據(jù)當年說,這只有兩個半人看懂? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??
天下武功,唯快不破,但再快能快過光?有位同學曰:為毛不行?人家愛因斯坦的“相對論”說了,想穿越時空回到過去,速度就得超過光速,很多科幻小說都這么寫的嘛。這位同學,成為那半個人還需要努力。
其實,愛因斯坦并不喜歡大家把他的天才理論稱為“相對論”。弄啥嘞?俺明明是想說宇宙是永恒不變的好嗎?哥有句名言叫:“宇宙最令人不可解之處就是,它竟然是可解的,上帝這個老頭子是不會擲骰子的?!庇钪孀杂衅淇陀^的規(guī)律存在,上帝已死,什么哥本哈根,什么不確定性原理,薛定諤的貓是什么鬼,實乃大謬!
算了,既然都叫習慣了就叫吧,相對就相對吧,誰叫哥的論文當中老是出現(xiàn)這個詞。先不管上帝為啥已死,咱們還是聊聊穿越的事,畢竟好像比較有操作性。劃一個猝不及防的重點,相對論有個前提:光速是亙古不變的。
你說不變就不變?憑啥?聽說有個叫邁克爾遜和莫雷的組合好像搞了個實驗證明了,但你能證明它以后不會變?別抬杠了,至少現(xiàn)在科學界普遍認同它不變,看來穿越時空是得再想想其他辦法了。可是現(xiàn)在的穿越大片,像什么《星際穿越》之類的不就是通過相對論找到靈感的嗎?真穿越不了?莫急,且聽我慢慢道來。
在此之前咱先來做個“思維實驗”,所謂思維實驗就是用腦袋冥想,據(jù)說大師都是這么干的。實驗開始了,這位施主閉上眼睛吧……還是睜著吧,咱們一起開始一段奇妙的旅程……
我(你)靜靜地站在鐵軌旁邊,看見一輛火車從眼前疾馳而過。火車的速度V,火車上有個人叫小明,往火車行駛的放向以速度V’跑了一段距離S。好的,根據(jù)伽利略老師說的,小明相對我的速度是V+V’,用的時間是T=S/(V+V’)。是不是很神奇?這時候,我想到了什么?我想到了討厭的中學物理,這真是一個不堪回首的回憶,但我還是集中注意力,好在思維實驗是不需要用到復雜數(shù)學的,我心稍安。不知為何火車上的小明跑了起來,大概劇情需要,總之他用了T=10秒;我反正站在地上閑著也是閑著,用秒表一測也是t=10秒,我的天啊!我和小明所感受到的時間竟然是一樣的(T=t=10秒)!你是不是覺得一個大學畢業(yè)沒多久的社會人初中物理竟然退化成這樣,請不要鄙視我,真正神奇的地方來了。
這時候,小明跑累了,大概是太無聊也可能是劇情需要,拿起手電筒開始玩,并垂直往火車頂上一照,這一照事情就大條了。
還記得剛才的劃重點,光是有速度(C)的,無論它的速度有多大,經(jīng)過一段時間它必然會走過一條路徑。在小明看來,手電筒射出的光是一條垂直火車向上的直線;可是在我看來,火車前進了一段距離,光是一條斜線。然后呢,有啥好大驚小怪的?那咱繼續(xù)。
于是乎,在小明看來,光的方向正好垂直于火車運動方向,光走了一條直線用了t秒,光走了Ct的距離。在我看來,火車則走了VT的距離,而光走了一條斜線用了T秒,光走了CT的距離。根據(jù)偉大的畢達哥拉斯定理簡稱逼格定理,啥?嗯,勾股定理,三角形兩條直角邊的平方和等于斜邊的平方。公式不重要,可略過,但還是寫下,可推出:(Ct)^2+(VT)^2=(CT)^2,簡化一下發(fā)現(xiàn):t=T乘以一個東西,我感覺火車上時間的流逝T和小明感覺到的時間流逝t竟然不一樣。火車上的時間相對地面的我變慢了,納尼?
