正文

第七节8

Y先生的结局 作者:托马斯


史上最有名的思想实验或许来自爱因斯坦,他很想知道:如果能赶上光束的话会发生什么事情?爱因斯坦算出如果他能以光速来旅行,那么从逻辑上来说,他会看到光束仿佛是静止的。这就好像你坐在一列火车上,另一列火车以相同速度沿着你这列火车前进,你将会看到那列火车里的人仿佛是静止似的。此外如果光是静止的,那么看起来会是什么样子?像是凝固的黄波吗?还是像泼洒了微粒的画作呢?

如果你以光速来旅行的时候能够看见镜中的自己,那么你会看见什么?你什么都看不见。或许连你也不见了。爱因斯坦很清楚世界上可能没有静止不动的电磁场,麦克斯韦方程组[能够完全描述电磁现象的一组四个方程式,由麦克斯韦首先整理出来。包括电的高斯定律(库仑定律为其特例)、磁的高斯定律、法拉第电磁感应定律以及麦克斯韦修正过的安培定律]似乎暗示,从理论上来说,你能赶上光束,而且也证明了光不能静止不动。因此光这种东西呢,不是能静止不动,就是不能静止不动。要是光静止不动,那事情就好玩了,你就能赶上光,能看到光凝固。不过,因为各种我需要上更多物理课才能弄懂的原因,光是不会凝住不动的。

爱因斯坦的狭义相对论宣称,不管你的速度有多快,光总是以C(光速)相对于你来移动。不管你是以每小时一英里的速度移动,还是一千英里的速度移动,都没有影响。你在周围看到的光,一定比你行进得更快,而且也一定是以C来行进。如果你是以光速的一半来旅行,那么在你来看,往你这个方向行进的光,并非只有原来的一半快。在你来看,光还是以C相对于你来行进。

“假设火车是以匀速V在铁轨上行进。”爱因斯坦在他的《相对论》中说道。他接着说,如果你在火车上朝着火车行进的方向沿着火车走,那么,你并不是以火车的速度在前进,也不是以你走路的速度在前进,你是以这两个速度的总和在前进。如果火车行进的速度是每小时一百英里,而你走路的速度是每小时一英里,那么实际上相对于火车经过的堤岸来说,你是以每小时一百零一英里的速度在前进。

同样地,如果我在与铁轨平行的高速公路上,以每小时八十五英里的速度开车。然后,这列火车从我的身边经过,那么在我来看,相对于我来说,火车是以每小时十五英里的速度在前进;而在火车上走着的你,在我来看,是以每小时十六英里的速度在前进。如果坐在火车上的你往窗外看,正好看到我在开车,那么你看到的是我不断往后退。这就是牛顿力学的相对速度,可是相对速度并不适用于光。

爱因斯坦的质能转换公式(这个公式是他原创的,是思想实验的成果)证明,质与能是一体两面。如果你想办法接近光速,那么越接近光速你就变得越重,因为你的能量转换成质量了。爱因斯坦也证明时间和空间实质上是相同的。卢玛斯认为,四维空间是一个有生命,或至少是有思想存在的空间。威尔斯[赫伯特·乔治·威尔斯(Herbert George wells,1866—1946),英国著名科幻小说家。1895年,韦尔斯写下史上首部科幻小说《时间机器》,提出时间旅行的概念。三年后,威尔斯发表《世界大战》,描述火星人侵略地球的过程。他独特的观点与想像力,改变了人类的思想]认为,四维空间是一个有灵魂存在的浅绿色异世界。策尔纳认为,四维空间是一个充满幽灵的地方,而幽灵好像最爱帮助魔术师。爱因斯坦却认为,四维空间并不是一个地方,可是四维空间也不仅仅是时间而已,四维空间其实是四维时空;不仅仅是时钟,而是挂在你家墙上滴答作响的时钟——相对于你来说。


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