一起读《时间简史》-18手Q与子D
上一期我们介绍了在相对论中的时间膨胀之外,还有另外两个十分重要的效应,它们分别是长度收缩和相对质量。那么到现在时间空间和质量这三样你每天都会经历接触,它们的相对性我们就全部说完了。
已经讲了这么久的相对论,他如何玄妙,如何看起来违背这一集我们就来说一说相对论的和为什么我们这个宇宙要遵循相对性的规则呢?什么都是绝对的难道不是很好吗?论理论又有哪些缺陷呢?我会分别从因果关系和相对质量这两个角度来探讨这个问题。听完之后你就知道,原来相对论才是最核心。
先来做一个关于因果关系的思想实验。在脑中想象一个场景,请你想象自己手中有一把手Q,前方扣动扳机,但从枪膛飞出这样一个很简单的过程。在这个过程中就是你是先扣动扳机后子D才飞出去。因为你自己心里知道他们之间有一个因果关系,子D飞出是你扣动扳机造成的。我们假设你在扣动扳机0.1秒钟之后,但从枪膛飞出,这肯定会有一个时间差。现在在你前方不远处站着一个人,这个人可能是碰巧路赶上面你开枪。那么在这个人看来,他也会认为你是先扣动扳机,炮子D弹从枪上飞而这个人之所以会这样判断,不是因为因果关系,他本来并不知道你要开枪,而是因为那0.1秒时间差的存在,你扣动扳机的那束光和子D飞出的那束光,这两束光一前一后反射进了他的眼睛里,导致他看到这两件事儿。
下面咱们先用牛顿理论分析一下这两束光,看看会出现什么意想不由于在牛顿里面,光速跟其他所只是一个速度,它满足速度叠加人。我们先看你扣扳机的这束光,它相对于前方观察者的速度就是光速。因为你扣动扳机的时候手是静止的,只有手指在动。但此弹飞出枪膛的那束光就不一样了,子D飞出时已经有了一个自己的速。那根据牛顿的速度叠加原理,这束光的速度在前方观察者看来是光速加上子D。你想一下是不是这么回事,也就是说它比手扣动扳机的那束光速度要快,这是根据牛顿理论分析。
好,现在情况是这样,两束光一前一后射出,但后射出的光加上了子D的速度要比前面的那束光更快一些。他就会一直追赶前面那束光,直到追回那0.1秒的差距为止。再往前走,子D飞出枪膛,这束光可就跑在手扣动扳机这束光前面了。而这件事可不得了,如果这个路人站在你前方足够远的位置,当子D的后光已经追上了扣动扳机的前光……