在说这个问题之前，先说一下量子力学和相对论的区别:
第一，量子力学是很多科学家集思广益的产物，爱因斯坦独自获得了相对论。
第二，量子力学是江河日下，从普朗克一点一滴积累起来的，而相对论是一夜之间诞生的。
第三，量子力学不管多么荒谬，至少是从实验现象开始的。为了解释实验结果，拼凑各种理论公式，爱因斯坦凭空捏造了相对论，然后根据理论寻找实验现象。
第四，量子力学获得了成堆的诺贝尔奖，而相对论从未获得任何奖项。
第五，量子力学的广泛应用由来已久，很多人可能不知道。他们认为量子力学只是物理学家的游戏。事实上，现代科技的辉煌成就大多归功于量子力学，而相对论除了计算和标定，没有提供任何生产技术。
第六，量子力学应用于微观、电子、质子等。，而相对论适用于宏观、恒星、时间和空间。
第七，量子力学描述的世界是零碎的、量子化的，而相对论描述的世界是连续的。
告诉我，这种巧合是不是有点过分，让人不禁怀疑这是不是上帝在捉弄人类。相对论和量子力学看似一致，如此矛盾，却又都如此震撼，真的折磨了几代物理学家！
物理学家天生就有“大统一”的思想，所以最好把宇宙中所有的规律总结成一个公式。为了匹配这两种理论，人类付出了巨大的努力。让我们把这个感人的故事留到以后吧。
其实在经典物理时代，也是一个大一统的故事。“牛顿时代”后，经典物理学逐渐聚拢，走向统一。
“大一统”之路的巅峰不是麦克斯韦方程组，但至少排在人类最伟大公式的前三！
说起来很简单。电和磁曾经是两个不同的人，但自从法拉第Q发现电磁感应后，大家都知道电和磁的暧昧关系由来已久，却苦于没有媒人。就在大家着急的时候，麦克斯韦大笔一挥，电和磁从此成了一家人。
麦克斯韦方程组，以无比优美的形式，充分阐述了电和磁的相互转化规律，是物理学中不可多得的美！既然丰富而美丽，就必然会吸引蜜蜂和蝴蝶，包括我们今天的主角爱因斯坦。
爱因斯坦一直对“光”情有独钟。光是电磁波，而电磁波是属于麦克斯韦的，所以爱因斯坦迷迷糊糊地看着这组方程组。这一幕就像杨过的狂喜。爱因斯坦看着看着突然顿悟了。他提出了一个狂喜假说:光速不变原理。
光速不变原理是什么意思？比如你站在路边不动，我骑行速度10，我姐开车速度50，那么我姐的速度你50，我40。
这是我们正常的理解吧？
同一个场景，女孩换成一束光，那么应该是:光速你是30万，我是299990，对吧？爱因斯坦说你不太了解光。无论你的速度是多少，她的速度永远是30万。
极端情况下，你的速度是0，我的速度是299，999。同样的“光”穿过我们。这个光速你30万，我30万！
那么这是一盏灯还是两盏灯呢？当然是一束光，但是这束光对不同的人来说永远是一样的速度。相对论的出发点就来源于这样一个极其荒谬的假设:光速不变原理！
既然光速是绝对不变的，那就应该称之为“绝对主义”。为什么叫“相对论”？
相对论的概念对应于绝对时空的概念。学术上讲，所有物理定律在所有惯性参照系中都有相同的数学形式，学名是相对性原理。这是相对论的第二个假设。我知道你不能理解这句话的意思。别担心。
这个话题又有了哲学的味道。
回到刚才的场景，我自行车的速度是10，你站在路边。假设整个系统或者整个宇宙只有你和我，那么谁在动？
在你看来我在动，在我看来你也在动。为了找出谁在动，假设我相对于你的速度是10。这是高中物理的内容，今天的人不难理解，但在当时的“以太”理论背景下就不一样了。
什么是“以太”？
也是老同学亚里士多德提出的概念:空间是以太，只是我们看不见。静止和运动都是相对于空间的，也就是说“我相对于空间的速度是10”，而不是“我相对于你的速度是10”。这种观点和永恒的一维时间一起，被称为牛顿时代的“绝对时空观”。
这是当时非常主流的假设。著名科学家、诺贝尔物理学奖获得者、绝对的大牛迈克尔逊，八年来一直在寻找以太，他自己掐死了以太理论。
回归相对论
“光速不变原理”和“相对性原理”，好吧，然后呢？就凭这两个就能颠覆世界？可以，这两样就够了。大家注意了，老司机爱因斯坦在赛车！
