斜塔電子煙怎么樣？我們先來看看這款電子煙的外觀設計，整體采用了簡約時尚的風格，正面是一個圓形的顯示屏，上面顯示著產品的參數信息，包括煙油配方方、電池容量、續航時間等等。在側面，我們可以看到一個類似于按鍵的物理按鍵，這個按鍵可以控制電子煙的開關機、音量大小等操作。而在在頂部，則是一個圓形的開關按鍵，用于調節電子煙的霧化模式。

一、相對性原理，伽利略相對性原理，狹義相對性原理，廣義相對性原理。各有什么特點？

優質答案1：

關于物體運動的相對性，其并不是絕對一成不變的。根據不同的情況，有許多不同的相對性概念，它們是需要予以澄清。

首先，不同的物理背景，對物體運動的影響是不一樣的。比如，在水中游泳?♀?和在空氣中行走，兩者的阻力即它們的相對效應是不同的。

其次，相對于物理背景的運動和相對于其他單個物體的運動，也是不一樣的。前者具有實際的物理意義，而后者則僅只是表觀的相對運動。比如，我們跑步時會產生風阻，而相對于傍邊行人?♀?的運動卻并沒有任何實際的影響。

最后，即便是相對于物理背景的運動，低速時，主要是加速度影響較大；而速度的影響則主要是在高速時才是不可忽略的。

有了以上的預備知識，我們就可以比較清楚地了解各種不同的相對性原理，知道它們的基本含義和具體區別是什么了。

伽利略為了使地球的運動與物體垂直下落現象相協調，其首先提出了相對性原理。伽利略認為，只要沒有加速度，我們就無法分辨自己是否處于運動的狀態。比如，人在船艙內，就無法判斷船是否在航行。

根據剛才我們對相對性概念的最后一個分析，伽利略的相對性原理是在低速情況下的經典相對性原理。在低速的情況下，即便是作為物理背景的參照系，其與其他的表觀參照系一樣，都對物體的運動沒有什么影響，可以近似地認為相對于所有參照系的運動都是沒有阻力的。

當愛因斯坦面對邁克爾遜-莫雷實驗的零結果和雙星實驗光的頻率具有周期性變化時，他為了化解這一對矛盾現象，使光速時而相對于光源以c運動和光速時而又相對于空間以c運動統一起來，提出了狹義相對性原理。

根據狹義相對性原理，所有的參照系都是完全等價的。每一個參照系中的物理公式和常數都是相同的，所以光速具有不變性。

然而，畢竟同一束光的狀態是唯一的，其相對于不同速度的參照系具有不同的速度。為了使光速滿足其不變性，愛因斯坦將不同參照系上度量速度的時間和距離尺度進行了相應的調整。這就是相對論的尺縮和時間變慢效應。

這就好比一個人在不同的年齡段，其身高和體重都是變化的。為了保持其不變性，就需要我們在不同的時間選用不同刻度的尺子和體重計進行度量。

通過上述分析，我們可以看出以上兩種相對性原理的區別了。

伽利略的經典相對性原理是低速情況下的近似，物理背景和表觀參照系雖有本質的不同，但是在低速的情況下是可以忽略它們彼此之間的差異的。

而愛因斯坦狹義相對性原理則是絕對的，不存在任何特殊的參照系，也沒有什么具體的物理背景。由此產生了雙生子佯謬，我們無法判斷究竟哪一個兄弟更年輕一些。所以，所謂的相對性效應，其僅只是表觀的度量，并不具有任何實際的物理意義。

至于廣義相對性原理，是指由加速度產生的慣性力和兩物質之間的萬有引力是彼此等價的，它們在本質上完全相同。用科學的術語來說，就是慣性質量等于引力質量。

比如，地球的重力和人體乘坐電梯時的加速度，是無法分辨的，它們具有相同的效應。由此，愛因斯坦將萬有引力歸結為空間的幾何彎曲。這就好比順水漂流，將船的運動歸結為水流，而不是船的自身動力。

