相对论速度加法计算公式

相对论速度加法计算公式：

V=(v'+u)/{1+[(v'u)/(c^2)]

}

其中u是两惯性参考系之间的相对速度，

v’是物体在其中一个参考系中的速度（比如行进的火车里面乘客相对火车地板的速度），

V则是在另一个参考系中测得该物体的速度（如地面观察者测得该个乘客的速度）。

相对论认为宇宙最大速度为30万公里/秒。所以你给出的速度假设是不适合相对论公式的。

从速度相加公式可得：光速相对于光速，其大小还是光速。

自然和自然的法则隐藏在黑暗中

上帝说：让牛顿降生吧

于是一切豁然开朗

牛顿

作为古典物理的开山掌门，艾克萨牛顿无疑是成功的，他在前人提供的地基上，亲手搭建起了第一座科学大厦，而他自己的光学力学和数学，就是这座大厦的筋骨。

然而让牛顿没想到的是，自己科学成就，百年后也会成为别人的“地基”

以太破灭

19世纪的经典物理学认为，万物的传播都是需要介质才能进行的，譬如声波以空气为介质，水波以水为介质，而光波，被认为是在一种名为“以太”的介质中传播的。

“以太”在当时的物理学界，被认为是无所不在且没有质量并绝对静止的。

以太

根据经典物理力学中的伽利略变换，地球和太阳等天体在以太中“运行”，就好像船在水中运行一样，是会和“以太”产生相对速度的，理论上来说，与“以太”的相对速度，会使得地球不同方向的光速，产生速度叠加与抵消之类的变化，换句话说就是，光速在“以太”中的传播和地球在“以太”中的运行，会导致光速数值的不稳定。

1881年到1884年，美国科学家迈克尔逊和莫雷二人，开始用实验地球和“以太“的相对速度，是否会让光速数值产生变化。

实验的结果对经典物理学来说是灾难性的

以太实验

“迈克尔逊-莫雷实验”结果显示，光速数值在任何时间任何地点任何情况下，都没有发生丝毫改变，换句话说就是，真空光速在任何参照系下都保持不变，经典物理学中的速度叠加原理对光速是无效的。

身处瑞士专利局的小职员爱因斯坦，在得知大洋彼岸“迈克尔逊-莫雷实验”证明了以太不存在，且光速不变后，果断抛弃了经典物理学中的绝对时空观念，并以“光速不变”为基础，抢在洛伦兹和庞加莱前面推导出了，涉及时间与空间以及质量的三个新公式——时间膨胀公式，空间收缩公式，质量膨胀公式。

狭义相对论公式

三个公式分别对应近光速运动过程中的钟慢效应和尺缩效应以及质增效应。

推算到这一步，爱因斯坦已经看清了能量变成速度再变成相对质量的过程，质量与能量的关系在此刻前所未有的清晰，质能方程E＝MC理所当然的出现了。

质能方程

以上四个公式的诞生过程，就是爱因斯坦狭义相对论的全部。

作为划时代的理论物理学家，狭义相对论没有描述引力，一直是爱因斯坦的一大遗憾

1905年爱因斯坦发表狭义相对论后，开始长达10年的“闭关”，思考如何将引力与狭义相对论相结合，从而创造一个足以推演宇宙的新引力理论。

弹性时空

牛顿万有引力认为的平直时空，此时已经因为“水星近动”问题而开始动摇，一如当年大胆抛弃绝对时空观念一样，爱因斯坦这次又抛弃了平直时空，取而代之的是“三维空间+一维时间”的“四维弹性时空”

在弹性时空里，质量不同的天体对时空结构进行着不同程度的扭曲，引力就是时空扭曲的具体表现形式，光从大质量天体周围经过时，会因为时空结构的扭曲而发生偏折现象。

如果天体质量极大，光在经过其周围时，将偏折成一个闭环，从而让该天体周围的时空结构成为“光的坟墓”，这种现象具体表现，就是宇宙中的黑洞。

黑洞

在弹性时空中，两个质量极大的天体（譬如中子星或者黑洞）旋进并发生碰撞的过程，就是时空结构剧烈波动的过程，这种波动好似往平静的水面丢一块石头，反应到宇宙中的具体表现，就是引力波。

