意大利物理學(xué)家伽利略.伽利雷最早提出，速度與速度可以相加或者相減，就是說(shuō)在乘坐在一輛運(yùn)動(dòng)中的馬車?yán)铮蚯斑M(jìn)方向投出的球，與向馬車后方投出的球的速度，是要減去或者加上馬車的運(yùn)行速度后，才是靜止觀測(cè)者所觀測(cè)到的球的本身運(yùn)動(dòng)速度。

   這個(gè)定理，被稱為：“伽利略速度相加定理”。

   之后，物理學(xué)家艾薩克.牛頓在總結(jié)物理學(xué)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律的基礎(chǔ)上，引進(jìn)了“伽利略速度相加定理”，創(chuàng)建了“牛頓力學(xué)”。

  時(shí)間進(jìn)入十九世紀(jì)后，英國(guó)物理學(xué)家詹姆斯.麥克斯韋，成功的將電磁學(xué)定律用一組數(shù)學(xué)方程式表達(dá)出來(lái)，建立了“麥克斯韋方程組”，并根據(jù)該方程組推論出電磁波在真空中的傳播速度，為每秒三十萬(wàn)公里，就是說(shuō)光在真空中的傳播速度為每秒三十萬(wàn)公里。

   不過(guò)，麥克斯韋方程組并沒(méi)有說(shuō)明，光的每秒三十萬(wàn)公里的速度是以什么為基準(zhǔn)（參照物）的。

  之后，阿爾伯特.愛(ài)因斯坦提出：“電磁波原本就沒(méi)有速度基準(zhǔn)，無(wú)論用什么基準(zhǔn)來(lái)看（對(duì)以任何速度運(yùn)動(dòng)的人觀測(cè)光得運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō)），光速都是相同的?！?，這種觀點(diǎn)被稱為“光速不變?cè)怼薄?br>

  愛(ài)因斯坦發(fā)現(xiàn)，自己的“光速不變?cè)怼?，與伽利略的“速度相加定理”有著巨大的矛盾，無(wú)法同時(shí)成立。

  為了解決這一矛盾，愛(ài)因斯坦以光速不變?cè)頌榛A(chǔ)原理，提出時(shí)間的流逝速度、物體與空間的長(zhǎng)度（距離），會(huì)隨著觀測(cè)者所處的位置不同而變化。

   也就是說(shuō)：時(shí)間與空間并不是絕對(duì)的，而是相對(duì)的，因觀測(cè)者所處的位置而不同，根據(jù)這個(gè)觀點(diǎn)，愛(ài)因斯坦推導(dǎo)出：“物體的運(yùn)動(dòng)速度越接近光速，空間收縮的效應(yīng)應(yīng)越明顯，時(shí)間流逝的越慢。”~這就是“狹義相對(duì)論”。

  狹義相對(duì)論認(rèn)為，時(shí)間與空間不是各自獨(dú)立伸縮的，而是同時(shí)伸縮，自從狹義相對(duì)論出現(xiàn)后，時(shí)間與空間就因聯(lián)動(dòng)而被認(rèn)為是一體的，開(kāi)始被統(tǒng)稱為“時(shí)空”，因此可以說(shuō)，我們的世界是由三維的空間與一維的時(shí)間作組成的“四維時(shí)空”。

  在愛(ài)因斯坦提出狹義相對(duì)論之前，物理學(xué)界一直認(rèn)為，如果給球持續(xù)注入能量，球可以永無(wú)止境的加速運(yùn)動(dòng)下去。

  而狹義相對(duì)論認(rèn)為，即使持續(xù)給物體注入能量（物體被不斷加速），其運(yùn)動(dòng)速度都不可能超過(guò)光速~“光速”是自然界中最大的速度。

  無(wú)法超過(guò)光速，也就是說(shuō)，物體的運(yùn)動(dòng)速度越接近光速，越難加速，就算不斷注入多少能量也都是不行，那么，注入進(jìn)去被加速物體中的能量去了哪里？

   答案是，這些能量變成了“質(zhì)量”，所以往接近光速運(yùn)動(dòng)的物體里注入能量越多，這個(gè)物體的質(zhì)量就越大，無(wú)論注入多少能量，這個(gè)物體永遠(yuǎn)達(dá)不到光的速度。

   基于這一觀點(diǎn)，愛(ài)因斯坦推導(dǎo)出著名的質(zhì)量與能量的轉(zhuǎn)換公式：E=mc2（2是指平方），其中E代表能量，m代表質(zhì)量，c代表光速，之前物理學(xué)界，一直認(rèn)為質(zhì)量與能量是兩個(gè)毫不相干的要素，在質(zhì)能公式中，借助于常數(shù)c，質(zhì)量與能量被聯(lián)系到了一起。

