全 部
书 名
作 者
出版社
热门读书
日点击榜|周收藏榜 周点击榜|周热评榜 月点击榜|
小说馆
情感婚恋| 校园青春 职场社会| 官场商战 都市乡土| 网络魔幻 惊悚悬疑
社科馆
社科经典| 文学名著 政治军事| 历史国学 文化思想| 传记人物 心理哲学
财经馆
经济金融 投资理财 管理宝典 励志成功
生活馆
美容装扮| 健康养生 旅游厨艺| 时尚休闲 亲子家庭| 绘本漫画
科技馆
计算机与互联网 科普读物 汽车与车辆 室内设计

图书正文

加书签字号:

第八章 爱因斯坦的宇宙(4)

实质上,相对论的内容是:空间和时间不是绝对的,而是既相对于观察者,又相对于被观察者;一个人移动得越快,这种效果就越明显。我们永远也无法将自己加速到光的速度;相对于旁观者而言,我们越是努力(因此我们走得越快),我们的模样就越会失真。

几乎同时,从事科学普及的人想要设法使广大群众弄懂这些概念。数学家和哲学家罗素写的《相对论ABC》就是一次比较成功的尝试--至少在商业上可以这么说。罗素在这本书里使用了至今已经多次使用过的比喻。他让读者想像一列90米长的火车在以光速的60%行驶。对于立在站台上望着它驶过的人来说,那列火车看上去会只有70余米长,车上的一切都会同样缩小。要是我们听得见车上的人在说话,他们的声音听上去会含糊不清,十分缓慢,犹如唱片放得太慢,他们的行动看上去也会变得很笨拙。连车上的钟也会似乎只在以平常速度的五分之四走动。

然而--问题就在这里--车上的人并不觉得自己变了形。在他们看来,车上的一切似乎都很正常。倒是立在站台上的我们古怪地变小了,动作变慢了。你看,这一切都和你与移动物体的相对位置有关系。

实际上,你每次移动都会产生这样的效果。乘飞机越过美国,你会用大约一百亿亿分之一秒踏出飞机,比在你后面离开飞机的人要年轻一些。即使从屋子的这头走到那头的时候,你自己所经历的时间和空间也会稍有改变。据计算,一个以每小时160公里的速度抛出去的棒球,在抵达本垒板的过程中会获得克物质。因此,相对论的作用是具体的,可以测定的。问题在于,这种变化太小,我们毫无察觉。但是,对于宇宙中别的东西来说--光、引力、宇宙本身--这些就都是举足轻重的大事了。

因此,如果说相对论的概念好像有点儿怪,那只是因为我们在正常的生活中没有经历这类相互作用。不过,又不得不求助于博尼丹斯,我们大家都经常遇到其他种类的相对论--比如声音。要是你在公园里,有人在演奏难听的音乐,你知道,要是你走得远一点,音乐好像就会轻一点。当然,那并不是因为音乐真的轻了点,而只是因为你对于音乐的位置发生了变化。对于体积很小的或行动缓慢的,因此无法有同样经历的东西来说--比如蜗牛--也许难以置信,一个喇叭似乎同时能对两个听众放出两种音量的音乐。

在"广义相对论"的众多概念中,最具挑战性的,最直觉不到的,在于时间是空间的组成部分这个概念。我们本能地把时间看做是永恒的,绝对的,不可改变的,相信什么也干扰不了它的坚定步伐。事实上,爱因斯坦认为,时间是可以更改的,不断变化的。时间甚至还有形状。一份时间与三份空间结合在一起--用斯蒂芬·霍金的话来说是"无法解脱地交织在一起"--不可思议地形成一份"时空"。

通常,时空是这样解释的:请你想像一样平坦而又柔韧的东西--比如一块地毯或一块伸直的橡皮垫子--上面放个又重又圆的物体,比如铁球。铁球的重量使得下面的底垫稍稍伸展和下陷。这大致类似于太阳这样的庞然大物(铁球)对于时空(底垫)的作用:铁球使底垫伸展、弯曲、翘起。现在,要是你让一个较小的球从底垫上滚过去,它试图做直线运动,就像牛顿运动定律要求的那样。然而,当它接近大球以及底垫下陷部分的时候,它就滚向低处,不可避免地被大球吸了过去。这就是引力--时空弯曲的一种产物。

凡有质量的物体在宇宙的底垫上都能造成一个小小的凹坑。因此,正如丹尼斯·奥弗比说的,宇宙是个"最终的下陷底垫"。从这个观点来看,引力与其说是一种东西,不如说是一种结果--用物理学家米奇奥·卡库的话来说:"不是一种'力',而是时空弯曲的一件副产品。"卡库接着又说:"在某种意义上,引力并不存在;使行星和恒星运动的是空间和时间的变形。"

当然,以下陷的底垫来作比喻,只能帮助我们理解到这种程度,因为没有包含时间的作用。话虽这么说,其实我们的大脑也只能想像到这个地步。若要想像空间和时间以3∶1的比例像线织成一块格子地垫那样织成一份时空,这几乎是不可能的。无论如何,我想我们会一致认为,对于一位凝视着瑞士首都专利局窗外的年轻人来说,这确实是个了不起的见解。

爱因斯坦的广义相对论提出了许多见解。其中,他认为,宇宙心总是或者膨胀或者收缩的。但是,爱因斯坦不是一位宇宙学家,他接受了流行的看法,即宇宙是固定的,永恒的。

多少出于本能,他在自己的等式里加进了他所谓的宇宙常数。他把它作为一种数学暂停键,武断地以此来抵消引力的作用。科学史书总是原谅爱因斯坦的这个失误,但这其实是科学上一件很可怕的事。他把它称之为"我一生中所犯的最大错误"。

说来也巧,大约就在爱因斯坦为自己的理论添上一个常数的时候,在亚利桑那州的洛厄尔天文台,有一位天文学家在记录远方恒星的光谱图上的读数,发现恒星好像在离我们远去。该天文学家有个来自星系的动听名字:维斯托·斯莱弗(他其实是印第安纳州人)。原来,宇宙不是静止的。斯莱弗发现,这些恒星明确显示出一种多普勒频移的迹象--跟赛车场上飞驰而过的汽车发出的那种连贯而又特有的"嚓--嗖"的声音属于同一机制。1这种现象也适用于光;就不停远去的星系而言,它被称之为红移(因为离我们远去的光是向光谱的红端移动的,而朝我们射来的光是向蓝端移动的)。

小贴士:键盘左右键(←→)可以下下翻页,按回车(ENTER)可返回该作品目录。
品类齐全,轻松购物 多仓直发,极速配送 正品行货,精致服务 天天低价,畅选无忧
购物指南
购物流程
会员介绍
生活旅行/团购
常见问题
大家电
联系客服
配送方式
上门自提
211限时达
配送服务查询
配送费收取标准
海外配送
支付方式
货到付款
在线支付
分期付款
邮局汇款
公司转账
售后服务
售后政策
价格保护
退款说明
返修/退换货
取消订单
特色服务
夺宝岛
DIY装机
延保服务
京东E卡
京东通信
京东JD+