我永远不能理解的四维时空_时间之箭书评-查字典图书网
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iJoy 时间之箭 的书评 发表时间:2017-04-24 10:04:06

我永远不能理解的四维时空

时间有箭头吗?

从我们日常生活经验来说,时间当然有箭头啊!不然我眼皮上只多不少的细纹是怎么回事?可是,在物理的世界里,科学家们却被这个看起来显而易见的问题困扰得不要不要。

我在读完《上帝掷骰子吗?》之后,第二次尝试阅读这本书,却还是没能读完。《时间之箭》从牛顿力学、相对论、量子物理、热力学及生物学等多个领域来讨论时间是否可逆。对我来说,很难读完这本书一方面是物理学知识的浅薄,另一方面是受限于生活经验的困扰。

“四维时空”,原来我一直不曾正确理解你的含义

我相信很多人跟我一样,以为四维不过是三维物体在一段时间内位移的轨迹,就像一段动画。而事实上,物理意义的“四维时空”完全不是这个意思。“时”和“空”是一个整体的概念,没有绝对的时间,也没有绝对的空间,时间会延缓,空间会缩小。这匪夷所思的结果全拜光速所赐!因为光速是绝对的,至少从目前实验观测到的结果来看是这样,不管在哪个参考系里,光的速度永远不会变。

光速的绝对性会产生跟常识相背的现象。比如,在我们的常识里,一个行走在自动扶梯上的人的运动速度等于步行的速度加上扶梯的速度,这是牛顿力学中不同参考系之间的的伽利略变换。但是,行走在自动扶梯上的人发射的一束光,和静止在扶梯边的人发射的一束光,却是一样快的,光在任意参考系下都是3×108m/s。让人觉得舒服的伽利略变换在此失效了。

可汗学院公开课上的一个例子

有两个参考系:一个是在地面静止不动的我;另一个是胖胖的,他在以0.5倍光速飞行、相互间隔为3×108米,且屁股上贴了镜子的一队飞船舰队里。

假设,在T=0的时刻,胖胖的飞船刚好经过我。这时,他朝前面一架飞船“胖加一号”发射一束光线。

在胖胖看来,“胖加一”飞船相对他是静止的,光线用1秒的时间到达前面那架飞船,再用1秒钟反射回来。

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