我感覺到火車上的時間T更長,也就是時間過得更慢,用一句很酷的話說就是:火車上的時間膨脹了。
總之得出了一個結(jié)論:速度越快,時間越慢。然后你想啊,火車上的時間變慢了,那么物體運動的軌跡肯定也變了唄,用牛頓那一套就行不通了嘛。根據(jù)相對論的公式一推,于是發(fā)現(xiàn)如果速度越快,不僅時間越慢,而且長度越短,也就是空間被壓縮了。你是不是覺得你中學物理徹底白學了,反正你也忘了。什么?速度還能影響時間和空間?時間和空間還能改變?你不要忽悠我。
不知你有沒有想過,時間是什么?時間是客觀存在的嗎?時間是從一而終的嗎?不,時間它很頑皮,是會變的,你感受到的時間跟我感受到的時間也許不同。同樣的,宇宙中的空間是充滿了彈性,就像一個彈簧床一樣,上面沒東西的時候平整,有東西的時候會被扭曲。這就是愛因斯坦的時空。
“啊,雖然還有點暈,但我想到穿越時空的辦法了!既然速度可以讓時間變慢,或許在我有生之年可以坐上這種速度接近光速的宇宙飛船,我去宇宙繞一圈回來,我的時間變慢了,再回到地球,不就是穿越到未來了嗎?”
且用數(shù)據(jù)說話,假如剛才那輛火車的速度200km/h,也就是55.6m/s,那么你在這列火車上面坐了100年,下車后發(fā)現(xiàn),比你的雙胞胎兄弟年輕了53.6秒;飛機的速度是300m/s,你坐飛機飛100年后年輕了26.3分鐘;登月飛船的速度10500m/s,你坐飛船飛100年后年輕了22.4天。確實啊,人類的技術(shù)實在太渣了,我也是這么想的。
至少有盼頭了,現(xiàn)在只要相盡一切辦法把速度再提上去就行了,穿越未來不是夢!好吧,假如有一艘宇宙飛船速度達到0.9C(光速的百分之九十),則你的1年相當于地球人2.3年;當速度達到0.99C,你的1年相當于地球人7年;當速度達到0.99999C,你的1年相當于地球人224年。(數(shù)據(jù)引用自《時間的形狀》)
是不是很開心,雖然不能回到過去,去未來耍耍也是好的呀。但是,你的時間只是相對于我的時間變慢而已,在你的感受當中,時間的流逝速度跟我的感覺是一樣的。換句話說,你以0.99999C的速度過了1年,雖然地球過去了224年,但你還是覺得只過去了1年而已。每個人所擁有的時間就在那里,不增不減。
思維實驗有個好處,就是你可以以“上帝視角”來觀察這個世界,如果我在地球上可以看到在天上高速運動的你,我就會覺得你的人生是過得多么無趣,我吃個蘋果花了1分鐘,你吃個蘋果要花224分鐘。假如你正好飛進黑洞中,那么在我看來,你便是永遠“黏”在黑洞上,就像一只黏在蜘蛛網(wǎng)上的蚊子一般。
這還只是相對論中的冰山一角,盡管已經(jīng)是100多年前的理論,對于我們普通人的世界觀來說,仍有不小的沖擊力。
時間是讓人猝不及防的東西,晴時有風陰有時雨,爭不過朝夕,又念著往昔,偷走了青絲卻留住一個你,歲月是一場有去無回的旅行,好的壞的都是風景。相對論大概還證明了,從小語文作文用爛的那句:一寸光陰一寸金,寸金難買寸光陰。時光一去不復還,前塵往事隨風散。你我的時間是相對的,你我所擁有的時間卻是絕對的。還有以后如果有機會做星際旅行,請慎重,因為你登上飛船的瞬間,可能就是與親朋永別之時。
每個人都該珍惜在各自人生中遇到的每個人,因為按照相對論,不擦肩而過簡直是個奇跡。幸運的是,我們生活在一個低速的世界。
好了,不煽情了,咱在來模擬下,就跟打游戲一樣。不知道你有沒有聽說過著名的“雙生子佯謬”,佯謬的意思就是錯誤的錯誤,也就是正確。說的是有一對雙生兄弟,弟弟跨上宇宙飛船作接近光速的長程太空旅行,哥哥則留在地球。在哥哥看來,弟弟坐著宇宙飛船高速運動離地球遠去;但在弟弟看來,哥哥坐著地球高速運動離宇宙飛船而去。弟弟回地球后,是哥哥年輕,還是弟弟年輕?
希望你能想明白,做那兩個半人中的一個。
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