綜上所述，伽利略的相對性原理和愛因斯坦的相對性原理，都是認為相對速度并沒有什么具體的物理影響。只是，前者是不同參照系的近似相同，后者則是不同參照系的絕對平等。

而廣義相對性原理與前兩個相對性原理都有所不同，其引入了非慣性系，將慣性力與萬有引力等同了起來，從而使我們的認識在一定的程度上獲得了統一。

優質答案2：

相對論的發展是一個長達300余年的思想過程，在愛因斯坦1915年奠立廣義相對論的那一刻達到了頂峰。相對論是純粹理性思維的勝利，是物理現實的內在和諧與數學表達的形式美學之間完美的相互激勵，是嚴謹的日耳曼文化與浪漫的拉丁文化的燦爛結晶。物理規律的變換不換性是相對論的核心思想。沿著樸素相對論、伽利略相對論經由狹義相對論抵達廣義相對論，這一條綿密的思想河流上有激動人心的關于物理學創造的歷史畫卷。以下回答由《返樸》節選自中科院物理所曹則賢老師所著《相對論-少年版》。

提要

伽利略是物理學的奠基者，單擺公式、落體公式和慣性定律皆出自其手。在慣性參照框架中，一個不受外力的物體會保持靜止或者勻速直線運動的狀態。相互間作勻速直線運動的參照框架，若其一為慣性參照框架，則全部都是慣性參照框架。伽利略發現置身于勻速運動的船艙內，人對周圍環境的觀察不能判斷船是否

后相對性思想的進一步拓展埋下了伏筆。慣性定律后來成了牛頓第一定律，擺脫對慣性參照框架的依賴是推廣狹義相對論的原初動機之一，廣義相對論的一大進步是修正了慣性運動的概念。

撰文 | 曹則賢（中科院物理所研究員）

臥看滿天云不動，不知云與我俱東。

—陳與義《襄邑道中》

1 伽利略與近代物理學

伽利略 (Galileo Galilei, 1564-1642)，意大利哲學家、藝術家、作家、數學家、天文學家，近代科學的奠基人，一個善于擺弄小玩意兒的人[1]。單擺運動周期的規律，

即單擺周期平方近似地正比于擺繩長度但與擺錘質量無關，自由落體或者物體沿斜面無摩擦滑下的運動規律，h=?at^2，即下落高度與時間平方成正比，都是伽利略在沒有時間測量的條件下得出來的基本運動規律。通過研究一個從斜坡滾下的小球在對面斜坡上能爬升的高度，伽利略得出結論，在沒有摩擦的極限情形下 (不存在哦！醉心于通過什么測量研究物理學的人，不妨多思考一下伽利略的工作)，小球應該爬升到下落時的初始高度而與斜坡的坡度無關。伽利略進一步做他的思想實驗 (Gedankenexperiment)：“若小球從高處滾下后滾到了一個傾角為零度的斜坡上，傾角為零度的斜坡那就是地平面，按理它依然要爬升到初始時的高度，可是在地平面上它又一點兒也爬升不起來，那結果會怎樣呢？小球就只好一直、永遠這么無助地往前滾下去。也就是說，一個物體，若沒有來自外部的強迫，會一直保持自己的運動狀態?！边@揭示的就是所謂的物質的慣性 (inertia，惰性，懶的量度) [2]。在愛因斯坦的相對論文獻中，慣性、質量和慣性質量是混用的，因為愛因斯坦明白實質上它們就是一個概念。牛頓第一定律就是慣性定律，早在牛頓出生之前就由伽利略揭示出來并完整表述了。牛頓第二定律為ma=F，其中的m可以理解為物體懶惰程度的度量。施加同樣的外力F，m越大，其獲得的加速度a就越小。所以在牛頓第二定律ma=F中出現的這個質量，為了嚴謹，會被稱為慣性質量 (inert mass)，以區別于牛頓萬有引力公式

中出現的質量，那里的質量是引力質量 (gravitational mass) 。Mass，本義為一大坨。關于質量概念的意義及其在物理學中的演化，請參見本章的深度閱讀。

傳說中，伽利略曾登上比薩的斜塔，拋下大小不同的兩個鐵球，證明了質量 (重量) 不同的物體是同時 (同步) 下落的。這個實驗，包括落體公式、慣性定律，都是相對論理論發展過程中里程碑式的內容，后文我們會加以詳細討論。