双黑洞引力波

还是在弹性时空中，星系这样的大质量天体系统会扭曲来自后方的光线，从而在数十万光年的宇宙尺度上营造出“放大镜”效果，这种现象被称为“引力透镜”，常被天文学家用来观测特定的遥远星系。

引力透镜

以上内容就是广义相对论的全部。

从黑洞到引力波再到引力透镜，这些已被证实存在的天体和现象，让广义相对论成为了纯粹理性思维的巅峰之作，爱因斯坦10年磨剑，割开了笼罩在宇宙规律上一层厚厚的帷幕，使人类文明向前迈出了坚实的一步。

总结

爱因斯坦的狭义相对论和广义相对论，一个解决了光速与质能，一个深化了引力和时空，然而相对论远非无所不能，在亚原子世界，量子力学才是掌控者，但那就是另一个故事了。

相对论和量子力学

　　根据广义相对论，一个人站在山峰时，时间变化最慢。因为地球在自转，地球上山峰和山脚出的角速度是相同的，山峰距离地心远，在相同的时间内，人站在山峰处经过的距离远，所以速度快。

　　根据狭义相对论公式：t是物体静止时的时间流逝的快慢，t"是物体的运动时的时间流逝快慢，v是物体速度，c是光速。由此可知速度越快，物体时间走得越慢，当物体以光速运动，物体的时间就不再流逝，从而时间停止。

1、广义相对论：R_uv-1/2×R×g_uv=κ×T_uv

2、狭义相对论：S(R4,η_αβ)

3、相对速度公式：△v=|v1-v2|/√(1-v1v2/c^2)

4、相对长度公式L=Lo √(1-v^2/c^2)Lo

5、相对质量公式M=Mo/√(1-v^2/c^2)Mo

6、相对时间公式t=to √(1-v^2/c^2)to

7、质能方程E=mc^2

相对论是关于时空和引力的理论，主要由爱因斯坦创立，依其研究对象的不同可分为狭义相对论和广义相对论。相对论和量子力学的提出给物理学带来了革命性的变化，它们共同奠定了现代物理学的基础。相对论极大地改变了人类对宇宙和自然的“常识性”观念，提出了“同时的相对性”、“四维时空”、“弯曲时空”等全新的概念。

不过近年来，人们对于物理理论的分类有了一种新的认识——以其理论是否是决定论的来划分经典与非经典的物理学，即“非经典的=量子的”。在这个意义下，相对论仍然是一种经典的理论。

扩展资料：

狭义相对论和广义相对论建立以来，已经过去了很长时间，它经受住了实践和历史的考验，是人们普遍承认的真理。相对论对于现代物理学的发展和现代人类思想的发展都有巨大的影响。相对论从逻辑思想上统一了经典物理学，使经典物理学成为一个完美的科学体系。

狭义相对论在狭义相对性原理的基础上统一了牛顿力学和麦克斯韦电动力学两个体系，指出它们都服从狭义相对性原理，都是对洛伦兹变换协变的，牛顿力学只不过是物体在低速运动下很好的近似规律。

广义相对论又在广义协变的基础上，通过等效原理，建立了局域惯性长与普遍参照系数之间的关系，得到了所有物理规律的广义协变形式，并建立了广义协变的引力理论，而牛顿引力理论只是它的一级近似。

这就从根本上解决了以前物理学只限于惯性系的问题，从逻辑上得到了合理的安排。相对论严格地考察了时间、空间、物质和运动这些物理学的基本概念，给出了科学而系统的时空观和物质观，从而使物理学在逻辑上成为完美的科学体系。

狭义相对论的基本困难是证明困难，甚至找不到一个有力证据。

爱因斯坦相对论理由1：19世纪末在光的电磁理论发展过程中，有人认为宇宙间充满以太，光是靠以太传播的。而迈克耳孙和莫雷实验证实，上述以太是不存在的。

此理论的提出是因为观测光从木星卫星到地球，速度大致相等，而无论地球向卫星运动还是背向卫星运动。小学我们就知道计算相遇时间，当相向时，是速度相加t=L/(v1+v2)，反相时是速度相减t=L(v1-v2)，只有v1大于v2才能追上。因此有人提出光是波，波的运动靠介质，而太空中是真空，所以必须假设存在一种在真空中也存在的物质作为光的介质，所以以太这种光介质被假设出来。由于地球没有特殊性，所以以太是独立于地球运动的。

