《狹義相對(duì)論》感想

看了一些書,略有想法,如記。

1.1?聲音的對(duì)比

先用聲音做個(gè)比喻,一輛開著喇叭行駛的車發(fā)出的聲音有三種情況:

a. 不動(dòng)時(shí)的音調(diào)和響度作為基準(zhǔn)。

b. 朝我們駛來時(shí),音調(diào)和響度相對(duì)基準(zhǔn)會(huì)越來越高。

c. 朝我們駛?cè)r(shí),音調(diào)和響度相對(duì)基準(zhǔn)會(huì)越來越低。

如此可對(duì)比相對(duì)論,也該類似的三種情況,只是要放在超高速(近似光速)的情況下:

a. 不動(dòng)時(shí)-也就是平日所見,因?yàn)榉踩粘=?jīng)驗(yàn)下的速度相對(duì)超高速是不動(dòng)的-把視像變化作為基準(zhǔn)。

b. 朝我們駛來時(shí),視像變化如何?

c. 朝我們駛?cè)r(shí),視像變化如何?

聲音的情況可總結(jié),不論從理論還是經(jīng)驗(yàn)已明晰,而超高速下的變化先不做總結(jié),由以下說明。


1.2?偽命題

對(duì)相對(duì)論的一個(gè)說法是:

只要物體-且說成“你”吧,用人來說有代入感 –以超高速運(yùn)動(dòng),你就衰老的慢,因?yàn)闀r(shí)間過得慢了!

這是個(gè)偽命題,或者是因我不慎的一個(gè)印象。這個(gè)命題若加兩個(gè)條件就正確了:一個(gè)是所謂“衰老”是你真正發(fā)生的,還是一個(gè)視像變化?二是要說明運(yùn)動(dòng)的方向。讓我們一一將條件明晰后再更正說法吧。


1.3?視像變化

這是我的一個(gè)術(shù)語,字面上好理解,為嚴(yán)謹(jǐn)做些補(bǔ)充。假如我和你相隔很近 –幾公里、幾十公里、乃至成百上千公里 –相對(duì)超高速的運(yùn)行距離都很近 –那么你看到的自己的衰老和我看到的你的衰老是一回事。但是,如果我們相隔如千百萬公里,也就是超高速下的尺度,你看到的和我看到的就不一樣了。注意,對(duì)象都是你的衰老,觀察者卻不同,視像變化應(yīng)該說明誰是觀察者。

于是,有個(gè)混淆,且我也認(rèn)為是偽命題的:

你在一超高速列車上行駛,看著列車上的表針走了5秒 - 與前命題呼應(yīng),你的時(shí)間過慢了,于是在列車外的我看著自己的手表應(yīng)該走了10秒!

你看,觀察對(duì)象和觀察者都變了,各說各的,就是兩個(gè)世界,各自看到的都是5秒才對(duì)。若不是,運(yùn)動(dòng)是相對(duì)的,可以說我相對(duì)你也在做高速運(yùn)動(dòng),說成比你過得慢也對(duì),于是我看到了10秒,你在列車上看到20秒才對(duì)。這不亂了?

那么,我們應(yīng)該看同一塊表才對(duì),不論同看車上的,還是同看車下的。為了有代入感并契合原命題的情景,就同看車上的吧。于是整理為這樣的問題:

你在一超高速列車上行駛,看著車上的表針走了5秒,在車下的我看這表是過了多久呢?


1.4?傳播介質(zhì)

我們知道,聲音傳播的介質(zhì)是氣體,靠氣體微粒的震蕩傳播的。以上1.1里的車和觀察者處于同于介質(zhì) – 都在空氣里嘛 – 但不是這么籠統(tǒng),而是空氣是連同的,因此在同一介質(zhì)。

