大部分人所理解的爱因斯坦相对论的逻辑与其本意背道而驰。

这是不幸的，因为完全相反的这部分内容，正是相对论独创的精髓所在；这部分内容与洛伦茨、庞加莱、菲茨杰拉德、赫维赛德以及在他之前手上有研究出一部分理论的人割离开。

错误的逻辑方向也会使人们感到疑惑，为什么相对论中没有提到时钟究竟是如何变慢的，为什么杆子的长度会收缩；人们也十分诧异，为什么物理学家对同时取代许多其他理论的狭义相对论总是对其深信不疑。

一如往常，当爱因斯坦解释相对论与大多数理论的不同之处时，他自己是非常清楚的。

我们可以区分开物理学中的各种理论。而这些大多数是有建设性的。他们试图从一开始相对单一的形式体系的材料中，建立出现象更为复杂的模型。因此，气体动力学试图将机械运动、热运动和扩散运动简化为分子运动，即在分子运动的假设中建立起相应理论。当我们说已经成功理解了一组自然过程，指的是已经找到了一种建设性的理论，而它涵盖了所有讨论的过程。

除却这个最重要的理论类别外，还有另一种称之为“原理理论”的类别。这种理论使用的是分析方法，而不是综合方法。构成其基础和出发点的要素并非假设构造的，而是凭借经验发现的要素，是自然过程的通用特性，是产生数学公式化的准则的原理，是这些数学公式的独立过程或者理论表述必须满足的。

因此，在永恒运动是不可能的这一从普遍经验得出的事实的基础上，热力学试图利用分析方法推导出独立事件必须满足的必要条件。构造理论的优势在于理论完备、可灵活应用和直观清晰，而原理理论的优势则在于其逻辑完善和基本原理有据可循。

而相对论属于后一类。

（爱因斯坦，1919）

“构造”和“原理”相结合的方法，正是爱因斯坦的想法区别于前人的地方。如果我们追溯洛伦茨、赫维赛德或者庞加莱的意图，以此来解释以太漂流实验的无效结果，可以看到他们尝试将已知的物理理论的构造理论组合起来。也就是说，他们研究了在以太的静止参考系中构造出的电磁方程，然后推测出类似带电球体这样的物体在以太中受到激发时形状可能会如何改变（从而推导出洛伦茨收缩等现象）。

爱因斯坦所做的完全不同。前人以以太参考系中构造的物理定律为基础，提出微物理结构来证明以太参考系的不可检测性；与之相反，爱因斯坦将其反过来看待。

也就是说，他假设不可检测性是普遍存在的，是自然法则的一部分，并将它提升到原理的等级。爱因斯坦根据相对论和光量子假说，进一步推导出这两个特性对物理定律意味着什么。所有这些结论只占用了他1905年论文的第一页；文章其余的部分则用来推导出结果，结果是不可检测性在力学和电动力学（当时的主流构造理论）中都非常普遍。

数学家们应该认识到爱因斯坦的原理方法，和他们所探讨的逻辑结构是相似的：基于一些前提，他们可以得出概括性的结论，这些结论只在这些前提成立的领域是准确有效的。典型的示例当然是欧几里得几何学（相当讽刺的是，也是它推动爱因斯坦相对论的诞生）。

民间有一个说法，使用“构造法”的人一开始有被爱因斯坦的行为吓到；据传，庞加莱曾讽刺地说，爱因斯坦仅仅假设了他和其他人正在试图证明的东西就获得了表扬。不管这是不是最初的反应，短短几年，他们已经理解并欣赏爱因斯坦的方法的影响力，洛伦茨明确地将其归功于爱因斯坦，因为他推动了这种概念上的转变，而且他的理论可以推导出这么多意义深远的结果。

爱因斯坦的理论和热力学的类比是很有帮助的，它证实了原理理论是强有力的理论，而且在世界物理学发生巨大变革时却依然有效。

但在他们的热力学理论结构里，萨迪·卡诺和克劳修斯并没有考虑气体或者物质的微观物理理论。对于微观物理学，他们是完全的不可知论者，他们的结论是基于四个原理（热力学三大定律再加上所谓的第零定律），而他们只是要求我们接受这些原理。考虑到这些，他们展示了是如何基于这些原理推导出涉及热学任何过程的许多推测，而这当中并没有考虑到微观物理学。这些原始原理成立的理由仅仅是因为推测的结论与在实验观测中的结果成功吻合。

