1樓：匿名使用者
1、狹義相對論不能解釋慣性系的特殊、優越性問題
在經典力學中，力學方程在不同的慣性參照系中具有不變性，若將同一物理現象放在非慣性系中描述，其力學方程將發生改變，這就產生了一個問題：「慣性參照系是否在物理上具有特殊的性質和較其它參照系更為優越呢？」物理學家牛頓、馬赫曾研究過這個問題，但都無法說明同一物理現象對慣性系和非慣性系為什麼會有不同的表現。
愛因斯坦創立了狹義相對論，並提出了兩條基本原理：相對性原理和光速不變原理。根據基本原理，推匯出新的時空變換關係。
在新的時空變換關係中，麥克斯韋電動力學方程組在不同的慣性系中數學形式相同，電磁規律對所有的慣性系都是等價的。愛因斯坦發現在狹義相對論的範疇內，仍然無法解決慣性系的特殊、優越性問題。愛因斯坦面對的是物理學中一個歷史性的難題和挑戰。
愛因斯坦從牛頓、馬赫的失敗中認識到從理論上論證慣性系的特殊和優越性是不可取的，狹義相對論原理對這個理論問題同樣做不出解答。愛因斯坦尖銳地意識到這一點,並認為這是經典力學、狹義相對論都「固有的認識論上的缺點」。解決這個困難,出路只有兩條:
要麼從理論上闡明慣性座標系特殊、優越的物理原因,要麼從理論上消除慣性座標系特殊、優越的物理地位。愛因斯坦選擇了第二條出路,就是擴大狹義相對論原理的物理內容。2023年愛因斯坦曾回憶說：
「如果速度概念只能有相對的意義，難道我們還固執地把加速度當作一個絕對的概念嗎？」。他思索著從擴大狹義相對論的內容和原理著手，用新的觀念和論點從理論上消除慣性系的特殊和優越。
2、「剛性」空間-時間度規不能解決非慣性系中的問題
在經典力學中，時空是絕對的，幾何學只是一種數學工具，反映了一個平直的物理空間。在狹義相對論中，光速是恆定的，以光速為基礎的時空也是均勻的、各向同性的，狹義相對論所依附的四維時空統一體是一個具有平直性質的贗歐幾里德空間。
狹義相對論擺脫了絕對時空觀的束縛，確立了同時性的相對性，時間間隔的相對性和空間長度測量與參照系運動狀態有關等新的時空觀。然而，在同一參照系中，仍按統一的測量標準測量時間與長度，這意味著狹義相對論中仍具有剛性的尺和同步的時鐘，其空－時度規的性質仍是「剛性」的。
愛因斯坦在研究中發現，當我們處在一個非慣性系內的時候，大範疇內平直的座標空間概念已經失效，不能夠用到處同步的鐘和到處一樣長度且與取向無關的尺，狹義相對論所依附的空-時度規不能解決非慣性系的問題。
3、狹義相對論不能解決引力現象問題
愛因期坦曾反覆運用數學方法修改牛頓的引力理論，企圖把引力現象歸納在狹義相對論的範疇之內，但沒有獲得成功。愛因斯坦通過狹義相對論，把電場與磁場統一起來，把質量和能量統一起來,把牛頓力學方程作了相對論修正,使之與麥克斯韋方程協調起來了。接著，愛因斯坦想把引力現象也納入狹義相對論的範疇。
他作了初步嘗試後發現：物體的質量是它所含能量的量度，若物體的能量改變ε，那麼質量也要改變ε/c2。按這個結論,物體的慣性質量將隨其能量而變，落體的加速度同它的水平速度或者物體的內能有關。
這不符合在引力場中的一切物體都具有同一加速度的實驗事實。推出的結論不能解釋引力場中的普遍事實。
愛因斯坦在2023年開始認識到「在狹義相對論的框架裡，是不可能有令人滿意的引力理論的。」
2樓：科學有故事
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狹義相對論侷限
3樓：丨中原一點紅
狹義相對論的侷限，也可以說是非廣義相對論的其他經典理論的侷限。
這個根本的問題就是：--我們有物理定律，但是不知道這些定律用在**。--
因為我們找不到一個慣性系。我們的地球不是，宇宙中任意一個地方也不是，這個慣性系只能想象。
物理學的最基本的一個定律，慣性定律，也僅僅是個理想定律。我們知道在通常的壞境下驗證，這個定律，也可以說非廣義相對論的一切定律，都是有偏差的。要證明或推翻這些定律，只能用理想實驗。
這樣我們的物理學就像是築在沙灘上一樣，經歷不起風雨。
我們有定律，但是不知道它對應著哪個參考系，這就是狹義相對論的最大的侷限性。
廣義相對論就解決了這個問題，它把物理定律成功的運用到一切參考系下了。
4樓：匿名使用者
狹義相對論侷限性主要是隻適用於做勻速直線運動的慣性參照系，而不適用於包括引力場、加速系在內的非慣性系；對於非慣性系，要用廣義相對論。
5樓：科學有故事
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狹義相對論的理論侷限
6樓：手機使用者