假如一些空氣密封起來運(yùn)動(dòng)呢?比如飛機(jī),機(jī)內(nèi)的和機(jī)外的隔絕,機(jī)內(nèi)的人相互說話聽著正常,機(jī)外飄過的人聽著會(huì)怎樣呢?當(dāng)然,現(xiàn)實(shí)中因?yàn)轱w機(jī)的噪音之大,機(jī)外的人無法靠空氣傳播聽到機(jī)上的,但這個(gè)想象力不難驗(yàn)證。拿超音速戰(zhàn)斗機(jī)說吧,我們知道它會(huì)行程一層錐形的空氣膜環(huán)繞著飛機(jī),這層膜不得了,“恰到好處”時(shí)摧枯拉朽使人五臟俱裂的威力,若這么厲害,駕駛員不死翹翹了?然而,人家好好的,你可以認(rèn)為是他跟著飛機(jī)跑得太快,聲音追不上他所以沒事,若是這樣,他說出的話不瞬間給甩到后面連自己也聽不到了嗎?其實(shí)不然,如上解釋,駕駛艙和機(jī)外是隔絕的,兩個(gè)世界 –此時(shí)應(yīng)該準(zhǔn)確地說,是兩個(gè)傳播媒介-聲音各走各的,不論飛機(jī)跑多快都一樣,三倍四倍速也無妨。非要做個(gè)相對(duì)速度分析的話可以這么說,聲音在飛機(jī)內(nèi)是超音速的,可是它給隔絕著,于機(jī)外的觀察者有何干呢?

如上說的返回光后就少許明晰了。既然車外的人要觀察車上的表,介質(zhì)必須一樣,不能隔絕了。既然在同一介質(zhì)下,視像變化如同1.1里車的音調(diào)一樣對(duì)于車下的我應(yīng)該漸有“起伏”才對(duì)。

愛因斯坦相對(duì)論的假設(shè)是:光速在任何時(shí)候都是不變的。

這個(gè)命題如果不加條件也可以是偽命題了,應(yīng)該說成在所涉及的觀察者處于同一介質(zhì)下才是不變的,至于是氣體、真空、液體、固透明固體下的各種介質(zhì)算不算同一介質(zhì)(我們知道,對(duì)于聲音不算)我就不做探究了,因?yàn)樵诖蟪叨认挛覀冋f的是太空,就是真空,且能實(shí)現(xiàn)超高速的只能是真空(不然哪怕夾雜一點(diǎn)氣體微粒,便如流行劃過一樣消損了)。


1.5?超高速駛來或使去

以下分析了結(jié)合1.1里的聲音或者1.4里的超音速戰(zhàn)斗機(jī)。假設(shè):你從遙遠(yuǎn)的地方急速駛來,近于光速,那么表針的每一秒就如聲音疊加成錐形一樣行程一個(gè)視像變化密集的膜。且把每一秒當(dāng)成膜里層層的圖片,疊加的越緊,于車下的觀察者就如電影一樣放得越快。于是,你向我駛來,鐘表比我手上的走得快了,若你我同歲,你比我衰老的也快。反之亦然。

于是1.1中說法可補(bǔ)充完整:

a. 不動(dòng)時(shí)-也就是平日所見,把視像變化作為基準(zhǔn)。

b. 朝我們駛來時(shí),表走得快了,你看著衰老得快。

c. 朝我們駛?cè)r(shí),表走得慢了,你看著衰老得慢。


1.6 悖論

于是,是不是可以理解:

一對(duì)孿生子,哥哥和弟弟。哥哥登上一輛超高速列車于弟弟告別,列出離去。假如弟弟一直能看得見哥哥(腦洞開些,把列車想成全透明的也好,還是哥哥一直在車門口露著臉且沒被甩下車也好,總之能彼此觀察的到),那么30年后,弟弟老了,哥哥卻像只過了一年一樣年輕如初!

1.5所述,確實(shí)是這樣。

注意,運(yùn)動(dòng)是相對(duì)的,哥哥看弟弟也應(yīng)該一樣,就是他變老了,可弟弟卻年輕如初!

于是在常識(shí)上便說不通了,假如說一個(gè)變快,另一個(gè)變慢還好,可還了觀察角度竟整個(gè)反了,那不是胡扯或者捉弄人么?


1.7 更正

1.3所說,那只是觀察者的視像,所謂作案現(xiàn)場(chǎng)呈現(xiàn)的結(jié)論就是事實(shí)的真相嗎?

假如哥哥和弟弟有臺(tái)神奇的視頻機(jī)器,其信號(hào)傳播速度可以快到超越光速,乃至不論多遠(yuǎn)多快都能同時(shí)同步對(duì)話,30年后忽然接通了,那一定會(huì)這么聊:

哥哥左手看屏幕,右手拿著望遠(yuǎn)鏡:“弟弟,怎么回事?你不是一直年輕著么,怎么和我一樣老了?”