2 伽利略相對論與伽利略變換

研究運動要用到時間、位置矢量、速度和加速度。樸素相對論關切位置矢量變換

下物理規律的不變性，沒有納入時間的因素。伽利略更進一步，伽利略相對論關切速度變換下物理規律的不變性。

關于運動的感知問題，我國東漢時期成書的《尚書緯·考靈曜》中有句云：“地恒動不止而人不知，譬如人在大舟中，閉牖而坐，舟行而不覺也?！?這說的是，人坐在船中無視船外之物，若船是勻速行駛的，則人不能感知船是否在移動，遑論船移動的快慢。由此，作者 (姓名未知，可惜！) 進而推論，大地也是一直在 (飄) 動的，但我們無從察覺地球的運動。這段話反映了一個特定層面上的相對論原理，即后來愛因斯坦所宣稱的伽利略相對論原理。我國古人的思想，由于沒有給出對這個原理進一步的闡述，更談不上用數學語言的系統表述及物理應用，未被看作是相對論理論的前身。我們甚至可以設想，在歷史上的某個時刻，還有別人也認識到了這一點。

伽利略相對論，源自其1632年出版的《關于托勒密和哥白尼兩大主要世界體系的對話》一書中的一段描述。伽利略以"表明所有用來反對地球運動的那些實驗全然無效的一個實驗"為題，詳細敘述了封閉船艙內發生的現象。伽利略寫道："為了最終表明實驗 (揭示勻速運動) 的完全無效，我覺得此處正好給各位展示一個容易進行驗證的途徑。把你和幾位朋友一起關進一艘大船甲板下的主艙里，帶上幾只蒼蠅，幾只蝴蝶，以及別的能飛的小動物。再帶上一大碗水，水里有魚；吊起一只瓶子，讓里面的水滴到下面放置的廣口容器中。船靜止時，請仔細觀察小動物在船艙里是以同樣的速度四處亂飛的。魚兒游動，無所謂是朝著哪個方向；水滴會落到正下方的容器里；朝你的朋友扔過去個什么東西，你也無需在這個方向上加把勁兒，那個方向上省點力兒，扔出去的距離都是一樣的；雙腳起跳，你在不同方向上會跳出去一樣遠。當你仔細做了這些觀察 (毫無疑問，船靜止的時候事情就應該是這個樣子的) 后，讓船以任何速度前行，只要速度是均勻而非忽快忽慢的。你將會看到前述效應不會有一絲兒改變，你也不能從這些觀察判斷出船到底是走是停。起跳，你會越過跟從前一樣的距離，不會是朝著船尾跳得遠而朝著船頭跳得近一些兒，盡管船在高速前行，在你浮在空中的時候你腳下的船板 (在你往船尾跳時) 在相反的方向上一直前行。朝對面的同伴扔個什么東西，你也無需因為他是在船頭或者船尾的方向而格外用力。水滴會象從前一樣落到正下方的容器而不是飄向船尾，盡管下落過程中船往前竄出了一大截。碗中的魚兒往前游和往后游一樣輕松，會一樣自在地游向碗邊的魚食。最后提一下，蝴蝶和蒼蠅會繼續四下亂飛，而不會朝船尾聚集，好像因為不得不總停留在空中跟船分離又要長途旅行而終于累了跟不上船的行程似的。再者，如果點著什么東西升起了煙，那煙會直直地升起形成一團小云彩，靜止在那里，既不往前也不往后。這些 (船動與靜時) 效應相對應的原因是，大船的運動為其所容納之所有物體共享，包括空氣。這就是為什么我說過你要呆在甲板下的原因；如果是在開放的空間中，空氣就不能跟上船的行程了，則我們所說的效應多少會有些不同。無疑地，煙要比空氣自身更落后一截，蒼蠅，還有蝴蝶，會被空氣裹挾而落后，因而若它們跟船離得遠的話就跟不上船的行程。但是讓它們保持靠近船，它們就能輕松地跟上；因為船，連帶著它周圍的空氣，是一個整體。因為類似的緣故，當我們騎馬的時候，會看到一些蒼蠅和牛虻會老跟著我們的馬，在馬身上從這塊兒飛到那塊兒?！辟だ栽谶@里想要說明的一個根本思想是：“不能以任何力學實驗來判斷一艘船是靜止還是在以任何速度勻速行駛中?！弊匀豢梢杂纱送普?，對于地球的運動，人們也無法覺察到。比較伽利略的這一段同《尚書緯·考靈曜》中的論述，論證采用的情景以及論證模式分毫不差。當然，如今我們知道，地球的運動包括公轉、自轉和章動，比我們假定的船在水上的勻速運動復雜多了。后來法國科學家傅科 (Jean Bernard Léon Foucault, 1819-1868) 發明的傅科擺可演示地球的自轉[3]。不管怎樣，伽利略在這里傳達了一個思想，不能用力學實驗區別一運動系統的不同勻速運動狀態。愛因斯坦把伽利略這個思想當成(特定層面上的)相對論，稱之為伽利略相對論。

