可以簡(jiǎn)單到用一句話來(lái)概括：時(shí)間的長(zhǎng)短與空間的大小及結(jié)構(gòu),，都只具有相對(duì)意義,；真正客觀不變的是數(shù)學(xué)與物理原理。

我嘗試不出現(xiàn)數(shù)學(xué)公式來(lái)講一講,。

首先,，講講狹義相對(duì)論。狹義相對(duì)論建立在兩條基本思想的基礎(chǔ)上,，其一是“光速不變?cè)怼?，其二是“相?duì)性原理”。

先講“相對(duì)性原理”，這是牛頓物理學(xué)就有的奠基原理,，伽利略在《兩個(gè)世界體系的對(duì)話》中就有過(guò)描述,。怎么理解呢？比如一艘船在河上勻速行駛,，密閉船艙中事物的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與在岸上事物的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),，都將遵循同一套物理定律，而不會(huì)因在船上而有不同,。愛(ài)因斯坦將之歸納為“任意慣性參考系遵守的數(shù)學(xué),、物理法則是一致的”。

牛頓力學(xué)中的“相對(duì)性原理”與愛(ài)因斯坦的“狹義相對(duì)性原理”有什么不同呢,？這兩者處理的時(shí)空都是平直時(shí)空,，但是前者認(rèn)為運(yùn)動(dòng)參考系與靜止參考系,，在坐標(biāo)刻度上是沒(méi)有差別的,，這等于是認(rèn)為時(shí)空處處是均勻變化的；而后者認(rèn)為參考系與參考系之間,，在坐標(biāo)刻度上,，無(wú)論是空間尺度還是時(shí)間尺度，會(huì)因運(yùn)動(dòng)速度不同而不同,。所以,，牛頓力學(xué)里的時(shí)空是“絕對(duì)時(shí)空”，無(wú)論是在運(yùn)動(dòng)參考系還是靜止參考系中,，對(duì)空間距離與時(shí)間間隔的測(cè)量是不會(huì)有任何差別的,。而狹義相對(duì)論中不同參考系則會(huì)有不同空間與時(shí)間尺度，因此運(yùn)動(dòng)事物相對(duì)靜止事物,，會(huì)出現(xiàn)時(shí)間間隔的膨脹與空間距離的尺度收縮問(wèn)題,。如果我們把兩個(gè)不同參考系比喻為美元和人民幣，那么兩者之間的“匯率”不是固定的1:1,，而是隨相對(duì)速度的不同有著浮動(dòng)的“匯率”,。計(jì)算這“匯率”變動(dòng)的公式，稱為“洛倫茲因子”,，要通過(guò)乘上或除以這因子,，才能算出一個(gè)參考系中的距離與時(shí)間換算成另外一個(gè)參考系后的等價(jià)數(shù)值。對(duì)此,，進(jìn)一步感興趣的人可以具體去百度一下,。理解我所說(shuō)的上述思想后，其實(shí)對(duì)于其數(shù)學(xué)形式是不難掌握的,。

為什么愛(ài)因斯坦會(huì)發(fā)展出這種拋棄“絕對(duì)時(shí)空”觀念的狹義相對(duì)性原理呢,？這是因?yàn)榕ｎD力學(xué)體系下，理論上蘊(yùn)含著一個(gè)與相對(duì)性原理有矛盾的結(jié)論,。這個(gè)結(jié)論即：不同參考系下所觀察到的真空中的光速也是不同的,。這好比同樣一道光,，在高速飛行的宇宙飛船中所見(jiàn)，與在太空中漂浮所見(jiàn),，被認(rèn)為速度不同,。這個(gè)結(jié)論首先會(huì)與麥克斯韋爾的電磁學(xué)理論有矛盾。其次,，必然會(huì)導(dǎo)出代表“絕對(duì)時(shí)空”觀念的“以太”的存在,。但是為發(fā)現(xiàn)“以太”所設(shè)計(jì)的各種物理實(shí)驗(yàn)，無(wú)一例外都宣告失敗了,。

愛(ài)因斯坦處理這個(gè)問(wèn)題時(shí),，將這一前提改了，認(rèn)為“真空中的光速不會(huì)參考系變化而被觀察到不同的速度”,，這即是“光速不變?cè)怼?。這一原理不需要“以太”的概念，也與麥克斯韋爾的電磁學(xué)相容,。但是與“相對(duì)性原理”有表面矛盾,。之所以說(shuō)矛盾是表面的，是因?yàn)橥ㄟ^(guò)引入洛倫茲因子,，改造牛頓力學(xué)中的伽利略協(xié)變方程組而為洛倫茲協(xié)變方程組,，這種矛盾是可以成功克服掉的。有必要指出,，最早獲得洛倫茲協(xié)變的并不是愛(ài)因斯坦,，而是洛倫茲。但是洛倫茲的物理解釋與愛(ài)因斯坦有很大不同,，他還沒(méi)有拋棄“以太”觀念,，沒(méi)有確立“光速不變?cè)怼薄?/p>

狹義相對(duì)論預(yù)言了牛頓經(jīng)典物理學(xué)所沒(méi)有的一些新效應(yīng)（相對(duì)論效應(yīng)），比如：時(shí)間膨脹 ,、長(zhǎng)度收縮,、橫向多普勒效應(yīng)、質(zhì)速關(guān)系,、質(zhì)能關(guān)系等,。

然后我們?cè)賮?lái)談?wù)剰V義相對(duì)論。

狹義相對(duì)論里假定的時(shí)空是平直時(shí)空,。什么是平直呢,？牛頓力學(xué)里，事物慣性運(yùn)動(dòng)時(shí)的路徑被認(rèn)為就是平直的,。這一點(diǎn),，狹義相對(duì)論并沒(méi)有作出改變。狹義相對(duì)論與牛頓力學(xué)都是建立在慣性參考系的基礎(chǔ)上的。

