第400章 元霄講相對論（一）
我有一個全時空英靈係統 作者：明鏡不止水 投票推薦 加入書簽 留言反饋
假設光的速度是恒定的，那麽整個物理學的世界，會變成什麽樣子。</p>
這個問題拋出來，除了學生們交頭接耳之外，在場的物理學家們也是皺起了眉頭。</p>
這個假設，違背了牛頓力學的絕對空間以及靜止參考係的觀點。</p>
看看元霄怎麽自圓其說。</p>
元霄很滿意，他有留意到係統的傲世指數不斷增加。</p>
為了尊重原發現者，元霄還是決定將理論稱之為愛因斯坦的相對論。</p>
“現在我們有了個認為是正確的假設，”元霄播放著PPT，“那就是光的傳播不需要介質，而且速度恒定。</p>
在這個前提下，我們很快會發現，觀察者不論處在怎樣的運動狀態，看到的光速都是一樣的。</p>
如此一來，對於兩個地點發生的事件的同時性，將會產生分歧。”</p>
這段話有點燒腦，元霄知道大部分的人都聽不懂，他展示出畫麵，開始舉例說明。</p>
比如一艘宇宙飛船，正在以極高的速度進行勻速直線飛行。</p>
在飛船裏麵的人，做以下的實驗。</p>
首先在飛船的頭部和尾部的同等高度，各自安裝一個光子探測器。</p>
一旦有光子到達，探測器立即就會點亮提醒。</p>
接下來，在兩個探測器正中間的位置，放一個光子發射器。</p>
然後操作光子發射器，分別向飛船的頭部和尾部，同時發出光子。</p>
其結果是，在飛船裏麵的人，必定會看到兩個探測器同時亮起來。</p>
因為光子到達頭部和尾部的時間是一樣的。</p>
這個結果以牛頓力學的解釋，也可以成立。</p>
因為勻速直線運動狀態，和靜止狀態是等價的。</p>
因此飛船雖然以極高的速度飛行，對於飛船內部的人而言，和靜止沒有任何的區別。</p>
光子必定同時間到達飛船的頭部和尾部。</p>
但是對此後延續的推導，相對論卻不一樣。</p>
牛頓力學認為時間和空間是絕對的，這裏產生變化的是光速。</p>
故此，對於飛船外的人，看到的也是飛船頭部和尾部的探測器同時亮起來。</p>
比如這艘飛船，相對於布魯雅星球做著高速勻速直線飛行。</p>
那麽在布魯雅星球上，觀察飛船的某人，相對於飛船就是靜止了。</p>
這是因為光子發射器在中間位置發射光子之後，船頭在不斷遠離這個光子，相反船尾則是不斷接近這個光子。</p>
但是光速是變化的。</p>
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。</p>
</p>
這樣光速的變化，就和飛船的速度相互抵消了。</p>
因為按照牛頓力學的解析，飛船外麵的人看到的是頭尾探測器同時亮起來。</p>
這樣，不管飛船內的人，還是飛船外的人，對探測器亮起來這個事件，時間上空間上的認識是一致的。</p>
但是！</p>
元霄舉起了手：“現在我們假設的是光速不變，那麽會變成什麽情況。”</p>
弗羅茲瞬間似乎明白了什麽，他的臉色頓時就白了。</p>
其餘的物理學家們，也是瞪大了眼睛。</p>
而學生們則是皺眉。</p>
元霄首先給出了結論：“很簡單，按照光速不變的原理，遠離飛船的人，對他們而言光速是不變的。</p>
那麽光子到達飛船頭部的距離變大，到達尾部的距離變小。</p>
因此他們會看到，船尾的探測器先亮起來，而船頭的探測器後亮起來。</p>
這樣的結果，我想大家稍微想一下，就能夠明白吧。”</p>
如此一解釋，就連學生們都紛紛點頭。</p>
想象一下，這是非常簡單的事情。</p>
元霄的PPT演示圖，說得明明白白。</p>
可是，這樣就出問題了。</p>
飛船裏麵的人，認為頭尾的探測器是同時亮起來的。</p>
而飛船外麵的人，則認為尾部先亮，頭部的探測器後亮。</p>
元霄回頭看了眼屏幕：“這就是因為光速恒定，導致的同時性是相對的。</p>
這樣一來，飛船外的人測量到的探測器亮起來的時間，和飛船內的人不同。</p>
故此，對於發生事件的空間位置也發生了變化。</p>
這也就是愛因斯坦相對論最重要核心思路。</p>
當光速絕對恒定的時候，時間和空間就不在是絕對、而是相對了。”</p>
這話一出，全場嘩然。</p>
不可能啊，時間和空間，怎麽會是相對變化的。</p>
