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　　理解相对论的重要的“前三关”

　　作者：abada

　　国内曾经和不断继续涌现的反相对论者, 往往不断地卡在相对论的”前三关”
过不了关。

　　要过相对论的”前三关”, 其实只是需要伽利略的相对论就够了。伽利略的
相对论延伸下去, 才是狭义相对论. 狭义相对论延伸下去,才是广义相对论. 可
惜很多人连伽利略相对论那”三关”都没有过。

　　第一关: “垂直”的相对性。

　　“垂直”与否是相对的, 这个基本的道理要入门。

　　你在奔驰的车上, 垂直向窗外扔出一块石头, (忽略空气阻力), 你看石头的
轨迹是垂直于车道飞出了窗外, 那么, 地面上的人看石头的运动的轨迹, 却是不
垂直于车道的。

　　飞行员对目标仍炸弹, 都要提前扔。 飞行员看炸弹是”垂直”于飞机和地
面下落的；而地面上的人看炸弹, 是斜着飞的，是不垂直于飞机和地面的。因为
炸弹下落的同时还有个跟随飞机方向的惯性运动分量。

　　垂直性的相对论, 在牛顿, 伽利略那里, 也是基本的知识。如果中学课堂上
老师没有讲明白这个, 那么是基础教育的悲哀。

　　可惜的是, 大量的反相论者, 就是这个坎都过不去而造成的。他们常常自以
为导出了一个在原来参照系垂直而在新参照系不垂直的”矛盾”, 就推翻了”相
对论”.

　　“垂直”的相对性, 是推导洛伦兹变换的基础之一。 缺乏这个相对性, 不
但狭义相对论, 就连伽利略都难理解。

　　第二关: 直线与曲线的相对性

　　在奔驰的列车上拍皮球, 皮球的轨迹,在列车上看是直线, 而在地面上看, 
是一个接一个的抛物线。

　　争论皮球的轨迹到底是”直线”还是”抛物线”, 是没有意义的。 这是个
相对性的问题。 不指定参照系, 就不会有答案。

　　第三关: 同一地点的相对性。

　　在飞驰的地铁上拍皮球，在列车坐标看来，皮球每一次都落在列车地板坐标
的同一地点上；而在站台上看，皮球每一次都落在地面坐标或铁轨坐标的不同地
点上。

　　皮球每次落到最低点的位置, 到底是在同一个地点,还是不在同一个地点呢?

　　这同样是个相对性的问题。 在一个参照系看是同一地点发生的事情，在另
一个参照系看却不是在同一个地点发生的。

　　这三个问题都还没有涉及狭义相对论,都是伽利略范围的相对性问题. 但是, 
垂直的相对性是推导狭义相对论洛伦兹变换的基础之一,同一地点的相对性又是
爱因斯坦的同时性的相对性的基础之一。到了狭义和广义相对论那里, 似乎越来
越多的东西成为了与参照系有关的相对的东西, 但这是舍车保帅----保住了一个
近似绝对的东西:那就是物理定律的张量方程形式. 物理定律才是"绝对的":它不
以参照系为转移---它无论以哪个参照系预言物理事件, 都是同样成立的.

　　这三关, 应当是中学物理学习中应掌握的基本内容之一。 可惜的是, 我们
的中学教育似乎在这方面不很成功, 导致大量的“反相者”由于没有掌握这些最
基本的常识（其中还包括石油工程领域的某教授,博导）, 而盲目质疑爱因斯坦
的相对论。其实他们的问题停留在伽利略相对论里也过不了关。

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