当时的人不知道真空的相对性，在声音不能在真空中传播的试验中，如果我们加大产生声音的功率，或用设备提高声音的侦听能力，原来认定的真空，又不能称为真空。当时的人以为光是粒子，所以才有速度叠加的想法。当时的人以为宇宙中是真空，所以光的介质必须是一种特殊的，充满真空的，定名为以太。而今天，我们很容易想到，空气、玻璃、水，这些都是光传播的介质，光在这些介质中的运动表现，只与介质相关，而与测量参照系无关，举例来说，玻璃中的光相对玻璃是光速，与玻璃相对测量参照系的运动无关。由坐在车中测量远处钟声试验可知，车中的声速不变，与车向钟运动，还是远离大钟运动没有关系。以前认为的以太本来就没有必要，所以以太不存在的解释，并非只有相对论一种，莫雷实验也不能否定这种假设，因此它不能作为推导相对论时空观的充分证据。

爱因斯坦相对论理由2：1964年到1966年，欧洲核子中心实验结果：一种粒子以099975c的高速飞行，辐射出的光子，实验室速度仍是C。

实验仅能证明，在稳定的空气中，光速不变。而不能引申为相对任何参照系光速不变，因为这个实验中我们没有改变参照系。

爱因斯坦相对论理由3：洛伦兹变换：

因为书中的P事件对Y、Z轴有分量，光速要考虑球型，与书上结论不同（是错，但不是论述重点），因此为简单起见，假设P事件发生在X轴上。

O和O1两个坐标系，O坐标系相对于P事件静止，O1坐标系向P事件以V运动，P事件发生时，O与O1原点重合。

在O坐标系看来P事件发生在T时刻，位置是X，O1坐标系看来P事件发生在T1时刻，位置是X1。

X=X1+VT1

X1=X-VT

变换如下：

X=K（X1+VT1） （1式）

X1=K1（X-VT）

O与O1等价因此K=K1

X1=K（X-VT） (2式）

X=CT , X1=CT1 (3式)

1、2式相乘带入3式

XX1=K2（X-VT）（X1+VT1）

K= 1 / (1-(V/C)2)(1/2)

也许很多人注意到了，在推导时，爱因斯坦用到的“在O坐标系看来P事件发生在T时刻，位置是X，O1坐标系看来P事件发生在T1时刻”，这说明相对论是“观测”效应，在任何一个相对论推导中，都是这样用的，如果改为“听来”就可以得到声速相对论了，如果改为“想”来，因想的速度无穷大，又不存在相对论效应。而且公式的推导，并不符合经典理论，大家应该注意，两式中的V默认为相等，而经典理论中速度的相对性是由绝对距离变化除以绝对时间得到，而在“看来”这种测量效应时，两者速度不等。以声音为例，对介质静止系听对介质做1/2声速运动的钟发出的声音，计算速度时用测量传回来的距离除以自己的钟显示的时间，计算速度为1/3声速，用传递回来的时间计算速度为1/2声速，运动的钟用自己的距离变化除以自己的时间，速度为1/2声速，除以传过来的时间，速度为声速。各参照系的钟示数，不代表时间。

爱因斯坦相对论理由4：一运动列车，列车中间一个光信号接收器，地面一个光信号接收器，当车上车下两个接收器重合时，车头和车尾各自发出一个闪光，地面接收器同时收到信号，而光传播是需要时间的，在这段时间内，车又向前运动了，因此列车中间的接收器先接收到车头的光，后接收到车尾光，结论：不同事件的同时性不是绝对的，只是相对概念。

相对论是以光速不变做为前提的，与参照系无关，因此才不用说光源是相对地面静止，还是相对列车静止，列车中间的接收器由于到头尾距离相等，因此按相对论也应该同时收到光信号。

我们认为本例的条件不全：

1 火车内的空气对火车静止，火车外的空气对地面静止，火车长度为光在空气中需要T秒通过，闪电发生时作为时间原点，两相对匀速运动的参照系可以建立相同的时间。结果：T/2秒，地面接收器与火车中接收器同时收到两端信号，符合相对论结论和伽利略变换，光速不变，与参照系无关。

2 火车内空气对地面静止（无厚度平板），火车速度为V。结果：地面接收器T/2秒同时收到两端信号，火车中(TC/2)/(C+V)秒收到车头信号，(TC/2)(C-V)秒收到车尾信号，符合速度叠加原理。

