日期：2013-04-12 21:54:57
　　相对论四、坚定信念，信任自己的眼睛
　　我站立不动，看着光的速度是光速，一个人（我们叫他小明吧）在追着光奔跑，我看小明的奔跑速度是V，所以我推测在小明的眼中：光在以（光速-V）的速度前进。然而，麦克逊-莫雷实验告诉我，我错了，小明看光的速度也是光速。同时，小明把自己当做不动的话，他看我就是正在以一个速度U逆着光移动（奔跑的人眼中，静止的人是在动的，这很好理解），所以小明会认为在我的眼中，光的速度应该是(光速+U)。很明显，小明也错了。我和小明都错了，而且我俩的观点是矛盾的，那怎么办呢？

　　站在我的角度来说，我必须要相信我亲眼看到的，否则一切都无从谈起了。那么究竟什么是我亲眼看到的？有两件事：第一、光的速度是光速，第二、小明在以V的速度奔跑。至于在小明眼中，光和我的速度，都只是我的推测。事实证明我的推测是错误的，所以我要做的是相信我的观察，并改变我的推测方式。
　　对小明来说也一样，我以U的速度移动，光以光速在移动也是小明亲眼所见的两件事。至于在我的眼中，小明以U的速度在奔跑，光以（光速+U）的速度在移动也是他的推测。同样的，小明也要相信他的观察，并改变他的推测方式。
　　这就是相对论：所有人都以自己的观察为基础，来推测其他人眼中的世界。
　　在研究“推测方式”是什么之前，我们首先要搞明白一件事。假设我找到一种推测方式，可以让我正确地推测出小明眼中的世界。小明也找到一种推测方式，可以让他正确地推测出我眼中的世界。那这两种推测方式是一样的吗？如果不一样，那就没得搞了，因为那样就有无限多种推测方式（速度可取任意值），我们也就没办法认识世界了。这就是上面提到的充满信念的原理：相对性原理。我们必须认定存在一种推测方式是适用于所有人的。

　　还有一个问题，那就是我眼中小明的速度和小明眼中我的速度是否相等的（大小相等），我们也有理由认定是相等的，因为我们两个在对方眼中是完全相对的。也就是说U=V。
　　OK，现在可以开始找出这一个推测方式了。我们一直在说的是要推测别人眼中的“速度”，但“速度”这个量有点麻烦。因为速度是什么？一定时间内在空间中移动的距离。所以要推测速度，我们要从空间和时间入手。
　　现在，已经找到了解决问题的思路，让我们开始吧。
　　日期：2013-04-13 11:08:40
　　相对论五、你在玩我吗？
　　现在有两个人，我们分别称为A和B。两个人各携带完全相同的一把尺子和一个计时器（秒表）。他们两个完全重合地站在一起。当然了，现实中完全重合是不可能的，但在我们脑海中是可以的。
　　某一个时刻，同时发生以下的事件：一、B以“在A看来是U”的速度超前移动。二、A和B的秒表都开始计时。三、一束光从A和B所在的位置向着与B相同的方向前进。
　　在A和B所在的直线上的任何一个点P，假设B在自己的秒表显示为T的时刻用尺子测量自己与P的距离，得出结果X。现在我们站在B的立场上，推测点P与A的距离。按照我们的常规经验，A和B的距离是UT，B与P的距离是X，所以A与P的距离x应该等于X+UT。我和小明的故事告诉我们x=X+UT这种推测方式是不正确的，但不考虑光的时候这种方式又非常符合我们的观测结果。所以我们可以知道，正确的推测方式必须在常规情况下极度接近x=X+UT。所以我们可以大胆地把推测方式猜测为：γ(X+UT),而这个γ在常规情况下极度接近于1。

