求廣義相對(duì)論的通俗解釋，E=mc²的原理是什么。謝謝！

【專家解說(shuō)】：這個(gè)必須要專業(yè)知識(shí)的 相對(duì)論沒(méi)有基本公式，只要知道了基本假設(shè)，就可以得到所有的公式 狹義相對(duì)論：解決了慣性參考系的坐標(biāo)變換問(wèn)題，就是不同的速度的觀測(cè)者觀測(cè)同一個(gè)過(guò)程，會(huì)發(fā)生什么。 可能你覺(jué)得慣性參考系這個(gè)名詞太陌生，那么，我就通俗一點(diǎn)說(shuō)咯 就是說(shuō)，站在地面上的人，看運(yùn)動(dòng)的火車(chē)上的事情，是什么樣子的。 在愛(ài)因斯坦之前，大家都認(rèn)為這是具有等時(shí)性和等長(zhǎng)性的。什么意思呢？ 等時(shí)性是說(shuō)，火車(chē)上發(fā)生兩件事情的時(shí)間差，和火車(chē)外看到這兩件事情的時(shí)間差相同。例如，你在火車(chē)上計(jì)時(shí)，看小球從釋放到掉落到地上所需要的時(shí)間，和你在地面上計(jì)時(shí)，從看到小球釋放到看到小球落地（不計(jì)光速哦）的時(shí)間，是一樣的。 等長(zhǎng)性是說(shuō)，火車(chē)上一個(gè)東西長(zhǎng)一米，你在地面上站著看到它的長(zhǎng)度也是一米。 這兩個(gè)性質(zhì)大家一直堅(jiān)信不疑，直到有了麥克斯韋方程組。為什么呢？因?yàn)辂準(zhǔn)戏匠探M是可以計(jì)算得到光速的。我們知道，在勻速運(yùn)動(dòng)的火車(chē)上（假設(shè)沒(méi)有任何振動(dòng)，火車(chē)非常平穩(wěn)）的人，如果把窗簾都拉上，不論用什么方法，做什么物理實(shí)驗(yàn)，他都是無(wú)法知道他是不是在移動(dòng)的。地球轉(zhuǎn)地如此之快，我們也感覺(jué)不到就是這個(gè)原因，這叫做相對(duì)性原理，就是說(shuō)所有慣性參考系內(nèi)遵守的物理原理沒(méi)有任何差別。 可是這下就搞了，根據(jù)麥?zhǔn)戏匠炭梢杂?jì)算光速，光速和發(fā)射光的物體的速度無(wú)關(guān)。再根據(jù)相對(duì)性原理，所有的參考系中的光速都是相同的，也就是說(shuō)，同一束光，在火車(chē)上的儀器測(cè)出的速度和在地面上的儀器測(cè)出的速度，應(yīng)該是一樣的。 可是這就不能保證等長(zhǎng)和等時(shí)性了。比如，火車(chē)上光和火車(chē)運(yùn)動(dòng)方向相同，從a走到b點(diǎn)長(zhǎng)度l，用了t秒的時(shí)間，如果等長(zhǎng)等時(shí)的話，從地面上看，這個(gè)光走了l+vt的長(zhǎng)度（因?yàn)檫€要加上火車(chē)走的距離）那么，在火車(chē)上測(cè)得光速 l/t ，在地面上就是l/t + v ，不一樣了。 要是其他東西的速度還好，并沒(méi)有一個(gè)物理規(guī)律可以確定其速度?？墒枪夂苡憛挘?zhǔn)戏匠檀_定了它的速度就應(yīng)當(dāng)是一個(gè)值，不變的，不管發(fā)射物體的速度是多少。 好了，現(xiàn)在這樣三個(gè)物理學(xué)基本的部分沖突了 1、相對(duì)性原理 2、麥?zhǔn)戏匠探M 3、等長(zhǎng)等時(shí)性變換（滿足這個(gè)性質(zhì)的變換叫做伽利略變換，可以查一下，不理解的話，就看上面我給你寫(xiě)的等長(zhǎng)和等時(shí)的解釋） 好了，愛(ài)因斯坦來(lái)了，他認(rèn)為，1、相對(duì)性原理肯定是對(duì)的，2、麥?zhǔn)戏匠桃彩菍?duì)的，那么不好意思，3、等長(zhǎng)等時(shí)性就是錯(cuò)的。