时间规划局
(2021-10-27 20:17:23)分类: 学习 |
时间规划局
时间虽然看不见摸不着,难以定义,但牛顿说,时间是它自个儿的事,它真实准确存在但又与外在的一切事务都无关,它绝对地、均匀地流逝,不与任何性质相关,任何力量都无法改变它绝对不变的频率。这就是牛顿经典物理中的绝对时空观。时间对于世间万物都是公平的,上帝他老人家就既像一个慷慨的施主又像是一个超级吝啬鬼,不论你是国王还是乞丐,他从不多给一点也不少给一点。在爱因斯坦成名之前,人人都认为这个绝对时空观是天经地义的常识。
第一个反转出现了,19世纪末,一系列的物理实验都得到了让人匪夷所思的结果,物理学家们甚至怀疑自己的实验设备是不是出了问题。
但是所有的实验被一再地重复,而且实验结果都在无情地推翻着牛顿的世界观,整个物理界都开始陷入了疯狂,物理学遇到了前所未有的危机。在所有这些实验中,最出名的一个就是迈克耳逊—莫·雷实验,它被誉为“科学史上最成功的失败”,这个实验是在十九和二十世纪之交做的,也可以看作是新旧物理学的分水岭,极具象征意义,因此,也是几乎所有的科学史书必然要提及的一个实验。
迈克尔逊和莫·雷是当时两位著名的实验物理学家,他们是测量光速的泰山北斗。他们要做的这个实验就是测量地球在绕日公转中光速的变化。我们都知道,地球绕着太阳公转,如果把地球想象成一艘宇宙飞船的话,如果它绕太阳公转的速度是1的话,那么,根据伽利略的相对性原理,如果有两束光,一束朝着地球运行的方向射出去,另一束背对着地球运行的方向射出去,那么这两束光的运动速度应该相差2。可是,让所有人都大跌眼镜的是,实验的结果却是两束光的速度竟然完全一样,没有任何差异。这和我们的常识可不一样。为了解释这个现象,当时的物理学家们想出了五花八门的解释,但就是没有一个人敢于真正否定原来的看法。
之前人们相信的都是牛顿和伽利略的观点,认为时间是绝对的,不受其他因素的影响。
第二个反转剧情来了, 1905
年,这一年被后人称为物理学的“奇迹年”,在任何一本讲相对论的书上,都一定会提到这个年份。在这一年,年仅26岁的爱因斯坦登上了历史的舞台:假如我和光飞得一样快,那么我会看到什么?
光速本来就是不变的。
时间是相对的,没有什么绝对的时间,它与运动密不可分。
我的一秒钟等于你的一小时,我们俩感受到的时间是不同的。
第三个反转剧情来了,最终让爱因斯坦打开了广义相对论的大门。
因为第一个是狭义相对论公式所能处理的运动全都是匀速直线运动,这在物理术语中被称为“惯性系”。
第二个是,狭义相对论没有把万有引力,这个宇宙中普遍存在的研究对象纳入到理论中。
把特殊相对论升级为了普遍相对论,从此,相对论就可以适用于一切时间、空间、运动和引力这四者的相互关系。
三条基本公理是:
第一,对于任何参考系,真空中光速保持不变;
第二,对于任何参考系,普遍的物理规律保持不变;
第三,引力和加速度局域等效。
时间是相对的;质量是相对的;质量和能量是可以相互转换的,这就是著名的质能公式 E=mc2 。
如果要把相对论总结成最抽象的一句话,那么就可以这样来理解:爱因斯坦的研究告诉我们,我们身处的这个宇宙,它的时空结构符合一个方程式,这个方程式就是著名的爱因斯坦场方程,它是迄今为止人类找到的最深刻的一个方程式。
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