假設(shè)光的速度是恒定的,那么整個(gè)物理學(xué)的世界,會(huì)變成什么樣子。
這個(gè)問題拋出來,除了學(xué)生們交頭接耳之外,在場(chǎng)的物理學(xué)家們也是皺起了眉頭。
這個(gè)假設(shè),違背了牛頓力學(xué)的絕對(duì)空間以及靜止參考系的觀點(diǎn)。
看看元霄怎么自圓其說。
元霄很滿意,他有留意到系統(tǒng)的傲世指數(shù)不斷增加。
為了尊重原發(fā)現(xiàn)者,元霄還是決定將理論稱之為愛因斯坦的相對(duì)論。
“現(xiàn)在我們有了個(gè)認(rèn)為是正確的假設(shè),”元霄播放著PPT,“那就是光的傳播不需要介質(zhì),而且速度恒定。
在這個(gè)前提下,我們很快會(huì)發(fā)現(xiàn),觀察者不論處在怎樣的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),看到的光速都是一樣的。
如此一來,對(duì)于兩個(gè)地點(diǎn)發(fā)生的事件的同時(shí)性,將會(huì)產(chǎn)生分歧。”
這段話有點(diǎn)燒腦,元霄知道大部分的人都聽不懂,他展示出畫面,開始舉例說明。
比如一艘宇宙飛船,正在以極高的速度進(jìn)行勻速直線飛行。
在飛船里面的人,做以下的實(shí)驗(yàn)。
首先在飛船的頭部和尾部的同等高度,各自安裝一個(gè)光子探測(cè)器。
一旦有光子到達(dá),探測(cè)器立即就會(huì)點(diǎn)亮提醒。
接下來,在兩個(gè)探測(cè)器正中間的位置,放一個(gè)光子發(fā)射器。
然后操作光子發(fā)射器,分別向飛船的頭部和尾部,同時(shí)發(fā)出光子。
其結(jié)果是,在飛船里面的人,必定會(huì)看到兩個(gè)探測(cè)器同時(shí)亮起來。
因?yàn)楣庾拥竭_(dá)頭部和尾部的時(shí)間是一樣的。
這個(gè)結(jié)果以牛頓力學(xué)的解釋,也可以成立。
因?yàn)閯蛩僦本€運(yùn)動(dòng)狀態(tài),和靜止?fàn)顟B(tài)是等價(jià)的。
因此飛船雖然以極高的速度飛行,對(duì)于飛船內(nèi)部的人而言,和靜止沒有任何的區(qū)別。
光子必定同時(shí)間到達(dá)飛船的頭部和尾部。
但是對(duì)此后延續(xù)的推導(dǎo),相對(duì)論卻不一樣。
牛頓力學(xué)認(rèn)為時(shí)間和空間是絕對(duì)的,這里產(chǎn)生變化的是光速。
故此,對(duì)于飛船外的人,看到的也是飛船頭部和尾部的探測(cè)器同時(shí)亮起來。
比如這艘飛船,相對(duì)于布魯雅星球做著高速勻速直線飛行。
那么在布魯雅星球上,觀察飛船的某人,相對(duì)于飛船就是靜止了。
這是因?yàn)楣庾影l(fā)射器在中間位置發(fā)射光子之后,船頭在不斷遠(yuǎn)離這個(gè)光子,相反船尾則是不斷接近這個(gè)光子。
但是光速是變化的。
往船頭的光速變成光速加上飛船的速度,往船尾的則變成光速減去飛船的速度。
這樣光速的變化,就和飛船的速度相互抵消了。
因?yàn)榘凑张nD力學(xué)的解析,飛船外面的人看到的是頭尾探測(cè)器同時(shí)亮起來。
這樣,不管飛船內(nèi)的人,還是飛船外的人,對(duì)探測(cè)器亮起來這個(gè)事件,時(shí)間上空間上的認(rèn)識(shí)是一致的。
但是!