這不合理啊。</p>
兩百多年的新紀元人類曆史，挖掘出來的無數科技理論，很重要的一個前提，那就是時間的對等性。</p>
時間對於任何人、任何事、任何變化，應該都是恒定不變的。</p>
空間也是，雖然現在有空間膠囊這種空間疊加技術。</p>
但是也並不意味著固有空間，可以隨意變化啊。</p>
時間和空間都是相對的話，那麽人類的存在，是不是也隻是相對的。</p>
弗羅茲早早就意識到這樣的結論，所以他的臉色才是慘白的。</p>
時間也是相對的，也就是說，不同地方不同速度下，時間是不一樣的！</p>
“這裏描述的同時的相對性，隻是調和兩個理論的第一步，”元霄繼續解釋，“光速恒定下，一個慣性係下測量出來的一個事件，發生的時刻以及空間位置，和另外一個慣性係不同。</p>
隻不過我們日常生活中看到的運動，大部分速度遠遠低於光速。</p>
所以我們一般認為，不同的慣性參考下，兩個事件發生的時刻和空間位置一致。</p>
這就是牛頓力學定律，他解決的是宏觀低速運動的問題。”</p>
元霄最後做著總結：“也就是可以理解為，為了保持光速不變，那不同運動狀態下的觀測者看到的距離和時間就應該不同。</p>
因為速度等於距離除以時間，為了保持速度不變，距離和時間就必須要變化。</p>
這就是今天我們要探討的第一部分的內容。</p>
謝謝大家的聆聽。”</p>
下課的鈴聲響起來。</p>
全場居然沒有一個人動。</p>
所有的人都驚呆了，元霄提出來的理論，打破了傳統固有的思想。</p>
可是仔細想想前後分析來分析去，卻又是繞不開這樣的推論結果。</p>
難道這貨說的是真的。</p>
時間和空間是相對的。</p>
那邊元霄已經關閉屏幕，拿起講義準備走了。</p>
大家這才意識到什麽似的，全部衝了上去。</p>
連弗羅茲這樣的老頭都是滿臉紅光：“元老師，你不僅僅是隻有思維推導吧，還有具體的計算公式吧。”</p>
“時間和空間，那究竟是怎麽變化的啊。”</p>
“這不可能啊，每個人的時間不都是一樣的嗎。”</p>
“元老師，請再解釋解釋……”</p>
?傲世指數+25430、+56110、+17938……</p>
指數呈現暴漲，元霄笑了。</p>
這個問題拋出來，除了學生們交頭接耳之外，在場的物理學家們也是皺起了眉頭。</p>
這個假設，違背了牛頓力學的絕對空間以及靜止參考係的觀點。</p>
看看元霄怎麽自圓其說。</p>
元霄很滿意，他有留意到係統的傲世指數不斷增加。</p>
為了尊重原發現者，元霄還是決定將理論稱之為愛因斯坦的相對論。</p>
“現在我們有了個認為是正確的假設，”元霄播放著PPT，“那就是光的傳播不需要介質，而且速度恒定。</p>
在這個前提下，我們很快會發現，觀察者不論處在怎樣的運動狀態，看到的光速都是一樣的。</p>
如此一來，對於兩個地點發生的事件的同時性，將會產生分歧。”</p>
這段話有點燒腦，元霄知道大部分的人都聽不懂，他展示出畫麵，開始舉例說明。</p>
比如一艘宇宙飛船，正在以極高的速度進行勻速直線飛行。</p>
在飛船裏麵的人，做以下的實驗。</p>
首先在飛船的頭部和尾部的同等高度，各自安裝一個光子探測器。</p>
一旦有光子到達，探測器立即就會點亮提醒。</p>
接下來，在兩個探測器正中間的位置，放一個光子發射器。</p>
然後操作光子發射器，分別向飛船的頭部和尾部，同時發出光子。</p>
其結果是，在飛船裏麵的人，必定會看到兩個探測器同時亮起來。</p>
因為光子到達頭部和尾部的時間是一樣的。</p>
這個結果以牛頓力學的解釋，也可以成立。</p>
因為勻速直線運動狀態，和靜止狀態是等價的。</p>
因此飛船雖然以極高的速度飛行，對於飛船內部的人而言，和靜止沒有任何的區別。</p>
光子必定同時間到達飛船的頭部和尾部。</p>
但是對此後延續的推導，相對論卻不一樣。</p>
牛頓力學認為時間和空間是絕對的，這裏產生變化的是光速。</p>
故此，對於飛船外的人，看到的也是飛船頭部和尾部的探測器同時亮起來。</p>
比如這艘飛船，相對於布魯雅星球做著高速勻速直線飛行。</p>
那麽在布魯雅星球上，觀察飛船的某人，相對於飛船就是靜止了。</p>
