第一章入迷
我對物理學的迷戀,是從看一本《物理世界奇遇記》的科幻小說開始的。自從看了那本書裏湯普金斯在物理世界裏經曆的故事,我開始知道物理學那玄妙無比的世界。而在此前,我隻了解一點中學物理知識,隻會牛頓辦學中的公式計算。自從讀了這本書,我才知道,原來世界上的時間和空間,都是會變的。在運動中,時間會變慢,長度會縮短,質量會增加。這就是相對論的物理世界。
這些物理現象,對很多人來說,是一件不可思議的事,簡直如同神話。然而,科學就是能創造神話!你不信?你不信,我信!
讓我來給你打一個比方,就講一個故事。我們生活在平靜的地球上,感覺不到時間和空間的變化。但如果有兩個孿生兄弟,哥哥乘座一艘宇宙飛船去作太空旅行。由於宇宙飛船在太空中高速運動,因此,飛船的時間係統變慢了,等到飛船飛回地球時,地球上的孿生弟弟已經變成老人,而坐飛船旅行的哥哥還是很年輕。
聽到這個故事,你總能明白了相對論所說的物理世界是怎麼樣的物理世界了吧!這個故事,不是我編的,而是鼎鼎大名的相對論的創立者、現代物理學的奠基人愛因斯坦自己說的。人們把這個故事稱為“雙子佯謬”。
要學會相對論,不是一件容易的事,但也不是一件很難的事。我一開始也不是很看得懂,但聽了這個故事,我很快明白了。我想:如果我能坐上這樣的宇宙飛船,在太空旅行一圈回來後,地球上也許已經過了一千年。一千年以後的地球是什麼樣呢?哈,反正我喜歡參觀一千年後的地球。一千年後的地球一定是一個高度發達高度文明的社會。接著,如果我再坐一次飛船,再次回到地球時,地球上又過了一千年,或者我晚點回來,地球上已經過了一萬年。那是多麼美妙的事啊!那時我回到地球上,對所有的人說:這裏我的年齡最大,我已經一萬歲了,你們要稱我萬歲,而且要跪地嗑頭高喊三次萬歲,至於為什麼要這樣做,嘿嘿,你們不知道吧,我暫時不告訴你們。一萬年以後的人們可能已經不知道古代的禮節了。我成了古人,不,應該是曆史的見證人。
想到這裏,我差點樂出聲來。要知道,現在正在上課的時間。老師在上麵講什麼,我一句也沒聽進去。我的腦子完全沉浸在對未來世界的想象之中,沉浸對相對論物理學的神秘向往之中。看到其他同學聽課聽得這麼認真,我覺得很沒意義。為什麼?因為我想一下子進入未來世界。我可以跳過眼前的這個讀書過程,直接進入未來。在未來世界裏,我是一個物理學家。我想當物理學家。我在未來世界中肯定能成為物理學家。我隻要學會相對論就夠了。
正在我浮想聯翩的時候,老師點我的名字。聽到有人叫我的名字,我從幻想中驚醒過來,沒搞清是怎麼一回事,就應了一聲,站起來準備回答問題。
“請你上來寫一下這塊小石子的自由落體的計算公式。”老師說。
此時,我的腦子裏隻有相對論公式,記不得牛頓力學公式,而且剛才開小差還沒聽講。我吞吞吐吐地說:“這個——物體自由落體——速度越快,它的質量就越大——”
“質量越大?質量會變?”同學們愕然,紛紛議論起來。盡管我聽不清他們在說什麼,但我猜得出他們議論的不是質量,是在議論我。
“是的,當它的速度達到光速時,它的質量就會無窮大。”我回答。
“會比地球大嗎?”
“當然,它的運動速度達到光速時,它的質量會無窮大,會比地球的質量大。”我認真的回答。
同學們哄然大笑。
老師無語地招呼我坐下。老師沒批判我,大概他是懂相對論的吧。我心想。也許老師是一個知音,也許不是。我不敢跟他說什麼,因為他一定會要求我學好課本上的知識。
我坐下,再沒有心情去想相對論的事了。我感到孤獨,因為沒有一個同學會理解相對論原理。
下課後,老師叫我去他的辦公室。他問:“你現在是不是在看相對論的書?”
我點點頭。
老師卻搖搖頭。停了片刻,說:“你要先把眼前的課學好,才能考上大學,才能學習更深奧的物理學,才會明白相對論。”
可我現在就已經明白了相對論。我心裏想著。
老師仍然不是我的知音。這讓我很失望。我討厭這裏的學習和考試。我想去未來世界,親眼看物理世界的玄妙。
回到家裏,要開始做作業了。我從書包裏拿出來的第一本書,就是《物理世界奇遇記》。我隨便翻開這本書,又讀了起來。我很想找到書裏麵的教授,向他學習相對論。也許教授會收下我這個學生,培養我成為物理學家。
但可惜的是,這本書中從頭到尾沒有寫教授的姓甚名誰,一直以教授相稱。我不知道他是哪個大學的教授,不知道去哪裏才能找他。即使我知道他是誰、他在哪座大學,但去那麼遙遠的地方去找他,簡直跟尋找未來世界一樣,對我來說,都是一個遙遠的想象。