什么是慣性參考系,？靜止的或作勻速直線運(yùn)動(dòng)的參考系,，被認(rèn)為是慣性參考系。理想的慣性參考系實(shí)際上不存在,。我們一般在低速觀察的情況下,，通常是在以假定地球?yàn)檫@樣的慣性系為前提，然后進(jìn)行物理計(jì)算的,。但地球事實(shí)上并不是一個(gè)慣性系,，而是一個(gè)加速系，速度隨時(shí)都在變的,。

牛頓力學(xué)與狹義相對(duì)論的相對(duì)性原理都指出,，靜止的慣性參考系與運(yùn)動(dòng)的慣性參考系是無(wú)法被區(qū)分的。但是加速系與慣性系是有區(qū)別的,。

而廣義相對(duì)論進(jìn)一步指出,，加速系與慣性系其實(shí)也是沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別的。這好比說(shuō)我們?cè)诘厍蛏涎毓饣矫鎾仈S出一球所作出的勻速直線滾動(dòng)的運(yùn)動(dòng),，與地球環(huán)繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)其實(shí)是類(lèi)似的,。又如我們相對(duì)地球的所謂“慣性靜止”，與從相對(duì)太空被認(rèn)為是隨時(shí)在跟隨著地球運(yùn)動(dòng)而改變速度,，兩者其實(shí)是“等效”的。也就是說(shuō),，我們其實(shí)無(wú)法在絕對(duì)意義上區(qū)別加速與慣性,，無(wú)法絕對(duì)斷言直線與曲線。加速與慣性,，直與曲,，全部都是相對(duì)性的，都是相對(duì)于參考系而成立的,。這就是所謂“等效原理”,。

想一想：如果你的參考系的坐標(biāo)軸是曲線，處處與之平行的曲線,，相對(duì)而言,，其實(shí)反而就成了直線。如果這個(gè)道理想明白,，那么對(duì)廣義相對(duì)論的思想,，對(duì)非歐幾何對(duì)黎曼幾何的思想，就自然不會(huì)感到抗拒了,。

于是,，我們不僅要取消用以衡量或評(píng)判一切的絕對(duì)時(shí)間與絕對(duì)空間，而且對(duì)“絕對(duì)平直”這樣的觀念也要拋棄的。

總而言之,，沒(méi)有絕對(duì)的尺度,。所有測(cè)量的基礎(chǔ)也都是相對(duì)性的。但是所有參考系都是平權(quán)的,，加速系并不比慣性系特殊,，這是廣義相對(duì)論下的相對(duì)性原理。本質(zhì)的意思是任意參考系內(nèi)的數(shù)學(xué)物理原理都是一樣的,，唯有這抽象的法則是絕對(duì)與不變的,。

也就是說(shuō)，我們?cè)诘厍蚺c太陽(yáng)系中所發(fā)現(xiàn)的正確的數(shù)學(xué)與物理原則,，將會(huì)同樣適用在遙遠(yuǎn)的宇宙深空中的任何星系與行星上,。外星人不會(huì)擁有與我們不同的數(shù)學(xué)與物理原理。

愛(ài)因斯坦所努力建立與尋找的不變性立足在這個(gè)點(diǎn)上,。在廣義相對(duì)論中,，時(shí)空的尺度不具有不變性，不同的時(shí)空具有不同的曲率,。同一時(shí)空的曲率也是隨時(shí)都在發(fā)生變化的,。地球運(yùn)動(dòng)在太陽(yáng)系的時(shí)空中，不僅地球引力場(chǎng)的時(shí)空曲率隨時(shí)在變化,，太陽(yáng)引力場(chǎng)的時(shí)空曲率其實(shí)也是在隨時(shí)變化的,。時(shí)空曲率的傳遞即是所謂的引力波。

我們由此可確定,，時(shí)空的真實(shí)結(jié)構(gòu),，在幾何結(jié)構(gòu)上絕對(duì)不是尺度剛性不變，形態(tài)平直不變的,；反而是可以彎曲,，隨時(shí)會(huì)發(fā)生變形。我們主觀感受的不變的平直時(shí)空,，真實(shí)情況卻是像我們平常所接觸的任何事物一樣,，是會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)形態(tài)的變化的。我們?nèi)魏我粋€(gè)人的運(yùn)動(dòng),，甚至每走一步,，其實(shí)都在改變著整個(gè)地球引力場(chǎng)的時(shí)空曲率，因?yàn)槊總€(gè)事物運(yùn)動(dòng)都會(huì)發(fā)出引力波,，只不過(guò)通常是微小到根本不可能測(cè)量得出來(lái),。但通過(guò)雙子星或雙黑洞合并這樣的巨大天文事件，我們?nèi)祟?lèi)確實(shí)完全證實(shí)了引力波的存在,。

因此,，我們不能指望光線不受阻擾時(shí),，真的只能按照直線運(yùn)動(dòng)。光線在任何引力場(chǎng)中走的都是測(cè)地線,。我們的飛機(jī)航道大致上就是屬于測(cè)地線,，這才是物理真實(shí)的最短路徑，而不是我們通常誤以為的直線,。

也不要指望我們主觀感受到的時(shí)間長(zhǎng)短與空間大小具有絕對(duì)意義,。事實(shí)上，引力場(chǎng)完全影響著我們生命主體主觀構(gòu)建的測(cè)量判斷,，生命感受到的時(shí)空形態(tài)其實(shí)都是相對(duì)于引力場(chǎng)而言的,，本身不具備絕對(duì)的客觀性！