用声音代替光，可以做出这两个结果，而论述中为什么要选择违反相对论假设的一个结果呢？另外，如果我们用无穷大速度测量，则火车来不及运动，测量就已经完成，闪光还是同时的，所以很多人同爱因斯坦一样知道，相对论只是由于光速的慢而引入的测量效果，不知道爱因斯坦他老人家怎么讲着讲着，自己糊涂了，认为结果是真实的。

爱因斯坦相对论理由5：用车上人描述物体下落过程是直线，车下人描述物体下落过程是曲线来说明物体运动描述的相对性。

这是不对的。只要知道车速，车上人可以计算出车下人应该看到何种曲线，车下人也可以算出车上观测物体是否直线。

爱因斯坦相对论理由6：物理学定律在一切惯性参考系中都具有相同的数学表达形式。

这个叙述不严谨。一个相对地球做匀速直线运动的火车，可以近似看做一个惯性参考系，那么在火车上放氢气球与地面上放氢气球，运动轨迹不可能等价，根本不能用一个系数使其等价。在什么情况下才能认为等价呢？当空气作为静止参照系，地表静止物与火车相对空气做等速运动时等价。这时在空气参照系看两个氢气球都是直线上上升，两个运动参照系各自描述的上升斜率一致，有相同的数学表达形式。或者当空气相对地表静止时，火车对氢气球运动的描述，与空气对火车静止，地面对氢气球运动的描述等价。（介质相关性）

爱因斯坦相对论理由7：光在真空中的速度相等。(这个在相对论原文中是不存在的，应该是后人理解后添加的)

这一点我们不反对，它符合牛顿定律，但是从其它波的规律可知，任何波的传递，都需要介质，在达到一定的真空度时，波都无法传递，因此理论上光的传递也需要介质，我们还不能阻止光传递是因为我们还不能制造让光不能传递的真空度。光在真空中，速度也应该为0。如果真空中光速真是0，则构成洛伦兹变换推导错误的又一论据，因为等式两边同除以光速。

爱因斯坦相对论理由8：声音无法在真空中传播，光可以在星际空间传播

真空也是有相对性的，在真空中声音不能传播试验中，我们用助听器增强接收能力，或者提高放音的功率，又可以听到声音了。说明真空并没有阻挡传播，而是传播的能量不足以被接收者识别！这个现象我们也可以用光做，在一个较长距离内，低功率的光不能被接收，高功率的光能够被接收。甚至可以预言，可以被接收的微光，在介质被抽真空后，变得无法接收。

爱因斯坦相对论理由9：“光子”能量是一份份的，且具有动量，因此光是粒子。

由于声音能量，需要介质传递，当真空度降低的时候，需要有粒子过来，才能传递声能，没有粒子过来，就没有声能过来，因此试验中，声音能量也是一份份传递的。声音也具有动量，可没人承认“声子”是粒子。

爱因斯坦相对论理由10：“光子”经过太阳，光线弯曲

在光有粒子性这一点上，爱因斯坦与牛顿是一致的。但是光的波动说也能解释这个弯曲，而不需要假设光是粒子！我们知道光在经过密度不同的空气时会产生折射，最常见的现象是在阳光强烈的时候，远处公路路面象有水一样。太阳周围的大气，密度也是不均匀的，也会产生折射。不仅是光有折射现象，任何波，在介质密度不同的条件下，都会发生弯曲和折射。

爱因斯坦相对论理由11：速度接近光速，质量无限增加。有实验将粒子加速到接近光速，确实发现质量增加现象。

也有实验将粒子加速到超过一种介质中的光速，发现在突破光速的时候，也有类似超过声速时会发生的声障现象，他们称之为光障，必须克服光障的阻力，才能突破光速。联系两个实验，是否前一个实验错误的把光障阻力，当成质量增加？有待进一步核实。

爱因斯坦相对论理由12：爱因斯坦论述的光速不变，是在“静止”的参照系测得的（可以是相对做匀速直线运动的参照系，这就是伽利略相对性原理），但是，从一个参照系去测量另一个参照系是否还能够得到光速不变？牛顿理论将给出否定答案，而爱因斯坦并未解释为什么还是光速不变。

