按照相對(duì)論能量與質(zhì)量是對(duì)應(yīng)的不可分割的，也就是有能量必有質(zhì)量，有質(zhì)量必有能量，關(guān)系為E=mc^2,所以物體被加速后將同時(shí)獲得能量和質(zhì)量，摩托車的能量來(lái)自自身，所以質(zhì)量也來(lái)自自身，總質(zhì)量不變（電池變輕，車身變重），電車能量來(lái)自外界，質(zhì)量也來(lái)自外界，總質(zhì)量增加。
狹義相對(duì)論有兩條基本假設(shè)：1，真空中光速不變
2，物理定律在不同的參考系中取相同的形式
選A
【狹義相對(duì)論】
馬赫和休謨的哲學(xué)對(duì)愛(ài)因斯坦影響很大。馬赫認(rèn)為時(shí)間和空間的量度與物質(zhì)運(yùn)動(dòng)有關(guān)。時(shí)空的觀念是通過(guò)經(jīng)驗(yàn)形成的。絕對(duì)時(shí)空無(wú)論依據(jù)什么經(jīng)驗(yàn)也不能把握。休謨更具體的說(shuō)：空間和廣延不是別的，而是按一定次序分布的可見(jiàn)的對(duì)象充滿空間。而時(shí)間總是又能夠變化的對(duì)象的可覺(jué)察的變化而發(fā)現(xiàn)的。1905年愛(ài)因斯坦指出，邁克爾遜和莫雷實(shí)驗(yàn)實(shí)際上說(shuō)明關(guān)于“以太”的整個(gè)概念是多余的，光速是不變的。而牛頓的絕對(duì)時(shí)空觀念是錯(cuò)誤的。不存在絕對(duì)靜止的參照物，時(shí)間測(cè)量也是隨參照系不同而不同的。他用光速不變和相對(duì)性原理提出了洛侖茲變換。創(chuàng)立了狹義相對(duì)論。
狹義相對(duì)論是建立在四維時(shí)空觀上的一個(gè)理論，因此要弄清相對(duì)論的內(nèi)容，要先對(duì)相對(duì)論的時(shí)空觀有個(gè)大體了解。在數(shù)學(xué)上有各種多維空間，但目前為止，我們認(rèn)識(shí)的物理世界只是四維，即三維空間加一維時(shí)間。現(xiàn)代微觀物理學(xué)提到的高維空間是另一層意思，只有數(shù)學(xué)意義，在此不做討論。
四維時(shí)空是構(gòu)成真實(shí)世界的最低維度，我們的世界恰好是四維，至于高維真實(shí)空間，至少現(xiàn)在我們還無(wú)法感知。我在一個(gè)帖子上說(shuō)過(guò)一個(gè)例子，一把尺子在三維空間里（不含時(shí)間）轉(zhuǎn)動(dòng)，其長(zhǎng)度不變，但旋轉(zhuǎn)它時(shí)，它的各坐標(biāo)值均發(fā)生了變化，且坐標(biāo)之間是有聯(lián)系的。四維時(shí)空的意義就是時(shí)間是第四維坐標(biāo)，它與空間坐標(biāo)是有聯(lián)系的，也就是說(shuō)時(shí)空是統(tǒng)一的，不可分割的整體，它們是一種“此消彼長(zhǎng)”的關(guān)系。
四維時(shí)空不僅限于此，由質(zhì)能關(guān)系知，質(zhì)量和能量實(shí)際是一回事，質(zhì)量（或能量）并不是獨(dú)立的，而是與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相關(guān)的，比如速度越大，質(zhì)量越大。在四維時(shí)空里，質(zhì)量（或能量）實(shí)際是四維動(dòng)量的第四維分量，動(dòng)量是描述物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的量，因此質(zhì)量與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)就是理所當(dāng)然的了。在四維時(shí)空里，動(dòng)量和能量實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一，稱為能量動(dòng)量四矢。另外在四維時(shí)空里還定義了四維速度，四維加速度，四維力，電磁場(chǎng)方程組的四維形式等。值得一提的是，電磁場(chǎng)方程組的四維形式更加完美，完全統(tǒng)一了電和磁，電場(chǎng)和磁場(chǎng)用一個(gè)統(tǒng)一的電磁場(chǎng)張量來(lái)描述。四維時(shí)空的物理定律比三維定律要完美的多，這說(shuō)明我們的世界的確是四維的。可以說(shuō)至少它比牛頓力學(xué)要完美的多。至少由它的完美性，我們不能對(duì)它妄加懷疑。