狹義相對論的建立，對物理學起了巨大的推動作用，並且深入到量子力學的範圍，成為研究高速粒子不可缺少的理論，並取得了豐碩的成果。但是有兩個原則性的根本問題未能解決。第一個是定義慣性系引起的困難。
由於否定了「絕對時空」，慣性參考系（慣性系）成了無法定義的概念。如果慣性系是指牛頓第二定律在其中成立的參考系，那麼只有在慣性系中牛頓第二定律才能成立，從而陷入「邏輯迴圈」，整個理論如同建築在沙灘之上。第二個是萬有引力引起的困難。
萬有引力定律與「絕對時空」緊密相連，必須加以修正，但其在洛倫茲變換下不具有協變性 ，因此無法納入狹義相對論的框架。直至廣義相對論建立之後，問題才得以徹底解決。
7樓：科學有故事
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狹義相對論的侷限網路公選課的答案
8樓：c上善g若水
狹義相對論的侷限，也可以說是非廣義相對論的其他經典理論的侷限。
這個根本的問題就是：--我們有物理定律，但是不知道這些定律用在**。--
因為我們找不到一個慣性系。我們的地球不是，宇宙中任意一個地方也不是，這個慣性系只能想象。
物理學的最基本的一個定律，慣性定律，也僅僅是個理想定律。我們知道在通常的壞境下驗證，這個定律，也可以說非廣義相對論的一切定律，都是有偏差的。要證明或推翻這些定律，只能用理想實驗。
這樣我們的物理學就像是築在沙灘上一樣，經歷不起風雨。
我們有定律，但是不知道它對應著哪個參考系，這就是狹義相對論的最大的侷限性。
廣義相對論就解決了這個問題，它把物理定律成功的運用到一切參考系下了。
狹義相對論有哪些困難呢？科學家是怎麼看待的？
9樓：匿名使用者
2023年，愛因斯坦發展出了狹義相對論，把空間和時間聯絡在一起。光速不變原理和相對性原理在這之中起了重要作用。相對性原理告訴我們，一切慣性系都是平權的，並不存在一個特殊的絕對空間和絕對時間；光速不變原理還告訴我們，光在任何慣性系當中的速度都是一樣的。
愛因斯坦通過這兩個原理，獨自推匯出了洛倫茲變換。
需要說明的是，洛倫茲變換並不是愛因斯坦首先推匯出來的。2023年，洛倫茲早就在他的「電子論」中推匯出了洛倫茲變換的數學形式。但是，當時洛倫茲對這些公式的物理解釋還停留在牛頓時代，他認為存在著絕對空間，而公式中的變換後的時間不是真正的時間。
並且，當時他還反對愛因斯坦的時空觀，為了區別兩者的理論，洛倫茲把愛因斯坦的理論稱為「相對論」，於是這個名字就保留了下來。
在享受狹義相對論的成功帶來喜悅的同時，愛因斯坦清醒地認識到，他的理論存在著兩個方面的不足。第一個不足是慣性系無法定義，第二個不足是萬有引力無法寫成洛倫茲變換的形式。
慣性系引起的困難
雖然愛因斯坦拋棄了絕對空間的概念，但這也產生了一個困難：慣性系無法定義，該去**尋找慣性系呢？愛因斯坦腦中首先想到的是利用慣性定律來定義慣性系，即慣性系是慣性定律成立的參考系。
慣性定律的內容是：不受外力的物體將保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。然而，不受外力意味著一個物體能在慣性系中保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。
這就造成了迴圈定義，即定義慣性系要用到慣性定律，定義慣性定律要用到慣性系。
另一個想法是定義一無所有的空間中靜止或勻速運動的參考系為慣性系。但是如果空間一無所有，我們根本沒法區分任何運動，任何的參考系都建立不起來。所以，慣性系的定義成了狹義相對論的一個困難。
狹義相對論的整個理論都建立在慣性系上，可是我們卻找不到慣性系在**。我們有了好的理論，但是卻沒有適合它的框架。
萬有引力引起的困難
狹義相對論遇到的第二個困難與萬有引力定律有關。在那個時代，科學家們只發現了兩種基本力：電磁力和萬有引力。
在愛因斯坦的狹義相對論中，電磁定律和動力學定律都可以寫成洛倫茲協變的形式，即四維時空中的張量方程。但是，當他試圖也把萬有引力也寫進去的時候卻失敗了。該定律似乎與狹義相對論的框架不相容，與相對性原理相矛盾。
解決困難
既然無法定義慣性系，愛因斯坦乾脆就取消了它的特殊地位，把自己的整個理論建立在任意參考系的基礎上。相對性原理被擴充套件成廣義相對性原理：一切參考系都是平權的，物理定律在任何座標系下形式都不變。
光速不變原理也從慣性系擴充套件到任意參考系。
在引力質量和慣性質量相等的事實上，愛因斯坦提出了強等效原理：區域性慣性場與引力場等效。等效原理使他想到引力應與慣性力一樣起源於座標的曲線性，考慮到沒有引力的閔科夫斯基是平直時空，他覺得引力應該是彎曲的時空。