弟弟回答:“哥哥,這是我要問你的!”

怎么回事……其實(shí)相對(duì)論沒有所謂的偽命題和反常識(shí)的東西,而是啟發(fā),讓我們脫離平日對(duì)“絕對(duì)時(shí)間”的參照,如同中世紀(jì)末脫離日心說一樣。如今的我們看到日心說的愚昧沒什么感觸,可它統(tǒng)治了人類思想上千年哪,其根深蒂固真像如今對(duì)“絕對(duì)時(shí)間”的理解,無怪乎有些人看了也不明白,就算有人解讀也不明白,僅留個(gè)囫圇吞棗的1.3的印象。

例子里有哥哥、弟弟兩個(gè)觀察者/參照系,別忘了還有閱讀的你,你若在閱讀時(shí)想象的畫面里同時(shí)出現(xiàn)了哥哥和弟弟兩個(gè)人便是你-第三個(gè)-參照系了??墒牵徽撃阍诤畏?–和弟弟一樣在這地球上,或者和哥哥一同乘車,或者躲在宇宙其他遠(yuǎn)處, 他們之一的運(yùn)動(dòng)都是超高速的,也許開始的某一時(shí)段只有一個(gè)人被你看到了,只有的畫面如同他們一樣在以不同速率變化著。

于是,讀相對(duì)論較難的就是代入感只化身于例子里的對(duì)象還不夠-不像文學(xué)作品一樣可以這么干 –書外的讀者本身有自己的時(shí)間體驗(yàn)。然而,好的文學(xué)作品或許也一樣的難,所謂:“一千人讀《哈姆雷特》,就有一個(gè)“哈姆雷特”。


1.8 廣義相對(duì)論 略談

于是,把時(shí)間這個(gè)自古以來的人類直覺給刷新了,那空間呢?

或許愛因斯坦的廣義相對(duì)論就是解決這個(gè)的,只是人們總被他想代替引力論的目的給迷惑了。我覺得他起初沒想過“引力”,而是只挑戰(zhàn)“絕對(duì)空間”,比如給自己拋個(gè)問題:再遙遠(yuǎn)的距離說不定近在咫尺?或者:假如時(shí)間對(duì)每個(gè)人相對(duì)的,空間怎么就不行呢?

他發(fā)現(xiàn),只要有質(zhì)量就能扭曲空間,只是人的質(zhì)量太小了,環(huán)繞于周圍的空間扭曲可以忽略不計(jì),這和人們之間的相對(duì)速度太小便可以忽略相對(duì)時(shí)間是一樣的。可既然要設(shè)想,就來個(gè)大的,用星球的質(zhì)量對(duì)比超高速總行了吧。

那么星球?qū)臻g的扭曲是怎樣的呢?啊,引力!


1.9 科學(xué) 哲學(xué)

1.7的哥哥和弟弟,視頻里他們看到了同步的彼此,原來都一樣。

生命的衰老沒有快慢,視像相對(duì)也是虛幻。

眼見不能為實(shí),衰老也是生理的體驗(yàn)。

也許骨肉親情,也許彼此共情,事實(shí)便是相愛之深。

唯有將感官統(tǒng)一了才算吧。我看到了、聽到了、觸摸到了,總是了。

觸摸需要多小的距離,觸摸需要多細(xì)膩的感覺。漸入真實(shí),直至遭遇他的一切,直至觸動(dòng)你的心靈。

這一刻,沒有時(shí)間,沒有空間,也沒有感官。是思想,是信仰,也是真實(shí)。

科學(xué),從頭到尾不就是思想,不就是信仰?

巨人,給與我們的不是結(jié)論,而是方法。

寄希望于后世,我們應(yīng)該問自己:人活一世,那些司空見慣的東西不該想清楚嗎?


2.0

愛因斯坦的晚年作品里寫了相對(duì)論的數(shù)學(xué)推導(dǎo),微積分是必要的工具。以上僅是感想,愚昧之深只得謙卑,余生若有閑余,重拾潛修,獲得真諦一二足矣。

Lazy Tiger

2024.08.24

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