是一起简单的案件。嫌犯B声称为了争夺与女孩C交往的权利，他和A进行的是一场公平的决斗。他们约定分别站在一节以每小时三万千米行驶的环球列车的车厢两头。车厢里是完全漆黑的，车顶的中间有一盏能自动亮起的灯，当灯光亮起的一刹那同时向对方开枪，胜利的一方将得到与女孩C交往的权利，并不负任何法律责任。听完案情陈述的爱因斯坦警长并没有马上下结论，他认为此案的关键点在于到底是两人都是在灯亮后才开枪，还是有人提前扣动了扳机。带着这个疑问他打开了车厢的监控录像。在高速摄像头捕捉到的画面中，车厢内先是一团漆黑，然后电灯的灯丝变得通红，一瞬间黄白色的光球膨胀开来充满整节车厢。紧接着A和B的手枪朝着对方喷出了火蛇，A应声倒下。无论怎么看A和B都是在灯亮起后开的枪。

正当爱因斯坦准备回家睡觉的时候，一个人声称是死者A的哥哥闯了进来，并说可以证明这是一场谋杀。A的哥哥是一名火车站的工作人员，他调出了站台的监控录像，以每小时3万千米行驶的列车通过站台，可透过车窗清晰的看到里面的景象。突然神奇的一幕发生了，当黄白色的光球扩散开来的时候，B是迎着光球运动的方向运动，而A则是朝着光球的方向运动。当光球与B相遇时，光球还没有追上A，也就说灯光并不是同时亮起的。这时，A的哥哥咆哮着“看到了吗！他是个无耻的杀人犯！”面对着监控录像的画面，爱因斯坦脑子陷入了短暂的空白，他回顾了整件事情的经过，斩钉截铁地说道：“这场决斗是公平的！列车上的仪器记录的画面是真实的，站台的录像也不假，但是由于所选择的参考系不同，从列车角度上看，他们两确实同时看到灯光，但从站台上的人看来B确实比A早看到灯光。因此，同时性是相对的，每个参考系都有自己特殊的时间，如果不指明参考系而宣称一件事是同时发生是没有意义的。

这就是爱因斯坦的狭义相对论中的定理之一“同时性的相对性”听到这里大家有没有对相对论产生一点好奇呢？