狹義相對論解決了怎樣的物理學問題？
10樓：漫閱科技
狹義相對論圓滿解決了許多物理學的問題之後，愛因斯坦仍不滿足。他又看到了新理論的侷限性。因為狹義相對論的相對性原理還是限制在相對做勻速運動的慣性系裡。
否定了靜止的以太作為特殊的座標系，這是一大進步，但為什麼慣性系在物理學中還是比其他座標系都特殊與優越？愛因斯坦尖銳地意識到這是「認識論上的缺陷」。所以，他不顧朋友的勸告，仍然孤軍深入，單獨從事相對論的研究，繼續探求一種更普遍的更和諧的物理理論。
11樓：這就是宇宙
狹義相對論：能揭示空間和時間的奧祕？一分鐘帶你瞭解狹義相對論
狹義相對論的問題
12樓：阿木亮
能躲過的。在s系（隧道）中，兩道閃電同時出現，但在s'系（列車）中，人們先看到前面的閃電先閃，然後安全穿過，等車尾進入隧道後，後面的閃電才閃，所以列車上的人是安全的。這麼說吧，你看到的因果關係在其它座標系中依舊成立。
懂了嗎？我猜你可能看不懂公式，所以只用文字敘述了。
13樓：玉杵搗藥
樓主忽略了參照系
建議樓主找一本愛因斯坦的《論動體的電動力學》看一下。
狹義相對論的問題
14樓：
說高速運動的系統上時間會變慢只是形象的表達相對的時間關係，並不是完全從理論上的表達。
我們知道用放大鏡看物體時看到的是放大了的影像，但是我們經常說物體被放大了。其實物體還是那麼大，只是看上去大了。相對看到的現象而言，反而應該說物體變小了。
我們在用放大鏡觀察物體時可以一會用放大鏡一會不用，可以互相對比。但是我們觀測遙遠的天體時我們無法一會用光一會不用光。我們只有一種文式來觀察。
因此「真實」情況就只能靠計算來得知了。
從洛倫茲變換的推導以及我們日常的經驗和常識可知，事實上無論速度多快，那是對方的事，我們的時間和長度都不會受影響。比如不會因為我們旁邊有飛機飛過而改變我們的時間和長度。
我們看一個非常簡單的例子：
一個人坐在路邊椅子上看書：
相對椅子他的速度是0，
相對路上的行人他的速度可能是1.3米/秒
相對路上的汽車他的速度可能是13米/秒
相對天上的飛機他的速度可能是130米/秒
相對飛行的炮彈他的速度可能是1300米/秒
相對太空的飛船他的速度可能是13000米/秒
相對掠過的流星他的速度可能是130000米/秒
事實上他有無窮多種速度，要是他的時間會隨速度改變，那他應該如何變？聽誰的？
相對觀測者來說，因為速度的原因造成了觀測結果的偏差，也就是說高速運動的系統觀測我們的時間會變快。同樣的，我們觀測到的高速運動的系統上的時間也會變快。相觀於我們的觀測結果而言，是對方的時間要比觀測結果慢。
在討論相對論問題時一定要有清淅的概念，正確的理解各種結論的真實意義。
當然有的時候一些表達是帶有習慣性的表達，不過不要因為表達的方式而改變了概念。
比如我們常說物體被放大了，不要以為真的是物體變大了。這只是我們看到的現象。
同樣的，說時間變慢了也不是說真的時間變慢了，而是時間變得比觀測結果慢，事實上是觀測結果變快。
上面是洛倫茲變換的推導模型：
一光子鐘上的光子在ab間往復運動（相當於鐘擺），a相對o以速度v運動，在a與o重合時剛好光子由a射向b，在a看來，光子的路程是ct' ，在o看來光子的路程是 ct ，並且在t 時間內a移動了vt 的距離。
根據勾股定理得知三個長度的關係是(ct')²＋(vt)²＝(ct)²
解出t'來就得到：t'＝t√(1－v²/c²)
解出t 來就得到：t＝t'/√(1－v²/c²)
單從公式上看，好像是隻要速度＞0，t'＜t。但是造成別忘了速度是相對的，我看你的速度是v，你看我的速度一定也是v。那該誰的時間變呢？
顯然，從模型圖上看就發現，無論速度v是多少，對ct' 都不會有任何影響。
對於a來說，自己是靜止的，是o在以速度v向右移動，o的運動快慢與a有什麼關係呢？
就像前面看書的人，有沒有飛機飛過關他什麼事？
另外感覺應該糾正一下，高速運動的系統上時間會變慢並不是愛因斯坦首先說出來的，而是他的理論發表後人們提出的指責中的一條，「天啊，簡直不敢相信，高速運動的物體上的時間竟然變慢了！」，後來愛因斯坦說：要是以觀測的結果為標準，可以這麼說。
再後來愛因斯坦又說，我們發音只能以我們的觀測結果為唯一的依據，因此我們必須承認觀測結果是真實的。這樣就變成了愛因斯坦也認可了上面的說法。
此外雙生子悖論的成因就是因為這種說法混淆了真實時間與觀測結果的真實關係所引起的。
狹義相對論問題
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