于是有人提出：各参照系测得的真空中的光速不变。似乎可以解决这个问题了。

但是除光外的其它波都是靠介质传递的，在各参照系中，测得的真空中所有机械波的速度都不变，都是0。这个不用假设，有这个前提，是否足够推导相对论？如果不能，说明真空假设的推论是有问题的，如果能，则说明任何波都有对应的相对论。这个结果结果奇怪吗？

爱因斯坦相对论双生子悖论：

两个相同飞船，各坐双生子中的一个，两飞船匀速直线远去，按相对论，动钟变慢，两人得出相反结论：对方在动，钟比自己慢。当两个飞船以同样加速度调转方向，变远离为靠近，到相遇时两钟应相同，而不是根据任何一个的相对论观点，对方的钟慢。这个结论即使用广义相对论解释，也应一致。

如果结论是相同，除了得出相对论动钟慢结论是观测效果，还能如何解释？

爱因斯坦相对论子杀父悖论：

按照爱因斯坦相对论结论，超过光速时间倒流，孩子可以回到出生前杀死父亲，则由于父亲已死，不会再生孩子，孩子则不会杀死父亲，父亲就不会死，也就会生孩子。这是个逻辑悖论。而修正后的相对论认为相对论效应只是观测效应，则不存在这个问题。

爱因斯坦空间悖论：

在狭义相对论的洛仑兹公式推导过程中，假设了空间平坦，才能使用线性方程，而广义相对论假设空间不平坦，洛仑兹变换则不能成立，也就失去了理论支持，说明广义相对论与狭义相对论，不能共用相对论原理。对此爱因斯坦没有解释。

超光速问题：

在七十年代前后，射电天文学家发现，宇宙中有4个致密的河外类星体射电源。河外射电星体有时会抛出一、两对射电星云——射电子源，这似乎是一次猛烈爆炸引起的，它们彼此高速分离，其中大约有半数出现超光速运动，甚至达到光速的5倍至10倍。

塞弗特星3C120的自身膨胀速度就超过了光速的4倍，类星体3C273，3C345，3C279各自的两个组成部分的分离速度是光速的7倍，10倍，19倍。

其它问题

由于重力等效加速度，加速度大时间慢。因此应该定义特定加速度的条件下的铯钟才是标准的。就象以前理解热胀冷缩，并没有认为热的时候空间变大一样。在高空飞行时，重力加速度对钟的影响，远大于相对论效应，也就是说，我们根据试验而不是理论计算出来的重力影响，完全可以淹没相对论效应，说相对论效应存在与不存在，只要在重力关系中进行调整，完全不存在理论问题。所以相对论效应在这个条件下是不能被证明的。

用声速测量接近声速运动的物理现象，其理论推导同相对论完全相同，也可以得到同相对论同样的结果，仅是用声速替换了光速。前提条件：声音介质中声音传播的速度不变。也有类似的钟慢尺缩现象。

在任意一种均匀稳定静止介质中传播的波，相对介质波速不变。

波速的计算方法为：波源发出波到接收器收到波的距离和时间之商。与波源发出波后的运动无关。

环球铯钟实验：以静止在实验室里的原子钟为标准，让一个原子钟绕地球一周，再与实验室里的原子钟比较。实验详情见：http://clubitsohucom/read-kpyd-8849-0-14html

作者用一些相对论公式拟合了结果，结论是："这表明，狭义相对论的时间膨胀效应只有在惯性系中才能给出正确的预言"。就是说本实验不能证明狭义相对论的时间膨胀效应。从另一个角度讲，相对论结论是动钟变慢，两个方向的钟，都是动钟，都应该变慢，没有理由一快一慢。

