请注册或登录会员!

用户名:

密 码:

验证码:

微信登录
图书分类
A.马克思主义、列宁主义、毛泽东思想、邓小平理论
B.哲学,宗教
C.社会
D.政治、法律
E.军事
F.经济
G.文化、科学、教育、体育
H.语言、文字
I.文学
J.艺术
K.历史、地理科学
N.自然科学总论
O.数理科学和化学
P.天文学、地球科学
Q.生物科学
R.医药、卫生
S.农业科学
T.工业技术
U.交通运输
V.航空、航天
X.环境科学、安全科学
Z.综合性图书
畅销榜>>
六级物理
作者:严伯钧 来源: 浏览次数:1504次 更新时间:2021-07-19

我们生活在四维时空(4-dimensional spacetime)中。

首先,空间有三个维度(dimension),譬如任何一个物体都有长、宽、高。长度、宽度、高度都是可以发生变化的,加上时间,时间也是可以变化的,如此便有了时空的四维。当然,更准确的描述是,我们生活3+1维的时空中。换言之,我们要描述在宇宙中发生的任何一个事件,都需要至少四个坐标(coordinate)。

例如,我给别人寄快递,要写对方的地址。地址其实就是一个三维的空间坐标,我肯定要写对方具体是在哪条街,几号,这里的街和号,就代表了两个空间坐标。我还要写对方是住在哪层楼,这就有了第三个空间坐标,即便对方家是别墅,也是有楼层的,别墅入口的楼层通常是一楼。

所以不管怎么样,写任何地址,都会有等效的三个空间坐标。除此以外,快递员要把包裹亲自交到对方手上,还得跟对方确认几点在家,也就是时间坐标。所以完全定下来一个事件,需要四个坐标,三个空间坐标和一个时间坐标。

这里就出现了一个看似不是问题的问题:时间坐标和空间坐标之间有关联?或者说,时间的流逝速度和你的空间位置,甚至是运动速度,有没有什么联系?

先别急着下定论,请先想象下面这样一个场景:我跟你两个人各佩戴一块手表,我们俩先把手表校准,然后你就坐着宇宙飞船,去太空游玩了一圈。我们假设两块手表都是非常精准的,那么请问:你去太空转了一圈回来之后,我们两人的手表指示的时间还会是一模一样的?

这个问题看似根本不是个问题,因为根据生活经验,既然两个人的表都很准,那不管是谁坐宇宙飞船出去转了一圈,表上的时间应该都是一样的。

这个答案其实就对应了牛顿(Isaac Newton)的时空观 (absolute space and time)。什么是时空观呢?就是牛顿,甚至爱 因斯坦之前的所有学者都认为,时间的流逝是的,它是独立运行的,跟空间没什么关系,全宇宙都可以使用同一个钟来计时。

当然,对于牛顿来说,这个结论其实是经验性(empirical)的, 他并没有什么实在的证据。只是因为在我们日常生活中,哪怕你是个飞行员,天天开飞机,你的手表跟地面上的人的也不会有什么不一样。

但就是这样一个看似不是问题的问题,引起了爱因斯坦的注意。相对论的一个核心就是:空间和时间不是割裂的,它们并非相互独立,而是有非常紧密的内在联系。

 

上一篇:深海浅说
下一篇:进化论其实你不懂

电话:010-80522028 传真:010-80522028 地址:北京市朝阳区王四营乡观音堂文化大道一期南花园村168号2号展厅25号
版权所有:北京思得乐图书有限公司 京ICP备20013354号-1 京公网安备11010502051319号
点击这里给我发消息 点击这里给我发消息