第一节 狭义相对论
爱因斯坦(Albert Einstein，1879-1955)是20世纪最伟大的科学之一。他虽然是因提出光量子说成功地解释了光电效应而获得了1921年的诺贝尔物理学奖，但他在科学最主要的贡献还是相对论的提出。相对论的创立标志着现代物理学的开端。
十九世纪后期，由于光的波动理论的确立，科学家相信一种叫“以太”的连续介质充满了宇宙空间，就像空气中的声波一样，光线和电磁信号是“以太”中的波。然而，与空间完全充满“以太”的思想相悖的结果不久就出现了：根据“以太”理论应得出，光线传播速度相对于“以太”应是一个定值，因此，如果你沿与光线传播相同的方向行进，你所测量到的光速应比你在静止时测量到的光速低；反之，如果你沿与光线传播相反的方向行进，你所测量到的光速应比你在静止时测量到的光速高。阿尔波特·迈克尔逊（A.Michelson,1852-1931）和埃迪沃德·莫雷（E.Morley,1838-1923）从1881年1887年，他们进行了多次测量，其中1887年在美国俄亥俄州克里夫兰的凯斯研究所所完成的测量，是最准确细致的。他们对比两束成直角的光线的传播速度，由于围着自转轴的转动和绕太阳的公转，根据推理，地球应穿行在“以太”中，因此上述成直角的两束光线应因地球的运动而测量到不同的速度。但是，所有的实验都没有找到造成光速差别的证据。这就是著名的“以太漂移零结果”，是物理学晴朗的天空上飘流的一朵“乌云”。
爱尔兰物理学家乔治·费兹哥立德（G.Fitzgerald,1851-1901）和荷兰物理学家亨卓克·洛仑兹（H.A.Lorenz，1853-1928）最早认为相对于“以太”运动的物体在运动方向的尺寸会收缩，即“尺缩效应”。而相对于“以太”运动的时钟会变慢，既“钟慢效应”。并且洛仑兹提出了著名的洛仑兹变换。而对“以太”，费兹哥立德和洛仑兹当时都认为是一种真实存在的物质。而法国数学家庞加莱怀疑这一点，并预见全新的力学会出现。他走到相对论的边缘，但由于不能彻底的抛弃牛顿的经典力学体系，终究没能跨进相对论的大门。
马赫和休谟的哲学对爱因斯坦影响很大。马赫认为时间和空间的量度与物质运动有关。时空的观念是通过经验形成的。绝对时空无论依据什么经验也不能把握。休谟更具体的说：空间和广延不是别的，而是按一定次序分布的可见的对象充满空间。而时间总是又能够变化的对象的可觉察的变化而发现的。1905年爱因斯坦指出，迈克尔逊和莫雷实验实际上说明关于“以太”的整个概念是多余的，光速是不变的。而牛顿的绝对时空观念是错误的。不存在绝对静止的参照物，时间测量也是随参照系不同而不同的。他用光速不变和相对性原理提出了洛仑兹变换。创立了狭义相对论。狭义相对论适用于惯性参照系。
进一步了解狭义相对论，请登陆：http://ub1010.51.net/science/xiangduilun/4.htm
http://www.xytc.edu.cn/wulixi/1xkjs/lx/jckt/6.ppt
思考题：
1、简述狭义相对论的两条基本原理？
2、请根据洛仑兹变换推论狭义相对论时空观？