網(wǎng)友解答: 相對論分為狹義相對論和廣義相對論。驗證方法有所區(qū)別，但思路一致，既驗證它們的基本原理，又驗證它們的結(jié)論，多重的保險才稱得上實驗驗證。驗證狹義相對論的基本原理：光速不變原理。早

相對論分為狹義相對論和廣義相對論。驗證方法有所區(qū)別，但思路一致，既驗證它們的基本原理，又驗證它們的結(jié)論，多重的保險才稱得上實驗驗證。

驗證狹義相對論的基本原理：光速不變原理。早期的邁克爾遜莫雷實驗已經(jīng)遠遠落后時代了。隨著激光技術(shù)的不斷發(fā)展，激光干涉儀的精度越來越高，用它來測量光速不變原理的精度也不斷在提高，如今已經(jīng)精度提高到了10的-17量級，兩篇論文見Physical Review Letters. 103 (9): 090401 (2009)和Physical Review D. 80 (100): 105011 (2009)。

驗證狹義相對論的結(jié)論：鐘變慢效應(yīng)，還有多普勒效應(yīng)。鐘變慢效應(yīng)一個典型實驗是高能粒子的壽命變化，很久之前，歐洲核子中心（CERN）測到mu子的壽命提高了兩倍多，論文見Nature 268, 301 (1977)。多普勒效應(yīng)，這類實驗也有很多，就不一一列舉了，目前最精確的結(jié)果是利用光鐘之間相對運動比對，論文見Science. 329 (5999): 1630–1633 (2010)。

驗證廣義相對論的基本原理：等效原理，即引力質(zhì)量等于慣性質(zhì)量，簡單的例子就是任何物體下落速度一樣。實驗精度也在逐年提高，已經(jīng)到了10的-14量級，論文見Physical Review Letters 83(18) 3585 (1999)。后續(xù)一些太空實驗有望將這個精度提高到10的-18量級。

驗證廣義相對論的結(jié)論：首先是引力紅移實驗，就是在引力不同位置的頻率/時間變化效應(yīng)，在探空火箭上的實驗已經(jīng)做到了和理論預(yù)言的誤差在10的-3量級，論文見Physical Review Letters. 45 (26): 2081–2084 (1980)。后續(xù)一些太空實驗有望提高到10的-5量級。值得一提的是，目前的GPS系統(tǒng)已經(jīng)不能忽略引力紅移效應(yīng)，以及狹義相對論的多普勒頻移效應(yīng)，必須要做相對論修正，才能準確導(dǎo)航。

望向太空，廣義相對論的驗證比比皆是，早期有另愛因斯坦成名的水星近日點和太陽引力彎曲光線現(xiàn)象。后來哈勃望遠鏡拍了很多引力透鏡效應(yīng)的照片。還有多種方法驗證了黑洞的存在。最近的一個著名實驗就是LIGO發(fā)現(xiàn)了引力波，2017年諾貝爾物理學獎，廣義相對論的一次偉大勝利。

施郁

（復(fù)旦大學物理學系教授）

相對論包括狹義相對論和廣義相對論。它們都經(jīng)過了很多驗證。

對于狹義相對論，邁克爾孫-莫雷實驗就是最著名的驗證。事實上，它是在愛因斯坦的狹義相對論論文之前發(fā)表的。它測量假想的光傳播的媒介（以太）相對于地球的運動速度，結(jié)果是零，可以用狹義相對論非常簡單地解釋。

另外，Kennedy–Thorndike實驗測量光在不同慣性參照系中的速度差，結(jié)果當然是零，驗證了狹義相對論的光速不變假設(shè)。 Ives–Stilwell實驗測量狹義相對論預(yù)言的橫向多普勒效應(yīng)。

其實宇宙線的存在就驗證了狹義相對論。 很多基本粒子，比如繆子，壽命是很短的。但是它們可以從外層空間進入地球，長途跋涉，讓我們能探測到。為什么？這就是狹義相對論的時間膨脹：在靜止參照系，運動物體的時間拉長了！

廣義相對路的驗證則需要通過天體現(xiàn)象。首先，在愛因斯坦創(chuàng)立廣義相對論之前，人們就有了水星近日點進動的資料。 愛因斯坦在1915年11月創(chuàng)立廣義相對路的高潮時期將它算了出來。這可能是愛因斯坦最激動的發(fā)現(xiàn)。 愛因斯坦還在廣義相對論基礎(chǔ)上預(yù)言了光線被太陽的彎曲。1919年，英國天文學家在西班牙和巴西的觀測證實了廣義相對論的預(yù)言。這個事件引起全世界的轟動。早在1907年，愛因斯坦就預(yù)言了引力紅移。但是直到愛因斯坦去世5年后才由完成才完成驗證。愛因斯坦1916年還在廣義相對論基礎(chǔ)上預(yù)言了引力波。2015年LIGO終于直接探測到引力波。