假设老司机飙升到光速的50%，然后一束光线从车厢天花板垂直照在地板上。对于车厢里的人来说，车厢里没有速度，就相当于在静止的车厢里从上到下照射一束光。那么结果就很简单了，这个光只是直线照射在地面上。所以这束光行进的距离就是马车的高度和花费的时间:马车的高度/光速。
但是对于车厢外的人来说，事情就有点麻烦了。光束在移动的车厢里从上到下照射。在这个过程中，马车一直在移动，所以光的路径是一条对角线。
就像子弹从车厢顶打到地上一样。在车厢内的人看来，子弹是直着落下的，但在车厢外的人看来，子弹其实是斜着落下的。当然，横着跑比直着跑更远。
这在经典物理学中是没有问题的。因为子弹的速度要加上马车的移动速度，所以子弹的实际速度增加了，即使距离增加了，最后的时间也是一样的。
但是，爱因斯坦说，光速是不变的，不管你的车的速度是多少，光速还是一样的，所以事情会好起来，因为距离增加了，光速不变，所以时间就得增加！
同样的事情，在车里的时间比外面多，很难解释。
爱因斯坦说，怎么了？光速是恒定的，所以我们只能受时间的委屈。是的，在车厢里的时间是臃肿的！
时间是看不见摸不着的，爱因斯坦想说什么就说什么。我们换个例子。
老司机飙车的时候，在车厢中间闪一个灯，就相当于点亮了一个灯泡。对于车厢里的人来说，车厢是静止的，所以光线要同时照亮前墙和后墙。但对于车厢外的人来说，车是向前运动的，光速是恒定的，所以光线要先照亮后墙，再照亮前墙。这不是时间膨胀与否的问题。
如果前后墙分别有两个接收器，那么这两个接收器是同时接收信号还是串联接收信号。
爱因斯坦说，你根本不知道“同时”是什么意思。怎么判断两个地方的两个事件是不是同时发生的？当这两个事件发生时，它们会发出闪光信号。如果光线同时到达这两个地方的中间位置，那么这两个事件就被认为是同时发生的，否则就不是同时发生的。所以车厢里面的人是同时看的，车厢外面的人是不同时间看的，“同时”也是相对的。
你明白吗？这个“光”真的是爱因斯坦万千宠爱的集合，连时间都要跟着光的脚步走。
再举个例子，假设太阳突然消失，8分钟后，地球就知道了。地球人有没有可能在太阳消失的那一刻知道？爱因斯坦说，绝对不可能。太阳消失后，地球仍能感受到阳光和太阳的引力。无论用什么方法，都不可能在8分钟内知道太阳消失了。
即使你发现太阳上有人给你打电话，无线电信号也要8分钟才能飞到地球。那么问题来了。对于地球人来说，太阳是八分钟前消失的还是现在消失的？
好吧，我承认我有点糊涂了，那我就把问题再弄乱一点。车里的人是怎么测量车的长度的？
这个很简单。拿个秤直接测一下就行了。但是对于车厢外的人来说就比较麻烦了，因为车厢是在动的。但是你拿着的秤还是。
你必须同时记下汽车前后的刻度读数。如果你按照爱因斯坦对同一时间的定义，那么你会发现运动的汽车比静止的汽车短。这个结论是不是有点可笑？
爱因斯坦说，在“光”面前，时间可以委屈，长度不算什么！物体沿运动方向的长度会收缩，这种现象称为“长度收缩效应”，简称“尺度收缩效应”。得了吧，质量大概会难以保障。
没错，因为时间和速度有关，速度和动能有关，动能和质量有关，所以质量不是原来的质量。爱因斯坦说:质量会随着速度的增加而增加，然后结合动量和动能公式，得出著名的质能方程:E = E = MC的平方。
爱因斯坦虽然把时间、长度、质量搞乱了，但本质上无非是运动参考系和静止参考系之间的公式转换。数学好的同学开始得瑟了。时间膨胀、长度缩短和质量增加都可以根据洛伦兹变换推导出来:
看看这些公式，你就明白爱因斯坦为什么不喜欢超光速了。根据以上公式，物体一旦达到光速，时间就变得无限慢，长度变得无限小，质量变得无限大。最后连爱因斯坦自己都接受不了这种废话。
大家有没有注意到，刚才说的假设都是在匀速静止的前提下讨论的？这种场景只适用于理想情况，应用场景比较窄，所以被称为“狭义相对论”。
实际上往往需要在系统中加入重力或加速度，应用场景更加广泛。顾名思义，这就是“广义相对论”。
广义相对论不仅内容精彩，数学也极其复杂。爱因斯坦不得不求助于数学家格罗斯曼来完成他的论文《广义相对论和引力理论大纲》。这篇很棒的论文，除了数学系和物理系的同学，其他同学还是不要看了，免得惹火了眼睛！
