一起读《时间简史》-08相对和绝对
之前我们用了七集的内容介绍了宇宙学的发展史,对宇宙的大小和状态有了一个初步的认识。从这一集开始我们会进入第二部分,这一部分将会围绕大名鼎鼎的相对论展开,主要介绍时间的性质。
2014年有一部很有名的电影叫星际穿越。电影中的男主角在37岁的时候乘坐宇宙飞船离开了地球。这个时候他的女儿只有十几岁。但当他结束星际旅行返回地球的时候,他还是37岁,而他的女儿已经一百多岁了。这背后的科学原理到底是什么?知道了这个原理,你就可以进一步看懂影视剧中时间穿越的情节,时间穿越到底可不可能,哪些穿越情节呢是有科学依据的,在未来是有可能实现的,哪些穿越情节呢又是胡编乱造的?
咱们言归正传,这一部分的内容将会围绕相对论展开。从现在起相对和相对性将会成为关键词,你会频繁的听到这两个词。这一集我们就先来说说什么叫相对。
要理解什么是相对,可以先从它的反义词入手,就是绝对。之前讲过绝对静止就是这个绝对。绝对这个词儿的本意指的是没有条件限制。比如我现在做出这样一个寓言,我说2018年世界杯足球赛,中国队绝对会夺得冠军。这个事儿先不管它是真是假,意思就是无论中国队一路上遇到什么样的强敌,都会克敌制胜,不管他们谁先上谁后上,巴西梅西、法兰西任何一支球队,任何一个超级巨星都没有机会战胜我,绝对就是排除所有外界条件的干扰。
在科学里面,绝对这个概念可以进一步的理解为不以任何人的意志为转。一这里面注意任何两个字儿,必须是所有人都认同的结论才具有绝对性。比如说地球之所以有白天和黑夜,是因为地球自转加上太阳光的照射。这个结论不光每个地球人无法否认,如果也有火星人他们用望远镜观察地球,恐怕也只能得出同样的结论。那么这个说法就具有绝对性。
再举个反例,一天清晨一个北方人出门之后发现,今天阳光明媚是个好天气。而一个远在南方的城市,可能正值梅雨季节,市民们感受到的是持续的阴雨天气,他们就不会同意北方人的说法。于是在天气上,北方人和南方人没法统一意见,天气的问题就不具有绝对性。
一提到绝对,你可能会想起我们之前讲过的一个重要的科学概念,就是绝对静止。宇宙中有一个大家都默认的静止不动的中心点,在地心说里是地球,到日心说里变成了太阳。那么把绝对静止这个概念继续扩展,它背后其实蕴含了一个巨大的世界观。这个世界观可以概括成七个字,叫做空间具有绝对性。
什么叫空间具有绝对性呢?还是从绝对静止开始说起……