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第一章 相對論

人類對宇宙的認識在相對論出現後有了很大變化。當19

年,愛因斯坦發表相對論的時候,世人都以為他是個瘋子,即使在今天,依然有包括眾多物理學家在內的學習相對論的人不能很好的領悟它,相對論真的那麼難嗎,當你看完下麵這篇不到一千字的短文,或許會驚呼“相對論原來這麼簡單,嗬嗬,我難道已經勝過那些專家啦。”

廢話少說,我們開始吧,在這裏我不會討論相對論任何公式,而主要集中在它使眾多人迷失方向的問題上。

讓我們來看下麵這個例子:在一列奔馳的火車中,此時,你正坐在火車裏,你的夥伴拿著一個手電筒,把它對向天花板,打開手電.......一瞬間,光已豎直射到了天花板上,就象圖A中展示的那樣,是不是。

圖A 圖B

那好,現在讓我們換一個角度,你現在在火車外的平地上,看著你的夥伴在這列奔馳的列車內做這個動作,即將光射向他正上方的天花板,不過這時,你在車外看到的將是如圖B這樣的景象。因為火車在前進,在光從發出到射中天花板,火車已向前進了一段距離,因此,你在陸地上看到的情況是光斜著射了上去。

有沒有問題,仔細想清楚這兩個現象,你可別問我怎麼沒見過這種情況,廢話,現實當中火車的速度跟光速哪有的比,但若是火車的速度接近光速,那麼光斜射上去就很明顯啦。有點糊塗的話可以先把光換做常見的東西,比如向上扔的石子,在火車內外觀察,肯定會看到這兩種現象吧?前麵有關的描述一定要想清楚呀,別含糊。這個例子可是你能否突破自我思維屏障的關鍵。

好,我們現在用最簡單的公式來分析一下,即用路程=時間*速度(S=vt),兩種觀察下路程肯定是後一種長是吧(見圖B)。接下來看看時間和速度,千萬不要忘記光以石子有一點不同的是,光速是恒定不變的,不管你的參照物是火車還是地麵,真空中的光速都是一樣的,那麼這意味著什麼呢,S=vt,路程變長了,速度不變......天!怎麼回事(你大驚失色),時間變啦,不可能。這是同一個事件,僅僅是觀察點不同,時間怎麼會變,一定那裏搞錯了,好吧,你就好好研究吧。我希望你能夠好好的把這個現象在自己的腦海中描繪清楚,因為隻有你自己在這裏動了腦筋,你對後麵提到的一些現象才能明白,也才會對我繼續要說的話感興趣。

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嗬嗬,研究出來了嗎?也許你寧願要找出證據證明光速可變,也不願承認時間變了,畢竟,時間在人們的腦海中是那樣永恒,過去的,永遠不能回環。不錯,在現實中我們從沒感到過有時間差異的現象,那當然,我說過我們人類目前的速度從來沒達到過可以跟光速相比的程度,而要有明顯的相對時間變化,物體的速度必須接近光速。每秒十幾公裏的人造衛星跟每秒三十萬公裏差的太遠啦。

我要指出的是,正是因為我們很多人的思維無法跳出感覺器官帶給我們的一些錯覺,才會使包括宇宙物理學家在內談論相對論的人,一不留神就會說出一個違背相對論基本思想的錯誤。好!現在你相信時間是會變的了嗎?但事實上是否相信隻是第一步,關鍵是你能否通過上麵這個例子用相對的時間觀去看待發生的每一個事件。知道嗎,當初我終於明白相對論的時間觀的時候,才猛然間發現我們的宇宙盡是那樣美妙,充滿了想象中的古怪離奇,而看待日常的一切都似乎是從一個高度向下看那樣的感覺,這感覺真是好極啦。