元霄舉起了手:“現(xiàn)在我們假設(shè)的是光速不變,那么會(huì)變成什么情況?!?br/>
弗羅茲瞬間似乎明白了什么,他的臉色頓時(shí)就白了。
其余的物理學(xué)家們,也是瞪大了眼睛。
而學(xué)生們則是皺眉。
元霄首先給出了結(jié)論:“很簡(jiǎn)單,按照光速不變的原理,遠(yuǎn)離飛船的人,對(duì)他們而言光速是不變的。
那么光子到達(dá)飛船頭部的距離變大,到達(dá)尾部的距離變小。
因此他們會(huì)看到,船尾的探測(cè)器先亮起來,而船頭的探測(cè)器后亮起來。
這樣的結(jié)果,我想大家稍微想一下,就能夠明白吧?!?br/>
如此一解釋,就連學(xué)生們都紛紛點(diǎn)頭。
想象一下,這是非常簡(jiǎn)單的事情。
元霄的PPT演示圖,說得明明白白。
可是,這樣就出問題了。
飛船里面的人,認(rèn)為頭尾的探測(cè)器是同時(shí)亮起來的。
而飛船外面的人,則認(rèn)為尾部先亮,頭部的探測(cè)器后亮。
元霄回頭看了眼屏幕:“這就是因?yàn)楣馑俸愣?,?dǎo)致的同時(shí)性是相對(duì)的。
這樣一來,飛船外的人測(cè)量到的探測(cè)器亮起來的時(shí)間,和飛船內(nèi)的人不同。
故此,對(duì)于發(fā)生事件的空間位置也發(fā)生了變化。
這也就是愛因斯坦相對(duì)論最重要核心思路。
當(dāng)光速絕對(duì)恒定的時(shí)候,時(shí)間和空間就不在是絕對(duì)、而是相對(duì)了。”
這話一出,全場(chǎng)嘩然。
不可能啊,時(shí)間和空間,怎么會(huì)是相對(duì)變化的。
這不合理啊。
兩百多年的新紀(jì)元人類歷史,挖掘出來的無數(shù)科技理論,很重要的一個(gè)前提,那就是時(shí)間的對(duì)等性。
時(shí)間對(duì)于任何人、任何事、任何變化,應(yīng)該都是恒定不變的。
空間也是,雖然現(xiàn)在有空間膠囊這種空間疊加技術(shù)。
但是也并不意味著固有空間,可以隨意變化啊。
時(shí)間和空間都是相對(duì)的話,那么人類的存在,是不是也只是相對(duì)的。
弗羅茲早早就意識(shí)到這樣的結(jié)論,所以他的臉色才是慘白的。
時(shí)間也是相對(duì)的,也就是說,不同地方不同速度下,時(shí)間是不一樣的!
“這里描述的同時(shí)的相對(duì)性,只是調(diào)和兩個(gè)理論的第一步,”元霄繼續(xù)解釋,“光速恒定下,一個(gè)慣性系下測(cè)量出來的一個(gè)事件,發(fā)生的時(shí)刻以及空間位置,和另外一個(gè)慣性系不同。
只不過我們?nèi)粘I钪锌吹降倪\(yùn)動(dòng),大部分速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于光速。
所以我們一般認(rèn)為,不同的慣性參考下,兩個(gè)事件發(fā)生的時(shí)刻和空間位置一致。
這就是牛頓力學(xué)定律,他解決的是宏觀低速運(yùn)動(dòng)的問題?!?br/>
元霄最后做著總結(jié):“也就是可以理解為,為了保持光速不變,那不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的觀測(cè)者看到的距離和時(shí)間就應(yīng)該不同。
因?yàn)樗俣鹊扔诰嚯x除以時(shí)間,為了保持速度不變,距離和時(shí)間就必須要變化。
這就是今天我們要探討的第一部分的內(nèi)容。
謝謝大家的聆聽?!?br/>
下課的鈴聲響起來。
全場(chǎng)居然沒有一個(gè)人動(dòng)。
所有的人都驚呆了,元霄提出來的理論,打破了傳統(tǒng)固有的思想。
可是仔細(xì)想想前后分析來分析去,卻又是繞不開這樣的推論結(jié)果。
難道這貨說的是真的。
時(shí)間和空間是相對(duì)的。
那邊元霄已經(jīng)關(guān)閉屏幕,拿起講義準(zhǔn)備走了。
大家這才意識(shí)到什么似的,全部沖了上去。
連弗羅茲這樣的老頭都是滿臉紅光:“元老師,你不僅僅是只有思維推導(dǎo)吧,還有具體的計(jì)算公式吧。”
“時(shí)間和空間,那究竟是怎么變化的啊。”
“這不可能啊,每個(gè)人的時(shí)間不都是一樣的嗎。”
“元老師,請(qǐng)?jiān)俳忉尳忉尅?br/>
?傲世指數(shù)+25430、+56110、+17938……
指數(shù)呈現(xiàn)暴漲,元霄笑了。