英国科学家爱丁顿是爱因斯坦的忠实粉丝，也是将广义相对论引入英语世界的第一人。
一天，有人问爱丁顿:“亲爱的教授，我听说世界上只有三个人知道相对论。是这样吗？想了想，爱丁顿·卢克回答说:“你可能是对的，但我想知道第三个人是谁？」
这个小故事最终演变成了我们现在经常听到的一个神话:世界上只有三个人懂相对论。这当然是夸张的说法，但广义相对论确实比量子力学更麻烦。
玻尔说量子力学学不了第一遍，但反过来说，多学几次还是有希望的。至于广义相对论，我们普通人应该趁早开始治疗。我们只能机械的复制，囫囵吞枣就好。
以下是广义相对论:
老司机使劲踩油门，车加速，注意加速。一束光从屋顶照射到地板，光速不变，车速越来越快，就像水在往下流，汽车在加速，所以水流应该是弯曲的，也就是说，光传播的路径应该是弯曲的。
爱因斯坦说光速不能改变，只能委屈空间，空间是弯曲的！这太坑爹了，明明是你自己弯的，不是空间！
爱因斯坦接着说，“引力”和“加速度”是等价的，所以引力也会导致空间弯曲。然后想象一下，如果引力足够大，空间足够弯曲，像折纸一样，如果远端的两点弯曲重叠会发生什么？
是的，虫洞的概念是存在的！打开一个虫洞，撕裂空间，就可以从这个点直接到另一个点，而这就是梦幻般的空间跳跃是怎么来的！
到目前为止，你还能认为这一切都是胡搅蛮缠，骂爱因斯坦是哗众取宠的棒子！
这个时候的相对论，就像埋在物理楼里的炸药，只是一根导火索。然而，人们很快发现了无数引爆这座经典建筑数百年的导火索。
1911年，爱因斯坦发表了引力对光传播的影响。因为太阳的引力和质量会使周围的空间发生弯曲，所以光线经过太阳附近时会发生弯曲。这种现象可以在日全食中观察到。
爱丁顿，一个忠实的粉丝，骗英国政府资助这个荒谬的测试。最后，观测数据显示，恒星的位置确实发生了偏移，这与相对论的计算结果相符。爱丁顿感慨道:这个小小的运动改变了世界。
于是，爱因斯坦一夜成名，卓别林的妙语恰如其分地概括了当时的情景:“人们为我欢呼是因为他们理解了我的艺术，人们为爱因斯坦欢呼是因为没人理解他的理论。
困扰天文学多年的水星近日点岁差也得到了满意的解释。水星运行到近日点时，会有一些多余的进动(我们普通人可以理解为水星接近太阳时，会有一些莫名其妙的抖动)，多余的进动值是每百年43秒，当时没人能解释。
爱因斯坦计算出太阳对空间的曲率每百年正好是43角秒，这是完全一样的，也就是说，这个额外的岁差是由空间的曲率造成的。后来测得的金星数据也符合相对论。
为了验证重力和速度对时间的影响，科学家们已经将原子钟送到了外太空，重力造成的时间偏差完全符合相对论的计算。
所有实验都证明相对论是可靠的，绝对不是疯子幻想的产物。
相对论以势不可挡的姿态揭开了这个荒谬世界的外衣，再一次让人类意识到自己的无知和渺小。
我又要崇拜爱因斯坦了！要知道，当时的人们已经沉浸在量子力学带来的巨大震撼中:一切都是零碎的，位置是随机的，而相对论的空间描述却是连续的，精确的，与量子力学完全矛盾，简直是逆大势而动！
谁也没想到，上帝会同时给人类两种完全不同的礼物！更难能可贵的是，爱因斯坦不仅是量子力学的创始人之一，也是相对论的开创者。这种“左右之争”的技巧，不敢说“后无来者”，至少是“前无古人”。
因此，爱因斯坦在物理学史上的地位仅次于开天辟地的牛顿。
而相对论的应用却很少，只用于校准各种观测数据或实验设备，如GPS精度校准、高能粒子质量和寿命的变化，或者预测引力波的存在等等。
回头看看这一团乱，爱因斯坦砰的一声把车开走了，但对于这个理论的出发点:光速不变原理，无数物理学家已经疯狂了。
相对论和量子力学把科技之树的主干硬生生地劈成了两个方向，但物理学家们固执地认为，事物的起源最终都是一样的。在过去的100年里，所有人都梦想着统一这两个理论，但都失败了！
虽然前路漫漫，但大家依然在大一统的道路上不知疲倦地奔跑。近年来非常流行的“超弦理论”和大型对撞机，是对大统一事业的又一次冲锋。