伽利略的相對論是說，對于以任何速度勻速運動的觀察者來說，宇宙還是那個宇宙，宇宙里的事件所應遵循的規律還是那個規律。套用我國古人的智慧，這叫“動靜等觀”。用數學的語

北京西山大覺寺的匾額“動靜等觀”

北京西山大覺寺的匾額 “無去來處”

3 伽利略相對論下的物理學

伽利略相對論常被詮釋為慣性的體現。一個支撐伽利略相對論的實驗是勻速運動體系內，自由落體過程同靜止體系中的自由落體過程是一樣的。你在行駛中的大船的垂直桅桿頂部釋放一個鐵球，它會砸在桅桿的基部。在一個岸上的觀察者看來，船勻速向前運動，而球的運動是勻速運動加上落體運動。球作為船之成體系的一部分，它和船具有同樣的向前的恒定速度。球砸到甲板時，船和球向前走過了同樣的距離，因此球必然會砸在桅桿的基部。這里暗含的另一個重要內容是，描述運動的位置、速度和加速度都是矢量，而矢量是具有可加性的[4]。將速度乘上時間，加速度乘上時間的平方，就變成了和位置矢量同樣的數學對象—本來就是運動造成的位移矢量。一個拋體的動態位置矢量，就是其初始位置矢量，同勻速運動造成的位移矢量以及自由下落造成的位移矢量之和，

其中g是重力加速度矢量。運動的分解與求和，對應的是數學上矢量的分解與求和。

牛頓的萬有引力理論 (約成于1684年) 是滿足伽利略相對論的?？疾煲粋€質量為m的小物體 (設想是一個西瓜) ，其位置矢量為r1，被一個質量為M的大物體 (設想是地球)，其位置矢量為r2，所吸引的問題。由于m＜＜M，可以設想成是西瓜向著不動的地球下落。西瓜受力為西瓜-地球之間的萬有引力，

則根據牛頓第二定律，西瓜的運動方程為

作變

4 慣性與慣性參照框架

伽利略在研究自一個斜坡滾下的小球在對面斜坡上爬升的問題時，發現小球在對面斜坡上的爬升高度接近初始高度。在沒有摩擦的極限情形下，小球的爬升高度應等于初始高度，而與斜坡的傾斜程度無關 (現實世界中當然總有摩擦。這樣的思考方式才見抽象的威力) 。那么，若對面斜坡的傾角為零，也即根本沒有坡只有平面，則小球追求上升到初始高度的努力會表現為一直往前運動下去。由此，伽利略得出了運動的慣性定律：“一個不受外力影響的物體會保持原有運動狀態?！边@個慣性定律后來成了牛頓第一定律。后來的廣義相對論之于狹義相對論的一大進步是對慣性運動概念的修正。

慣性定律成立的參照框架 (reference frame) 是慣性參照框架 (inertial reference frame) 。所謂慣性，就是懶，不會主動改變。在慣性參照框架中，一個不受外力的物體會保持靜止或者勻速直線運動的狀態。相互間作勻速直線運動的參照框架，若其一為慣性參照框架，則全部都是慣性參照框架。慣性和慣性參照框架是相對論的關鍵詞。擺脫對慣性參照框架的依賴是推廣狹義相對論的原初動機之一。這是后話，且待下文分解。

參考文獻

1. 曹則賢，《物理學咬文嚼字》卷一，中國科學技術大學出版社(2018).

