00:00/00:00
外链地址
http://www.eemp3.com/audiofile/2027e2a67f7b30468cc2ba0ed4d41e20.mp3
点击复制本字幕由TME AI技术生成
想想看
什么是空间
时间又是什么
你或许会把空间描述成寒冷冬季
当你凝视夜空时星星背后的黑暗区域
又或者你会指着月亮和地面间的大块空白说
那就是空间
看那闪闪发光
点缀着星条图案的飞船在里面航行
他载着一个叫巴兹的光头探险家驶向洪荒之地
而提到时间
你也许听到了手表的滴答声
或是想到随着太阳第五十亿次向北纬倾斜中渐渐变黄的叶子
这些都是我们对空间和时间的直观感觉
与生活密不可分
我们立足于这蓝色星球的表面
随时光的流逝穿行在宇宙之中
十九世纪末
科学在不同领域取得突破
迫使物理学家重新审视空间和时间的直观图景
等到二十世纪初
基于直觉的时空观落下帷幕
他已不再扮演承载星球伟大旅程的舞台
对此
阿尔伯特
爱因斯坦的导师兼同事赫尔曼
明可夫斯基深有体会
他激动的写道
从今往后
作为空间的空间和作为时间的时间都销声匿迹了
一个时空的结合体已取而代之
这是一则著名的赋告
古老时空观被宣判死亡
明可夫斯基所说的时空结合体是什么呢
想要明白这听起来近乎神秘的说法
就需要理解爱因斯坦的狭义相对论
这个理论带来了世界上最著名的一个方程e等于MC平方
同样也因为这个理论
符号c也就是光速成为解释宇宙造化时占据中心位置的符号
爱因斯坦的狭义相对论是关于空间和时间的理论
其核心是一个非常特别的速度
宇宙中任何东西
无论多么强大
无论如何加速
都无法超过它这个特别的速度
也就是光速
两亿九千九百七十九万两千四百五十八米每秒
是它在真空中的数值
地球发出的光以这个速度飞行
八分钟到达太阳
十万年穿过银河系
两百万年抵达它最近的邻居仙女座
与此同时
地面上最大的望远镜正在凝视夜空
捕获着来自遥远恒星的微光
这些微光在一百亿年前就出发了
他们从可观测到的宇宙边缘开始了旅程
出发时比地球的诞生还要早几十亿年
那时地球还是一团星际尘埃
而现在
那些恒星早已灭迹
光速很快
但这也不是绝对的
相对于恒星间遥远的路程和星系间巨大的间隙
光速可是慢的令人心急
并且
在瑞士日内瓦欧洲核子研究中心
二十七千米长的大型强子对撞机
可以把足够小的物体加速到光速的百分之一
这个特别的速度也叫做宇宙上限速度
这是一个非常古怪的概念
尽管光在爱因斯坦的宇宙中扮演着深刻的角色
它有充分的理由能以宇宙上限速度传播
但随着阅读的深入
你会发现
将这个特别的速度和光速相关联
就是一个障眼法
关于爱因斯坦的宇宙
我们稍后再谈
现在只需要知道
当物体接近这一特殊速度时
奇怪的事情就会纷至沓来
是什么限制了物体的加速超过上限速度呢
这就好比有一个普通的物理定律限制着汽车
使它永远不能超过七十英里每小时的速度行驶
无论引擎有多强大
这和高速公路的限速不同
不需要警察来强制执行
这是时空在构建自己时所遵循的规律
从来没被打破过
我们应该为此感到庆幸
否则就会灾难不断
若假定光速可被超越
我们便能制造时间机器
穿越历史
回到过去的某一时刻
比如抵达我们出生前的某一刻
巧做安排
使得父母永远不能相见
命运悖论是科幻小说里常见的精彩情节
可是宇宙并不是这样构建的
爱因斯坦的发现也证实了这一点
真实的时间和空间巧妙的交织在一起
防止着悖论的出现
要进入爱因斯坦的宇宙
唯一让我们付出的代价便是抛弃根深蒂固的时空观念
在爱因斯坦的宇宙中
运动的时钟缓缓的滴答作响
运动的物体尺寸收缩变小
人们可以穿越数十亿年进入未来
人的一生几乎可以无限期的延长
直到太阳死亡
海洋沸腾
太阳系陷入永恒的黑夜
我们可以观察到恒星从旋转的尘埃云中诞生
行星的形成
还有创世之初生命的蠢蠢欲动
总的来说
在爱因斯坦的宇宙中
遥远的未来大门敞开
过往却被牢牢的锁死
爱因斯坦描绘的宇宙光怪陆离
他是如何被迫构建这样的宇宙观的呢
在本书的结尾
你会一探究竟
你还将了解到这些概念在科学实验和技术应用中是如何一遍遍被印证的
例如车上的卫星导航系统
就证实了卫星轨道上时间的律动与地面上的不同
爱因斯坦的观点是激进的
空间和时间并不像他们看起来的样子
我们进行的有点快
我们必须回到相对论的核心
也就是空间和时间这两个概念上来
只有对他们仔细琢磨
才能理解和欣赏爱因斯坦的重大发现
设想
你正在航行中的飞机上看书
十二点钟
你放下书
离开座位
沿着过道去找前面十排处的朋友聊天
在十二点十五分
你回到座位
重新拿起了书
直觉告诉你
你回到了同一个地方
因为返回时
你走过了同样的石牌距离
而书本仍然静静的躺在那里
现在让我们深入的思考一下同一个地方这个概念
这可能看起来迂腐可笑
当我们这样形容一个地方时
指向岂不是显而易见的事情
打电话给朋友
想碰头喝一杯时
我们可以约在酒吧里
酒吧会一直在那儿
就在前一晚我们离开的同一个地方
一动不动的等着我们
乍一看
本章开头的许多内容都显得可笑
尽管如此
我们还是要坚持下去
这样我们才能跟上亚里士多德
伽利略
牛顿和爱因斯坦的步伐
对这些显而易见的概念进行思索
如何准确的定义同一个地方呢
我们已经知道如何在地球表面做到这一点
地球仪表画面有一组网格线及经线和纬线
地球上任何一个地方都能用两个数字标示出在网络上对应的位置
例如英国的曼彻斯特市位于北纬五十三度三十分
西经二度三十分
有了这两个数字
沿着赤道和格林尼至子午线
我们就可以轻易的找到曼彻斯特
接着通过类比
还可以建立一个巨大的三维网络来确定任意一点的位置
想象一下
网格可以从地球表面向上往空中延伸向下
穿过地心
到达地球的另一边
基于这张网
空中飞禽
地面建筑和地下岩石都可被准确定位
假如网格从我们生活的世界继续向外延伸
掠过月球
经过木星
海王星和冥王星
再穿越银河系
达到宇宙最遥远的地方
它便可以包罗万物
为万物标定位置
用伍迪
艾伦的话来说
如果你是那种永远记不起东西放哪儿的人
这非常管用
总之
这张大网是万物运行的舞台
是装着宇宙的巨大盒子
我们不妨叫它空间