其實(shí)在愛(ài)因斯坦之前，洛侖茲就找到了一個(gè)不等長(zhǎng)等時(shí)的變換叫做洛侖茲變換，可以保證麥?zhǔn)戏匠桃恢背闪ⅰ? 所以愛(ài)因斯坦就選擇了這個(gè)變換作為描述世界的規(guī)律。然后從這個(gè)變換出發(fā)，推導(dǎo)出了一系列結(jié)論，最著名的就是 E=mc^2，這個(gè)結(jié)論是利用質(zhì)量的洛倫茲變換得到的。就是一個(gè)東西跑得越快，看起來(lái)它的質(zhì)量就越大，相對(duì)于靜止時(shí)，其額外獲得的動(dòng)能和多出來(lái)的質(zhì)量就滿足E=mc^2，而這其實(shí)是所有能量和質(zhì)量的變換關(guān)系。至于怎么精確推導(dǎo)，你可以去看力或者加速度的洛倫茲變換。 但是這時(shí)候，還有個(gè)問(wèn)題要說(shuō)一下。如果我們認(rèn)為伽利略變換是錯(cuò)的，那么牛頓定律就錯(cuò)了。其實(shí)是這樣，牛頓第二定律在高速下失效，因?yàn)橘|(zhì)量不再是定值。這個(gè)可以用E=mc^2來(lái)修正。最后，愛(ài)因斯坦確定的描述世界的基本規(guī)律是: 1、相對(duì)性原里 2、麥?zhǔn)戏匠?，修正過(guò)的牛頓方程（不修正就錯(cuò)了） 3、洛侖茲變換（就是一種不等長(zhǎng)也不等時(shí)的變換，可以百度一下看看） 這就是狹義相對(duì)論的基本內(nèi)容。這個(gè)東西被稱作相對(duì)論，就是因?yàn)閻?ài)因斯坦推導(dǎo)的時(shí)候堅(jiān)信，相對(duì)性原理一定是對(duì)的。 廣義相對(duì)論就麻煩一點(diǎn)，它是解決引力問(wèn)題的。 剛剛說(shuō)了勻速平穩(wěn)的火車(chē)上拉上窗簾你就完全無(wú)法知道你在往哪里走了，這叫做相對(duì)性原理。物理一點(diǎn)的描述是，所有慣性系里面遵守的物理規(guī)律完全相同。 那么如果不是這樣呢？例如拐彎的火車(chē)，我們就能感覺(jué)到火車(chē)在往哪里拐，因?yàn)橛型狻八Α钡母杏X(jué)。這是因?yàn)橛屑铀俣取? 可是，如果恰好有引力抵消這個(gè)“甩”的感覺(jué)的時(shí)候呢 比如，神州飛船上天，繞地球運(yùn)動(dòng)，應(yīng)該很快，應(yīng)該有“甩”的感覺(jué)，但是恰好，這個(gè)“甩”的感覺(jué)與地球引力抵消了，所以宇航員覺(jué)得失重，既沒(méi)有向外甩也沒(méi)有向里的引力。 愛(ài)因斯坦認(rèn)為，這個(gè)兩種作用應(yīng)該是完全抵消的，就是說(shuō)，神州飛船上的人滿足的所有物理規(guī)律也和不動(dòng)的人一樣。 好，我們比較一下哦，下面三種情況下遵守的物理規(guī)律一樣。 1、完全靜止的物體 2、勻速運(yùn)動(dòng)的物體 3、離心力恰好抵消引力的物體 因?yàn)榍皟煞N一樣，所以我們說(shuō)，沒(méi)有絕對(duì)的運(yùn)動(dòng)和絕對(duì)的靜止。就是說(shuō)，既然大家遵守的規(guī)律都一樣，那說(shuō)誰(shuí)是靜止的就行了，反正無(wú)法分辨。 可是第三種呢？愛(ài)因斯坦說(shuō)了，這第三種嘛，其實(shí)和第二種是一樣的。