這是因為光子發射器在中間位置發射光子之後，船頭在不斷遠離這個光子，相反船尾則是不斷接近這個光子。</p>
但是光速是變化的。</p>
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。</p>
</p>
這樣光速的變化，就和飛船的速度相互抵消了。</p>
因為按照牛頓力學的解析，飛船外麵的人看到的是頭尾探測器同時亮起來。</p>
這樣，不管飛船內的人，還是飛船外的人，對探測器亮起來這個事件，時間上空間上的認識是一致的。</p>
但是！</p>
元霄舉起了手：“現在我們假設的是光速不變，那麽會變成什麽情況。”</p>
弗羅茲瞬間似乎明白了什麽，他的臉色頓時就白了。</p>
其餘的物理學家們，也是瞪大了眼睛。</p>
而學生們則是皺眉。</p>
元霄首先給出了結論：“很簡單，按照光速不變的原理，遠離飛船的人，對他們而言光速是不變的。</p>
那麽光子到達飛船頭部的距離變大，到達尾部的距離變小。</p>
因此他們會看到，船尾的探測器先亮起來，而船頭的探測器後亮起來。</p>
這樣的結果，我想大家稍微想一下，就能夠明白吧。”</p>
如此一解釋，就連學生們都紛紛點頭。</p>
想象一下，這是非常簡單的事情。</p>
元霄的PPT演示圖，說得明明白白。</p>
可是，這樣就出問題了。</p>
飛船裏麵的人，認為頭尾的探測器是同時亮起來的。</p>
而飛船外麵的人，則認為尾部先亮，頭部的探測器後亮。</p>
元霄回頭看了眼屏幕：“這就是因為光速恒定，導致的同時性是相對的。</p>
這樣一來，飛船外的人測量到的探測器亮起來的時間，和飛船內的人不同。</p>
故此，對於發生事件的空間位置也發生了變化。</p>
這也就是愛因斯坦相對論最重要核心思路。</p>
當光速絕對恒定的時候，時間和空間就不在是絕對、而是相對了。”</p>
這話一出，全場嘩然。</p>
不可能啊，時間和空間，怎麽會是相對變化的。</p>
這不合理啊。</p>
兩百多年的新紀元人類曆史，挖掘出來的無數科技理論，很重要的一個前提，那就是時間的對等性。</p>
時間對於任何人、任何事、任何變化，應該都是恒定不變的。</p>
空間也是，雖然現在有空間膠囊這種空間疊加技術。</p>
但是也並不意味著固有空間，可以隨意變化啊。</p>
時間和空間都是相對的話，那麽人類的存在，是不是也隻是相對的。</p>
弗羅茲早早就意識到這樣的結論，所以他的臉色才是慘白的。</p>
時間也是相對的，也就是說，不同地方不同速度下，時間是不一樣的！</p>
“這裏描述的同時的相對性，隻是調和兩個理論的第一步，”元霄繼續解釋，“光速恒定下，一個慣性係下測量出來的一個事件，發生的時刻以及空間位置，和另外一個慣性係不同。</p>
隻不過我們日常生活中看到的運動，大部分速度遠遠低於光速。</p>
所以我們一般認為，不同的慣性參考下，兩個事件發生的時刻和空間位置一致。</p>
這就是牛頓力學定律，他解決的是宏觀低速運動的問題。”</p>
元霄最後做著總結：“也就是可以理解為，為了保持光速不變，那不同運動狀態下的觀測者看到的距離和時間就應該不同。</p>
因為速度等於距離除以時間，為了保持速度不變，距離和時間就必須要變化。</p>
這就是今天我們要探討的第一部分的內容。</p>
謝謝大家的聆聽。”</p>
下課的鈴聲響起來。</p>
全場居然沒有一個人動。</p>
所有的人都驚呆了，元霄提出來的理論，打破了傳統固有的思想。</p>
可是仔細想想前後分析來分析去，卻又是繞不開這樣的推論結果。</p>
難道這貨說的是真的。</p>
時間和空間是相對的。</p>
那邊元霄已經關閉屏幕，拿起講義準備走了。</p>
大家這才意識到什麽似的，全部衝了上去。</p>
連弗羅茲這樣的老頭都是滿臉紅光：“元老師，你不僅僅是隻有思維推導吧，還有具體的計算公式吧。”</p>
“時間和空間，那究竟是怎麽變化的啊。”</p>
“這不可能啊，每個人的時間不都是一樣的嗎。”</p>
“元老師，請再解釋解釋……”</p>
?傲世指數+25430、+56110、+17938……</p>
指數呈現暴漲，元霄笑了。</p>