1 相对论 (第1/2页)
第一章 相对论
人类对宇宙的认识在相对论出现后有了很大变化。当19 年,爱因斯坦发表相对论的时候,世人都以为他是个疯子,即使在今天,依然有包括众多物理学家在内的学习相对论的人不能很好的领悟它,相对论真的那么难吗,当你看完下面这篇不到一千字的短文,或许会惊呼“相对论原来这么简单,呵呵,我难道已经胜过那些专家啦。”
废话少说,我们开始吧,在这里我不会讨论相对论任何公式,而主要集中在它使众多人迷失方向的问题上。
让我们来看下面这个例子:在一列奔驰的火车中,此时,你正坐在火车里,你的伙伴拿着一个手电筒,把它对向天花板,打开手电.......一瞬间,光已竖直射到了天花板上,就象图A中展示的那样,是不是。
图A 图B
那好,现在让我们换一个角度,你现在在火车外的平地上,看着你的伙伴在这列奔驰的列车内做这个动作,即将光射向他正上方的天花板,不过这时,你在车外看到的将是如图B这样的景象。因为火车在前进,在光从发出到射中天花板,火车已向前进了一段距离,因此,你在陆地上看到的情况是光斜着射了上去。
有没有问题,仔细想清楚这两个现象,你可别问我怎么没见过这种情况,废话,现实当中火车的速度跟光速哪有的比,但若是火车的速度接近光速,那么光斜射上去就很明显啦。有点糊涂的话可以先把光换做常见的东西,比如向上扔的石子,在火车内外观察,肯定会看到这两种现象吧?前面有关的描述一定要想清楚呀,别含糊。这个例子可是你能否突破自我思维屏障的关键。
好,我们现在用最简单的公式来分析一下,即用路程=时间*速度(S=vt),两种观察下路程肯定是后一种长是吧(见图B)。接下来看看时间和速度,千万不要忘记光以石子有一点不同的是,光速是恒定不变的,不管你的参照物是火车还是地面,真空中的光速都是一样的,那么这意味着什么呢,S=vt,路程变长了,速度不变......天!怎么回事(你大惊失色),时间变啦,不可能。这是同一个事件,仅仅是观察点不同,时间怎么会变,一定那里搞错了,好吧,你就好好研究吧。我希望你能够好好的把这个现象在自己的脑海中描绘清楚,因为只有你自己在这里动了脑筋,你对后面提到的一些现象才能明白,也才会对我继续要说的话感兴趣。
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呵呵,研究出来了吗?也许你宁愿要找出证据证明光速可变,也不愿承认时间变了,毕竟,时间在人们的脑海中是那样永恒,过去的,永远不能回环。不错,在现实中我们从没感到过有时间差异的现象,那当然,我说过我们人类目前的速度从来没达到过可以跟光速相比的程度,而要有明显的相对时间变化,物体的速度必须接近光速。每秒十几公里的人造卫星跟每秒三十万公里差的太远啦。
我要指出的是,正是因为我们很多人的思维无法跳出感觉器官带给我们的一些错觉,才会使包括宇宙物理学家在内谈论相对论的人,一不留神就会说出一个违背相对论基本思想的错误。好!现在你相信时间是会变的了吗?但事实上是否相信只是第一步,关键是你能否通过上面这个例子用相对的时间观去看待发生的每一个事件。知道吗,当初我终于明白相对论的时间观的时候,才猛然间发现我们的宇宙尽是那样美妙,充满了想象中的古怪离奇,而看待日常的一切都似乎是从一个高度向下看那样的感觉,这感觉真是好极啦。
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