因?yàn)橐κ遣淮嬖诘模矬w感受到引力只是因?yàn)榇筚|(zhì)量物體旁邊的空間是扭曲的，你在這個(gè)空間里做勻速運(yùn)動(dòng)，在外面看來(lái)就是加速運(yùn)動(dòng)了（例如圓周運(yùn)動(dòng)或者落體運(yùn)動(dòng)。）在扭曲的空間里做勻速運(yùn)動(dòng)，就好像是在平坦的空間里做受到引力作用而導(dǎo)致的圓周運(yùn)動(dòng)或者落體運(yùn)動(dòng)，這就是廣義相對(duì)論的基本內(nèi)容。 用空間扭曲代替引力來(lái)解釋為什么地球圍著太陽(yáng)轉(zhuǎn)，就是廣義相對(duì)論的基本內(nèi)容了。其實(shí)它是基于對(duì)相對(duì)性原理的擴(kuò)展 原本的相對(duì)性原理只是針對(duì) 相互之間是勻速運(yùn)動(dòng)關(guān)系 的兩個(gè)系統(tǒng)做出解釋，認(rèn)為他們遵守相同的規(guī)律 愛(ài)因斯坦把它擴(kuò)展到了 受到引力作用做變速運(yùn)動(dòng) 的坐標(biāo)系，認(rèn)為他們也和上面的系統(tǒng)一樣，遵守相同的規(guī)律。 因?yàn)槭菍?duì)相對(duì)性原理的擴(kuò)展，所以叫做廣義相對(duì)論。 其實(shí)，相對(duì)性原理和相對(duì)性原理的擴(kuò)展，是地球不是宇宙中心的必然推論。 地球不是宇宙中心，那么它肯定在動(dòng)吧，那么地球人所研究出的規(guī)律怎么從來(lái)不能給出一個(gè)確切地速度說(shuō)我們到底動(dòng)多快呢？這就是因?yàn)楠M義相對(duì)論所用到的相對(duì)性原理，不管你動(dòng)多快，遵守的物理規(guī)律相同，所以地球人無(wú)法知道自己是不是宇宙中心。 可是，既然你不是宇宙中心，你總歸是在轉(zhuǎn)吧，為什么我們感受不到你的轉(zhuǎn)動(dòng)呢？自轉(zhuǎn)還好，能感覺(jué)到，公轉(zhuǎn)也行，能根據(jù)潮汐感覺(jué)到一點(diǎn)，可是繞銀河中心的旋轉(zhuǎn)呢，銀河繞更大星系中心的旋轉(zhuǎn)呢？這個(gè)旋轉(zhuǎn)超級(jí)快，應(yīng)該有超強(qiáng)的離心力的呀，怎么我們還是感覺(jué)不到？這就是因?yàn)椋鄬?duì)性原理可以推廣到受到引力作用而運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)系上。 好，這就是相對(duì)性原理和相對(duì)性原理被愛(ài)因斯坦的擴(kuò)展，和狹義、廣義相對(duì)論了。 說(shuō)實(shí)話，給一個(gè)沒(méi)有很大基礎(chǔ)的人，一句話能解釋，就不是曾經(jīng)世界上只有幾個(gè)人能懂的相對(duì)論了。 如果真要一句話解釋的話， 狹義相對(duì)論是堅(jiān)信相對(duì)性原理（勻速運(yùn)動(dòng)的和靜止的滿足完全相同的物理規(guī)律）是對(duì)的，其他理論都要修正（結(jié)果修正了坐標(biāo)變換，從伽利略變換修正為洛侖茲變換，又修正了牛頓第二定律的質(zhì)量），所得到的理論。 廣義相對(duì)論是根據(jù)擴(kuò)展的相對(duì)性原理（受到引力作用沿引力決定的軌道運(yùn)動(dòng)的物體和靜止的物體以一樣滿足相同的物理定律，所以它相當(dāng)于是在扭曲的空間里面做勻速運(yùn)動(dòng)。）推導(dǎo)出的一套規(guī)律，主要是針對(duì)引力的規(guī)律