某种粒子高速时比静止时寿命长：粒子在运动过程中受到的撞击比静止时高出许多，为什么不能是撞击影响？静止的粒子，不断用空气分子撞击，寿命也应延长。

在真空中，“光子”又是如何具有横波的性质，左右摆动，而又不违反牛顿惯性定律，不受外力时做匀速直线运动？

既然光速不变前提只在真空有效，那么在这个前提条件下，推导出的相对论，也应只在真空有效，因此我们现在还没有相对论的适用条件。

相对论的限制条件和可扩展性

爱因斯坦提出两条假设：

1物理定律在一切惯性参考系中都具有相同的数学表达形式。

问题：一辆地面上匀速运动的车上，从车顶，自由掉下一个物体，车上的人，与车下的人所观测到的运动轨迹不是相同的数学表达形式。不能用系数简单的统一。

2光速不变原理: 在彼此相对作匀速直线运动的任一惯性参考系中，所测得的光在真空中的传播速度都是相等的。

问题：人类没有得到过物理意义上的真空，结论先不争论。是否有更普遍的适用范围？

修正如下：

1物理学定律在相同的条件下重复实验，具有相同的数学表达形式。可以通过坐标变换进行不同参照系间的转换。

2在均匀稳定的介质中，任何波的运动速度都相同。换句话说，任何波的运动速度，仅与介质相关，而与波源发出波后的运动无关。

这两个假设其实是公理，不会有人反对，也就不用假设。

相对论变换与伽利略变换是兼容的，与速度叠加是相容的，不是对立关系。运动的火车头发出的声音，相对地面静止的空气来说，声速不变，符合相对论变换；相对火车头是符合速度叠加，是声速减车速。超音速飞机内部的声音，相对飞机还是声速，类似于光速火箭发出的光，对火箭还是光速，符合相对论变换和伽利略变换；相对地面速度是声速与飞机速度的合成，符合速度叠加。如果我们忽略介质，则得到哪种变换结果，都是可能的，这是爱因斯坦相对论没有讲清楚，而且非常迷惑人的原因。

光学畸变(假设在一定条件下光速稳定为C，这个现象具有普遍性，用声音实验可以得到同样结论)

如果一个钟，以05倍光速从原点远去，我们会看到什么现象呢？

一秒钟时，它距离原点05光秒距离，但这个事件我们在原点看见，需要再过05秒，于是我们发现，在本地钟15秒时，远处的钟在05光秒处。计算得知05/15=1/3光速，也就是我们测量到钟在以1/3光速前进。两秒钟时远处的钟在1光秒处，我们看到是在3秒时。也是1/3光速。

于是我们认为钟是以1/3光速匀速运动的，好象钟慢。

理想点以a倍光速远去，1秒钟远离aC(光速)距离，在计时起位置要a秒传过来，到达aC的事件将在a+1秒传到观察者，观察者认为速度为aC/(1+a)，速度永远小于光速。a为1时看到以1/2C远离。

理想点以a倍(a小于1)光速靠近，计时位置要x秒传过来，1秒后位置要x+1-a秒传过来，观察者认为速度为a/(1-a)，快于光速。

理想点以光速接近，观察者突然看到它和它以前所有影像。

理想点以a倍(a大于1)光速接近，观察者先看到近端形象，后看到远端形象，以为远离。近处形象要x秒传过来，1秒前形象要1+x+a秒速度为a/1+a，速度越大越接近光速远离。

一条理想尺子，每01光秒处有一个刻度，一条静止线段，长01光秒，我们观察到线段与尺子重合，长度为01光秒。线段离我们远去，1秒后，到达尺子01至02光秒刻度处，可我们在01秒后才观察到近端到达01光秒刻度处，02秒后才看到远端到达02光秒刻度处，就是在11秒时我们看到近端到达01光秒刻度时，远端还在向02光秒刻度处运动，线段短了，好象尺缩短。1秒后线段停了，我们看到11秒时近端不动了，线段远端在11秒到12秒时继续运动，12秒后到达02光秒处。

线段在涨长！

同理，向我们运动时线段会变长。线段并没有变，是人的观测结果变了。

超过声速我们将追上钟以前发出的声音，也就是先听到钟敲3下，报3点，再听到钟敲2下，报2点，然后听到钟敲1下，报1点，这就是超过声速时间倒流现象！

这就是著名的钟慢尺缩、超过光速时间倒流效应原理，爱因斯坦在其相对论论文中，从未提及这个效应，应该是爱因斯坦忽略了这个问题。我们认为，这个才是真正意义上的相对论，具有限制条件，在条件内，很多速度都有运动的相对论效应。