2. Galileo Galilei, Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo Tolemaico e Copernicano (關于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話), 收錄于《伽利略全集》 (le opera di Galileo Galilei) 卷七。英文為Dialogue concerning the two chief world systems-Ptolemaic & Copernican, translated by Stillman Drake, 2nd edition, University of California Press (1967). 這一段文獻非常重要，故將英文內容照錄如下：For a final indication of the nullity of the experiments brought forth, this seems to me the place to show you a way to test them all very easily. Shut yourself up with some friend in the main cabin below decks on some large ship, and have with you there some flies, butterflies, and other small flying animals. Have a large bowl of water with some fish in it; hang up a bottle that empties drop by drop into a wide vessel beneath it. With the ship standing still, observe carefully how the little animals fly with equal speed to all sides of the cabin. The fish swim indifferently in all directions; the drops fall into the vessel beneath; and, in throwing something to your friend, you need throw it no more strongly in one direction than another, the distances being equal; jumping with your feet together, you pass equal spaces in every direction. When you have observed all these things carefully (though there is no doubt that when the ship is standing still everything must happen in this way), have the ship proceed with any speed you like, so long as the motion is uniform and not fluctuating this way and that. You will discover not the least change in all the effects named, nor could you tell from any of them whether the ship was moving or standing still. In jumping, you will pass on the floor the same spaces as before, nor will you make larger jumps toward the stern than toward the prow even though the ship is moving quite rapidly, despite the fact that during the time that you are in the air the floor under you will be going in a direction opposite to your jump. In throwing something to your companion, you will need no more force to get it to him whether he is in the direction of the bow or the stern, with yourself situated opposite. The droplets will fall as before into the vessel beneath without dropping toward the stern, although while the drops are in the air the ship runs many spans. The fish in their water will swim toward the front of their bowl with no more effort than toward the back, and will go with equal ease to bait placed anywhere around the edges of the bowl. Finally the butterflies and flies will continue their flights indifferently toward every side, nor will it ever happen that they are concentrated toward the stern, as if tired out from keeping up with the course of the ship, from which they will have been separated during long intervals by keeping themselves in the air. And if smoke is made by burning some incense, it will be seen going up in the form of a little cloud, remaining still and moving no more toward one side than the other. The cause of all these correspondences of effects is the fact that the ship’s motion is common to all the things contained in it, and to the air also. That is why I said you should be below decks; for if this took place above in the open air, which would not follow the course of the ship, more or less noticeable differences would be seen in some of the effects noted. No doubt the smoke would fall as much behind as the air itself. The flies likewise, and the butterflies, held back by the air, would be unable to follow the ship’s motion if they were separated from it by a perceptible distance. But keeping themselves near it, they would follow it without effort or hindrance; for the ship, being an unbroken structure, carries with it a part of the nearby air. For a similar reason we sometimes, when riding horseback, see persistent flies and horseflies following our horses, flying now to one part of their bodies and now to another.

3. Albert Einstein, the Meaning of Relativity, Taylor & Francis (2004). Translated by Edwin Plimpton Adams, 原文為 Vier Vorlesungen über Relativit?tstheorie (相對論四講), Vieweg (1922).

注釋

[1] 人類獲得對世界的感知的重要途徑之一是手。就造就科學家一事而言，手的訓練一點也不比腦的訓練欠缺丁點兒意義。學會用手寫字、推導公式、做實驗，用眼觀察，用腦子思考，當這些成為習慣的時候，一個人就初具科學家雛形了。

[2] Inert gas, 惰性氣體，指氦、氖、氬、氪、氙和氡六種元素，因為它們懶得與別的元素發生化合反應，所以基本上以單質、氣體的形式存在(not always)。其中，氬，argon，西文字面意思就是不干活。

[3] 微小的加速運動也是感知不到的，這屬于探測極限的問題(detection limit)。對任何信號的測量，都要求信號強度達到某個閾值以上。手頭的儀器探測不到光就以為物質是暗的或者某區域是個黑洞，就屬于對實驗物理常識的無知。

[4] 矢量是對vector (攜帶者) 的誤解和誤譯。Vector 只需要有線性代數結構(乘以標量系數和相加)，可以但無需有方向和長度。

[5] 這里的不是中的乘號，而是兩個矢量的叉乘。但是，叉乘只對三維空間里的矢量成立。這里的問題需要更多的數學知識才能理解?？茖W，至少物理學是這樣，是在不斷修正錯誤的過程中才多少有點兒正確的內容的。