　　现在我们转换到A的视角。同样的，如果A在自己的秒表显示为t的时刻，用尺子测量一个点P的距离为x，那么按照常规方式，他推测B与P的距离X=x-Ut。同样我们也可以大胆地把推测方式设定为X=α(x-Ut)。我们前面说了，我们要相信A和B的推测方式是相同的，也就是说γ=α。所以推测方式是X=γ(x-Ut)。
　　现在我们只要把γ找出来就可以确定了推测方式了。
　　我们还有一个重要的事情没有用到，那就是在两个人眼中光的速度是相同的。我们假设上面和B一起出发的光在某个时刻走到了点P1，此时A用尺子量了下P1与自己的距离记为x1，同时记下自己的秒表的时刻t1。B也做同样的事情，分别记为X1,T1。我们要知道光在A和B眼中的速度都是光速，所以可以知道：x1=c*t1，X1=c*T1。再把这两个关系式带入上面的推测方式，可以知道：
　　c*t1=γ(c*T1+U*T1),c*T1=γ(c*t1+U*t1)
　　由这两个公式我们就可以求出γ了。我不想写除了加减乘数以外的公式，但γ是相对论的关键，所以还是把它写下来吧，不喜欢的不用看。
　　现在γ找到了。一切都大功告成了吗？先别着急，因为令人迷惑的事情发生了：
　　我们上面说了，B通过自己对P的测量结果X和T，可以知道A与P的距离是x=γ(X+UT),而A推测B的方式是：X=γ(x-Ut)。我们什么也不想，单纯通过这两个公式的合并找到通过A的观测结果来推测B的时间T的表达式为：

　　T=γt+((1-γ2)*x)/γU。
　　这是什么意思？我们推测出的B的时间和x有关，这TM是什么玩意？
　　稍安勿躁，我们前面说了，当γ=1时，这种推测方式是符合我们的常规认识的。那如果γ=1，上面的T=t。完全和位置无关，还好，还好。然而，γ不等于1时，时间和位置（空间）就纠缠在一块了。
　　我们必须搞清楚这是怎么一回事。
　　日期：2013-04-13 13:22:34
　　相对论六、小明和小红
　　X=γ(x+Ut)--公式1; T=γt+((1-γ2)*x)/γU--公式2。
　　这两个公式就是我们要找的A和B通过自己的观察推测对方眼中世界的方式。单看公式没有什么好奇怪的，但如果赋予物理意义，就会变得一团糟。
　　我们假想0点钟小明送小红登上火车，同时两个人把表对准。小明站在原地，小红随着火车向前飞驰。以后的某天，小红告诉小明，自己那天在火车上看到前方1000米处有一群猪在游泳。小明是不可能知道猪在哪里游泳的，因为小明不知道看到猪游泳时小红在哪里，也就不知道小红的前方1000米是哪里。如果小红告诉小明，在10点整的时候，看到前方1000米有群猪在游泳，那么小明就可以根据上面的公式1和2（U就是火车的速度），计算出在自己的世界中，猪游泳的具体时间和地点。

　　上面一段事情，我们理解起来很舒服，因为符合我们的常识。但是这一件事恐怕就有违常理了：某天小红告诉小明，那天在火车上10点钟的时候看到了一群猪在游泳。然后小明想要推理出小红看到猪在游泳时，自己的表显示的时间。他发现，自己根本不可能知道。因为通过公式2，不知道x，也就计算不出小红看到猪游泳时自己的表的时间。
　　到现在为止，我有点羡慕游泳的猪了。但是别急，还没有完呢。
　　小红又告诉小明，那天在火车上，在10点钟的时候看到前方1000米处有一群猪在游泳，在11点钟的时候又看到了前方500米处另一群猪在游泳。
　　我们先举一个简单的例子：一个简单的公式：T=t+x，t=1且x=2的时候计算出来T=3；t=1.5且x=1.5的时候计算出来的T也是3。这说明什么？我们可以选取不同的t和x使得计算出来的T相等。

　　虽然公式2有点复杂，但道理是一样的，也会存在不同的t和x使得计算出来的T相等。我们假设小红告诉小明的两群猪的时间地点就符合这个条件（我没有计算，随便取的数值，仅仅说明意思）。小明把10和1000带入公式2，求出小红看到第一群猪游泳的时候自己表的时间T1，然后同样的方法可以计算小红看到第二群猪游泳时自己的表的时间T2。然后发现T1=T2，我们假设都是10点半（也是胡乱取的）。这说明什么？说明小红在10点和11点看到两群猪游泳时，小明的表的指针都是指向10点半，这两件事在小明的世界里在10点半同时发生！

　　猪爷，收留我吧，我跟你们混。
　　日期：2013-04-13 13:30:27
　　在说个小明小红和猪吧：
　　小红告诉小明，自己在10点钟的时候看到前方1000米和500米处各有一群猪在游泳。于是小明把10和1000带入公式2求出小红看到1000米处那群时自己的表的时间T1，再求出看到500米处那群猪时自己的表的时间T2，发现T1≠T2！因为t相等，x不相等，所有T不可能相等。这说明：小红同时看到两群猪游泳，但小明的表却指向不同的时间！