   狹義相對(duì)論完美的解釋出太陽(yáng)發(fā)光的原理，太陽(yáng)的中心主要由氫構(gòu)成，核心溫度1500萬(wàn)攝氏度，壓力相當(dāng)于2500億大氣壓，是個(gè)超高溫、超高壓的環(huán)境，在這種環(huán)境中，四個(gè)氫原子核發(fā)生猛烈撞擊，合并為一個(gè)氦4原子核，這一反應(yīng)被稱為“核聚變反應(yīng)”。

   四個(gè)氫原子核聚變?yōu)橐粋€(gè)氦4原子核后，質(zhì)量減少大約百分之0.7，根據(jù)質(zhì)能轉(zhuǎn)換公式，減少的質(zhì)量轉(zhuǎn)換成能量，這就是太陽(yáng)能在幾十億年持續(xù)不斷的燃燒、釋放巨大能量的原因。

  組成我們宇宙和我們的是原子，原子由電子、質(zhì)子、中子組成，質(zhì)子和中子由夸克組成，分為上夸克和下夸克。

   電子、上夸克、下夸克都是基本粒子，不可再分割。

  上夸克的質(zhì)量大約為電子的五倍，下夸克的質(zhì)量大約為電子的十倍，質(zhì)子有兩個(gè)上夸克和一個(gè)下夸克組成，那么質(zhì)子的質(zhì)量應(yīng)該是電子的二十倍（5 5 10），而實(shí)際上，質(zhì)子的質(zhì)量是電子質(zhì)量的1850倍。

  就在說(shuō)，一個(gè)質(zhì)子內(nèi)夸克的質(zhì)量?jī)H占質(zhì)子質(zhì)子的大約百分之一，那么質(zhì)子其實(shí)百分之九十九的質(zhì)子來(lái)自哪里？

   質(zhì)子其余百分之九十九的質(zhì)量來(lái)自夸克在質(zhì)子內(nèi)運(yùn)行的能量，作用在質(zhì)子內(nèi)部的力，叫做“強(qiáng)相互力”，簡(jiǎn)稱“強(qiáng)力”，質(zhì)子內(nèi)的三個(gè)夸克以接近光速的速度運(yùn)動(dòng)，作用于質(zhì)子內(nèi)部的“強(qiáng)力”牢牢的把三個(gè)“夸克”束縛在質(zhì)子尺度內(nèi)，三個(gè)高速運(yùn)動(dòng)的夸克無(wú)法彼此分開(kāi)，于是以“質(zhì)子”的形式存在。

   夸克被強(qiáng)力束縛在一起的同時(shí)，也在高速運(yùn)動(dòng)，因此，質(zhì)子中不僅有來(lái)自強(qiáng)力的能量，還有高速運(yùn)動(dòng)的夸克自身的動(dòng)能，根據(jù)狹義相對(duì)論的質(zhì)能轉(zhuǎn)換公式，這些被束縛在質(zhì)子中的能量，的外在表現(xiàn)為質(zhì)子的質(zhì)量而被測(cè)量到，百分之九十九的質(zhì)子的質(zhì)量都是由這些能量轉(zhuǎn)化而來(lái)。

  2012年，歐洲大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC）發(fā)現(xiàn)了一種新的基本粒子，就是被稱為上帝粒子的“希格斯粒子”，這一發(fā)現(xiàn)，在2013年獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

  而歐洲大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)的運(yùn)行原理，就是把“能量”轉(zhuǎn)化為“質(zhì)量”，用能量創(chuàng)造出新的基本粒子。

  把1克質(zhì)量的物體加速到光速的百分之99時(shí)，這1克的物質(zhì)被觀測(cè)到的質(zhì)量大約為7.1克，當(dāng)歐洲大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)把1克物質(zhì)加速到光速的百分之99.9999991時(shí)，這1克的物質(zhì)的表觀質(zhì)量為74500克。

   當(dāng)被加速到如此高速的物質(zhì)在對(duì)撞機(jī)內(nèi)撞擊時(shí)，撞擊時(shí)的能量將生成質(zhì)子中原本沒(méi)有的基本粒子，并使其四處飛散，被探測(cè)器捕捉到其飛行軌跡、物理表現(xiàn)，加以計(jì)算、分析，對(duì)照預(yù)測(cè)的各種基本粒子的物理表現(xiàn)，判斷出制造出了什么新的基本粒子。

狹義相對(duì)論為我們?nèi)祟愄剿魑覀兊挠钪孀罱K極的秘密，提供了理論方法。

“狹義相對(duì)論”與“廣義相對(duì)論”，統(tǒng)稱為~“相對(duì)論”。

“相對(duì)論”與“量子力學(xué)”并稱為現(xiàn)代物理學(xué)的兩大基石。

說(shuō)到這里，謝謝大家。

（物理科普系列，還會(huì)繼續(xù)，讓我們一起了解宇宙的終極秘密。）