公式就是那些，重要的是洛仑兹变换。尺缩，钟慢，质速关系，质能关系。

狭义相对论是A。爱因斯坦创立的理论,主要内容是依据两个公设与一个变换。

一个变换是洛仑兹变换(不同惯性系之间的变换必须是loretz变换)。

两个公设是:相对性原理(就是:物理定律在一切惯性系中都相同。)与光速不变原理(就是:光在真空中总有确定速度,与观察者或光源的运动无关)。

从而有四个推论(a运动的尺变短;b运动的钟变慢;c光子的静质量为零;d物质不可能超过光速)和三个关系式(a速度合成公式;b质量速度公式;c质能关系式)。

这里的速度合成公式，就是把所有超过光速的运动都变换成速度低于光速了。至于质量速度公式，就是在测量出的速度与原理论的计算不符合后，为了使原理论照常能用，把质量也进行了变化后的计算式子。

提出时空是个四维连续区，把时间作为第四维（虚数维）与空间坐标建立了联系，用复数空间坐标表示物体的运动，因为复数是不能比较的，也就取消了比较基准。把比较基准相对化，是狭义相对论的特色。

提出同时性是相对的，也就是不同的参照系有不同的时间与空间度量基准。用光线作为同时性的校对信号，作为两点间来说，还是可以用的，推广后，就会有没有办法确定起点的问题，就会把看到的当成真实的。

1、广义相对论：R_uv-1/2×R×g_uv=κ×T_uv

2、狭义相对论：S(R4,η_αβ)

3、相对速度公式：△v=|v1-v2|/√(1-v1v2/c^2)

4、相对长度公式L=Lo √(1-v^2/c^2)Lo

5、相对质量公式M=Mo/√(1-v^2/c^2)Mo

6、相对时间公式t=to √(1-v^2/c^2)to

7、质能方程E=mc^2

相对论是关于时空和引力的理论，主要由爱因斯坦创立，依其研究对象的不同可分为狭义相对论和广义相对论。相对论和量子力学的提出给物理学带来了革命性的变化，它们共同奠定了现代物理学的基础。相对论极大地改变了人类对宇宙和自然的“常识性”观念，提出了“同时的相对性”、“四维时空”、“弯曲时空”等全新的概念。

不过近年来，人们对于物理理论的分类有了一种新的认识——以其理论是否是决定论的来划分经典与非经典的物理学，即“非经典的=量子的”。在这个意义下，相对论仍然是一种经典的理论。

扩展资料：

狭义相对论与广义相对论的分别

传统上，在爱因斯坦刚刚提出相对论的初期，人们以所讨论的问题是否涉及非惯性参考系来作为狭义与广义相对论分类的标志。随着相对论理论的发展，这种分类方法越来越显出其缺点——参考系是跟观察者有关的，以这样一个相对的物理对象来划分物理理论，被认为不能反映问题的本质。

目前一般认为，狭义与广义相对论的区别在于所讨论的问题是否涉及引力（弯曲时空），即狭义相对论只涉及那些没有引力作用或者引力作用可以忽略的问题，而广义相对论则是讨论有引力作用时的物理学。用相对论的语言来说，就是狭义相对论的背景时空是平直的，即四维平凡流型配以闵氏度规，其曲率张量为零，又称闵氏时空；而广义相对论的背景时空则是弯曲的，其曲率张量不为零。

-相对论

由洛伦兹坐标变换原理可得:

Vx'=(Vx-V)/[(1-VVx)/c^2]

Vy'=Vy[(1-V^2/c^2)^(-1/2)]/(1-VVx/c^2)

Vz'=Vz[(1-V^2/c^2)^(-1/2)]/(1-VVx/c^2)

其中Vx'、Vy'、Vz'为在坐标系K'中的速度，Vx、Vy、Vz为在参考坐标系K中的速度，V为K和K'两参考坐标系的相对速度。

而你这个问题只需要考虑x一个方向（因为根据题意，速度都是同向的）

又因为是已知相对于K'的速度，而要求在参考坐标系K下的观察速度，所以需要变换公式：

将V和V'对调，将V变为-V，得：

Vx=(Vx'+V)/(1+Vx'V/c^2)

即：

V=(V'+V相对）/（1+V'V相对/c^2)

代入你的具体问题理解，比如火车与人的那个问题，即是：

我们观测的速度=人在火车上的速度+火车相对于地面的速度再除以1加上人在火车上的速度与火车相对于地面的速度的乘积除以光速的平方。

代入数据得V=(10+10)/(1+1010/[(3010^8)^2]=20/[1+11110^(-15)]≈20-10^(-15)