这是一个巨大的优势，因为热力学能够通过衍生的气体动力学理论、原子理论和量子革命来保持其有效性，而且现在还能被用于黑洞之类的另类物体的研究上。热力学本身并不关心我们可以以其为基础，利用统计力学来描述许多类型物质；有趣的是，我们可以这样做，而且这是很有意义的工作，但这与热力学逻辑无关，只要它的四个原理还是有效的就行。

相对论的相似之处是显而易见的。爱因斯坦提出了他的两个原理，然后用他们推导出涉及物体之间相对运动的任何物理过程的各种结论。同样，这个推论是完全独立于微观物理学的。没人需要担心究竟是什么微观物理过程会导致每根米尺收缩，或者使每种时钟运行变慢——解决这些问题当然会很有趣，但相对论的逻辑并不是为了解释这些现象。作为一种原理理论，只要这个原理是合理的，那么任何能够作为测量标尺或者时钟，都必须遵循爱因斯坦的理论，不管它是如何造的，或者在原子量级发生了什么。如果不是这样，就有可能区分出不同的惯性系。因此，爱因斯坦相对论的逻辑在量子革命、量子场论和（大多数人准备赌的）可预见的未来的任何新物理学的冲击下，仍保有强大的生命力。

那些不认可相对论是一种原理理论的人可能会感到相当困惑，物理学家准备将几乎所有都押在已有一个世纪之久的洛伦茨不变性概念的持续有效性上，而表面上类似的（有建设性的）理论却不断被围绕其发展的新的理论取代。这是有区别的。

1、值得注意的是，爱因斯坦最初也是从构造方法开始的，但最终意识到他没有任何进展。这让他不得不寻求更为强有力的工具：

渐渐地，我对尝试从基于已知事实进行构造假设从而发现真正规律的可能性感到绝望。试得越久，就越绝望；而我开始越来越相信，只有发现一种普适的原理，才能得到确定的结果。在我之前能看到的例子是热力学（爱因斯坦，自传体笔记）。

2、虽然这句话的版本经常被重复，但我找不到庞加莱说或者写这句话的来源。我能找到的最接近的是洛伦茨的，但这是他在赞扬爱因斯坦的前提下，承认他的方法更强有力。如果有人知道可靠的信息来源，请告诉我。

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

translate: 簪花小甜豆

author: Quora

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钟慢尺缩效应是指当一个物体运动速度接近光速时，物体周围的时间会迅速减慢、空间会迅速缩小。当物体运动速度等于光速时，时间就会停止、空间就会微缩为点，也就是说出现零时空。只有零静止质量的物体才能达到光速。没有物体可以超越光速。

例子：如果一个钟，以0.5倍声速从原点远去，一秒钟时，它距离原点0.5声秒距离报1秒，但这个事件我们在原点听见，需要再过0.5秒，于是我们发现，在本地钟1.5秒时，远处的钟报1秒，本地钟3秒时，远离的钟报2秒，也就是我们在忽略信号传递时间时，误以为远去的钟慢了。而且速度越快，钟慢得越厉害。

扩展资料：

相关引申

假设有一把尺长1声秒，而我们的测量地面上有一无限长尺子固定不动，运动尺头尾各有一个探测装置，在探测到与地面某一尺刻度重合时，用声音报出该刻度，我们在地面尺原点接收声音。尺匀速运动逐渐远离，当尺尾报0声秒时，尺头已经距离我们1声秒，而这个距离，要1秒后我们才能收到；

当尺尾到1声秒距离时，尺头到2声秒，还是要在我们收到尺尾报1声秒后1秒，我们才能收到尺头报2声秒，于是我们会直观的认为，尺尾先到刻度，尺头后到达它本应立刻到达的刻度，感觉好像远离的尺，缩短了。而且运动速度越快，感觉短的越厉害。

反过来，以超声速靠近原点时我们将先听到钟敲3下，报3点，再听到钟敲2下，报2点，然后听到钟敲1下，报1点，这就是超过声速时间倒流现象！