伟大的相对论是怎么建立的？

背景

在19世纪末20世纪初的物理学家们眼里，伽利略和牛顿创立的经典力学受到了强有力的挑战，物理学的宏伟大厦摇摇欲坠，可事实是经典力学的宏伟大厦在强有力的挑战面前并没摇摇欲坠，而摇摇欲坠是麦克斯韦电动力学中的以太假说，至于洛伦兹等为解释以太漂移零结果而还将地球转速错当做是以太风速导出的长度收缩假说叩响了伟大的相对论之门。

起因

由干伽利略发现的在古典力学中普遍适用的相对性原理（即：所有的惯性系，对于表述力学定律都是同样有效的，平等的，不存在任何特殊的惯性系），在麦克斯韦电动力学中因只适用于静止的坐标系而不能成立，所以爱因斯坦认为问题出在我们了解自然界的概念和理论上。因此他发现只要把经典力学的空间和时间概念进行适当的修改问题就可以解决。

于是他在一个最平凡、最简单，也最不成问题的问题上找到突破口，这就是所谓“同时性”问题。他设计了一个纸上的实验证明，两个在空间上分开的事件的所谓“同时”，取决于它们相隔的空间距离和光信号的传播速度，在静止的观察者看来是同时的两个事件，在运动的观察者看来就不可能是同时的，这就是同时性的相对性。

进而他认为：时间与空间并不是井水不犯河水各不相干，而是存在着本质的联系，并且都同物质的运动有关。对于不同的惯性系，时间的量度不可能是相同的。那么，不仅牛顿认为的同空间和物质运动无关的 “绝对时间”是不存在的，而且同物质运动无关的静止的“绝对空间”也是不存在的，最关键的所谓“以太”更不存在。这就完全改变了人们的时空观。

立论

由此爱因斯坦开始建立一个统一的伟大理论。他先将伽利略力学运动的相对性原理扩展开来，使之包括所有物理定律。将它提升为（做为其《论运动物体的电动力学》大前提的）一个公理；与将观测到的相对光源的、和实验得来的相对以大的、猜想出来的相对观察者或参考系的三种光速不变性提升为（做为其《狭义相对论》小前提的）一种公理。

再从如果这两种前提性公理都同时成立的条件出发，为在不同的惯性系的各个坐标之间建立起一个自洽而确定的数学关系，这就是在假设（观测到的相对光源的、和实验得来的相对以大的、猜想出来的相对观察者或参考系的）三种光速不变性都不满足经典速度合成公式的前提下，建立的做为其理论基础或核心的相对论变换，也就是洛伦兹变换。

最后通过这种变换推导出了，运动的尺子要缩短；运动的钟表要变慢；运动的质量要增加；物体的质量和能量能转换；任何物体的运动速度都不能超过光速；经典力学定律是物体在低速运动时的一种极限情况等等。这就是不仅引起了时空观的革命，而且也引起了整个物理学的革命，最关键的更引起了整个科学的革命的伟大的狭义相对论。

推广

在狭义相对论的基础上。爱因斯坦又发现：现实的有物质存在的空间，不是平坦的欧几里德空间，而是弯曲的黎曼空间；空间的弯曲程度取决于物质的质量及其分布状况，空间曲率就体现为引力场的强度。于是又在十后建立一种实质上是把几何学与物理学统一起来，用空间结构的几何性质来表述引力场的引力理论，也就是广义相对论。

由于它同牛顿的引力理论有本质区别，但在日常现象中人们却分辨不出两者结果的差异。所以爱因斯坦提供了三个可供实验验证的推论。第一是水星进动，这在当时就得到完满解决。第二是引力红移，这在1925年得到观测验证。第三是光线弯曲，在第一次世界大战结束后的对日全食的观测中得到了验证，使广义相对论顷刻间闻名于世。

正因为爱因斯坦的从狭义相对论的慢钟缩尺、质能转换、光速极限等等推论，到广义相对论的水星进动、引力红移、光线弯曲等等推论不断被观测实验验证，所以不仅爱因斯坦将其伟大的相对性理论推广到宇宙学，而且其他物理学家们也将其伟大的相对性思想几乎推广到所有的科学领域，所以一个伟大的相对论大厦就这样一步一层楼的建成了。

质疑

因为不管多么伟大的理论只要前提不正确就不可能是正确的理论，而整个相对论的一个大前提（相对性原理）因是伽利略相对性原理的推广而应该是正确的，至于其三个小前提（相对光源、与介质、及观察者或参考系的三种光速不变性：当u＞0时假设c+u=c成立）则因违背数学规律而都不可能正确，所以由此推导出的所有结论都不可能正确吧？

附言：

其实真正的狭义相对论就是多普勒效应的频移原理，因为光源运动、介质与观察者不动时因光速不变而产生多普勒频移，而光源与介质不动、观察者运动时因光速可变而产生多普勒频移，至于光源与观察者不动时因光介质运动速度为零而无多普勒频移，由此仅用多普勒效应的频移原理任何人都可以彻底摧毁爱氏相对论的伟大思想。