二、你覺得郵輪旅行好玩嗎？

優質答案1：

Z在路上：這是從18年我才關注的旅游項目，一段時間內也有一點點了解。短途、長途或國際郵輪旅居。最開始是對孩子的婚紗照拍攝的一個建議，因為自己也算是一個攝影愛好者，所以就建議孩子們去參與旅拍，了解國際郵輪旅拍也就知道了“海洋量子號”。后來發現這“海洋量子號”在國際上排名才第9名，就更去了解了“傳奇號”、“海岸線號“、”海洋綠洲“、”海洋魅力“、”海洋和悅“，長362米、寬47米、重達22萬多噸的”海洋和悅“要比”海洋量子”重上6萬多噸，真正的一座海上城市。乘一座移動的海上城市做一次環球旅行我看這個真的可以有：從家鄉去廣州或深圳到香港，登上郵輪從香港的維多利亞灣到印尼蘇拉威西，達爾文、昆士蘭、布里斯班、悉尼、墨爾本、弗里曼特，毛里求斯的路易港、馬達加斯加、德班、開普敦的好望角，伊麗莎白港、納米比亞的沃爾維斯港，西班牙的加那利群島、英吉利海峽、倫敦港，最后到達紐約。全程：亞洲、大洋洲、非洲、歐洲、北美。郵輪上的娛樂項目和生活設施就不用多說了，反正你能想到的多數都是有的，你沒有想到的也許都會有。如果你的錢足夠的多更可以選擇郵輪旅居養老，每年選擇一條郵輪在上面生活三五個月，可以見到更多的風景、結識更多的朋友、見識更多的世面。

優質答案2：

我覺得如果來自于一個比較偏僻的城市，而且很少接觸外國人跟外國人交流的話，那么做郵輪旅行是很好的，可以有很多機會近距離的接觸外國人。

郵輪最大的好處就是可以滿足出國的愿望，又可以用比較低的價格實現，而且只要是目的是只要踏上他們的國土就行了，不要求很詳細的去履行和了解的話，那么乘坐郵輪那是最好的方式了。

郵輪最大的好處就是可以消費，有吃有喝有玩的，而且還有那么多人陪你玩，就很熱鬧，有一個旅行的氣氛比一個人背包足，到處孤獨的在那里，東游西晃的要好得多，這里很有人氣，富有生機和活力。#在頭條看世界##新媒體##自媒體##我要上頭條##微頭條日簽##策劃##經濟##正能量##誠信經營破萬粉#

三、34層高層，樓下車庫大梁很多裂縫，而且裂縫越來越多的了，柱肉眼可見傾斜，怎么辦？

優質答案1：

僅有一張照片看的不太準。估計有三種可能產生裂紋，一是柱基下沉使主樑產生倒八字裂紋，二是主棵澆注砼時預拱不足，三是主樑砼保護層太厚，使樑正常彎曲時保護層先開裂。

優質答案2：

大梁很多裂縫，柱肉眼可見傾斜？

這次地震強度不小??！我怎么沒聽見新聞說呢？

如果真的是如題主所說，你現在最該做的事情就是趕緊跑??！

一般情況下，如果是新房這樣的話，都到這個地步了，不可能驗收合格的，如果是老房子剛出現這個情況，肯定應該立即請專業鑒定人員來檢測，不過我想都到不了這一步，肯定是立即疏散人群吧？

優質答案3：

上次看到個新聞，說幾幾年之后建的樓幾乎都有問題，十層以上高度的是承受不住的，甚至建議趕緊拆除。

估計是因為我國建筑平均壽命20年，按這個標準來的吧。

以前我們縣城新起的小區，有個村里人在那帶班，他就說過，哪個哪個區域的可以買，哪個哪個區域的，做工很差。

估計這是普遍問題，不然就不會有剁餡把陽臺剁塌的事情了。[祈禱][祈禱][祈禱]

建議早點找有資質的第三方檢測檢測，這個不出事則已，出事可就是連窩端。[祈禱][祈禱][祈禱]