相對(duì)論中，時(shí)間與空間構(gòu)成了一個(gè)不可分割的整體——四維時(shí)空，能量與動(dòng)量也構(gòu)成了一個(gè)不可分割的整體——四維動(dòng)量。這說(shuō)明自然界一些看似毫不相干的量之間可能存在深刻的聯(lián)系。在今后論及廣義相對(duì)論時(shí)我們還會(huì)看到，時(shí)空與能量動(dòng)量四矢之間也存在著深刻的聯(lián)系。
【廣義相對(duì)論】
相對(duì)論問(wèn)世，人們看到的結(jié)論就是：四維彎曲時(shí)空，有限無(wú)邊宇宙，引力波，引力透鏡，大爆炸宇宙學(xué)說(shuō)，以及二十一世紀(jì)的主旋律--黑洞等等。這一切來(lái)的都太突然，讓人們覺(jué)得相對(duì)論神秘莫測(cè)，因此在相對(duì)論問(wèn)世頭幾年，一些人揚(yáng)言全世界只有十二個(gè)人懂相對(duì)論。甚至有人說(shuō)全世界只有兩個(gè)半人懂相對(duì)論。更有甚者將相對(duì)論與通靈術(shù)，招魂術(shù)之類相提并論。其實(shí)相對(duì)論并不神秘，它是最腳踏實(shí)地的理論，是經(jīng)歷了千百次實(shí)踐檢驗(yàn)的真理，更不是高不可攀的。
相對(duì)論應(yīng)用的幾何學(xué)并不是普通的歐幾里得幾何，而是黎曼幾何。相信很多人都知道非歐幾何，它分為羅氏幾何與黎氏幾何兩種。黎曼從更高的角度統(tǒng)一了三種幾何，稱為黎曼幾何。在非歐幾何里，有很多奇怪的結(jié)論。三角形內(nèi)角和不是180度，圓周率也不是3.14等等。因此在剛出臺(tái)時(shí)，倍受嘲諷，被認(rèn)為是最無(wú)用的理論。直到在球面幾何中發(fā)現(xiàn)了它的應(yīng)用才受到重視。
空間如果不存在物質(zhì)，時(shí)空是平直的，用歐氏幾何就足夠了。比如在狹義相對(duì)論中應(yīng)用的，就是四維偽歐幾里得空間。加一個(gè)偽字是因?yàn)闀r(shí)間坐標(biāo)前面還有個(gè)虛數(shù)單位i。當(dāng)空間存在物質(zhì)時(shí)，物質(zhì)與時(shí)空相互作用，使時(shí)空發(fā)生了彎曲，這是就要用非歐幾何。
相對(duì)論預(yù)言了引力波的存在，發(fā)現(xiàn)了引力場(chǎng)與引力波都是以光速傳播的，否定了萬(wàn)有引力定律的超距作用。當(dāng)光線由恒星發(fā)出，遇到大質(zhì)量天體，光線會(huì)重新匯聚，也就是說(shuō)，我們可以觀測(cè)到被天體擋住的恒星。一般情況下，看到的是個(gè)環(huán)，被稱為愛(ài)因斯坦環(huán)。愛(ài)因斯坦將場(chǎng)方程應(yīng)用到宇宙時(shí)，發(fā)現(xiàn)宇宙不是穩(wěn)定的，它要么膨脹要么收縮。當(dāng)時(shí)宇宙學(xué)認(rèn)為，宇宙是無(wú)限的，靜止的，恒星也是無(wú)限的。于是他不惜修改場(chǎng)方程，加入了一個(gè)宇宙項(xiàng)，得到一個(gè)穩(wěn)定解，提出有限無(wú)邊宇宙模型。不久哈勃發(fā)現(xiàn)著名的哈勃定律，提出了宇宙膨脹學(xué)說(shuō)。愛(ài)因斯坦為此后悔不已，放棄了宇宙項(xiàng)，稱這是他一生最大的錯(cuò)誤。在以后的研究中，物理學(xué)家們驚奇的發(fā)現(xiàn)，宇宙何止是在膨脹，簡(jiǎn)直是在爆炸。極早期的宇宙分布在極小的尺度內(nèi)，宇宙學(xué)家們需要研究粒子物理的內(nèi)容來(lái)提出更全面的宇宙演化模型，而粒子物理學(xué)家需要宇宙學(xué)家們的觀測(cè)結(jié)果和理論來(lái)豐富和發(fā)展粒子物理。這樣，物理學(xué)中研究最大和最小的兩個(gè)目前最活躍的分支：粒子物理學(xué)和宇宙學(xué)竟這樣相互結(jié)合起來(lái)。就像高中物理序言中說(shuō)的那樣，如同一頭怪蟒咬住了自己的尾巴。值得一提的是，雖然愛(ài)因斯坦的靜態(tài)宇宙被拋棄了，但它的有限無(wú)邊宇宙模型卻是宇宙未來(lái)三種可能的命運(yùn)之一，而且是最有希望的。近年來(lái)宇宙項(xiàng)又被重新重視起來(lái)了。黑洞問(wèn)題將在今后的文章中討論。黑洞與大爆炸雖然是相對(duì)論的預(yù)言，它們的內(nèi)容卻已經(jīng)超出了相對(duì)論的限制，與量子力學(xué)，熱力學(xué)結(jié)合的相當(dāng)緊密。今后的理論有希望在這里找到突破口。