首先在飞船的头部和尾部的同等高度,各自安装一个光子探测器。 一旦有光子到达,探测器立即就会点亮提醒。 接下来,在两个探测器正中间的位置,放一个光子发射器。 然后操作光子发射器,分别向飞船的头部和尾部,同时发出光子。 其结果是,在飞船里面的人,必定会看到两个探测器同时亮起来。 因为光子到达头部和尾部的时间是一样的。 这个结果以牛顿力学的解释,也可以成立。 因为匀速直线运动状态,和静止状态是等价的。 因此飞船虽然以极高的速度飞行,对于飞船内部的人而言,和静止没有任何的区别。 光子必定同时间到达飞船的头部和尾部。 但是对此后延续的推导,相对论却不一样。 牛顿力学认为时间和空间是绝对的,这里产生变化的是光速。 故此,对于飞船外的人,看到的也是飞船头部和尾部的探测器同时亮起来。 比如这艘飞船,相对于布鲁雅星球做着高速匀速直线飞行。 那么在布鲁雅星球上,观察飞船的某人,相对于飞船就是静止了。 这是因为光子发射器在中间位置发射光子之后,船头在不断远离这个光子,相反船尾则是不断接近这个光子。 但是光速是变化的。 往船头的光速变成光速加上飞船的速度,往船尾的则变成光速减去飞船的速度。 这样光速的变化,就和飞船的速度相互抵消了。 因为按照牛顿力学的解析,飞船外面的人看到的是头尾探测器同时亮起来。 这样,不管飞船内的人,还是飞船外的人,对探测器亮起来这个事件,时间上空间上的认识是一致的。 但是! 元霄举起了手:“现在我们假设的是光速不变,那么会变成什么情况。” 弗罗兹瞬间似乎明白了什么,他的脸色顿时就白了。 其余的物理学家们,也是瞪大了眼睛。 而学生们则是皱眉。 元霄首先给出了结论:“很简单,按照光速不变的原理,远离飞船的人,对他们而言光速是不变的。 那么光子到达飞船头部的距离变大,到达尾部的距离变小。 因此他们会看到,船尾的探测器先亮起来,而船头的探测器后亮起来。 这样的结果,我想大家稍微想一下,就能够明白吧。” 如此一解释,就连学生们都纷纷点头。 想象一下,这是非常简单的事情。 元霄的PPT演示图,说得明明白白。 可是,这样就出问题了。 飞船里面的人,认为头尾的探测器是同时亮起来的。 而飞船外面的人,则认为尾部先亮,头部的探测器后亮。 元霄回头看了眼屏幕:“这就是因为光速恒定,导致的同时性是相对的。 这样一来,飞船外的人测量到的探测器亮起来的时间,和飞船内的人不同。 故此,对于发生事件的空间位置也发生了变化。 这也就是爱因斯坦相对论最重要核心思路。 当光速绝对恒定的时候,时间和空间就不在是绝对、而是相对了。” 这话一出,全场哗然。 不可能啊,时间和空间,怎么会是相对变化的。 这不合理啊。 两百多年的新纪元人类历史,挖掘出来的无数科技理论,很重要的一个前提,那就是时间的对等性。 时间对于任何人、任何事、任何变化,应该都是恒定不变的。 空间也是,虽然现在有空间胶囊这种空间叠加技术。 但是也并不意味着固有空间,可以随意变化啊。 时间和空间都是相对的话,那么人类的存在,是不是也只是相对的。 弗罗兹早早就意识到这样的结论,所以他的脸色才是惨白的。 时间也是相对的,也就是说,不同地方不同速度下,时间是不一样的! “这里描述的同时的相对性,只是调和两个理论的第一步,”元霄继续解释,“光速恒定下,一个惯性系下测量出来的一个事件,发生的时刻以及空间位置,和另外一个惯性系不同。 只不过我们日常生活中看到的运动,大部分速度远远低于光速。 所以我们一般认为,不同的惯性参考下,两个事件发生的时刻和空间位置一致。 这就是牛顿力学定律,他解决的是宏观低速运动的问题。” 元霄最后做着总结:“也就是可以理解为,为了保持光速不变,那不同运动状态下的观测者看到的距离和时间就应该不同。 因为速度等于距离除以时间,为了保持速度不变,距离和时间就必须要变化。 这就是今天我们要探讨的第一部分的内容。 谢谢大家的聆听。” 下课的铃声响起来。 全场居然没有一个人动。 所有的人都惊呆了,元霄提出来的理论,打破了传统固有的思想。 可是仔细想想前后分析来分析去,却又是绕不开这样的推论结果。 难道这货说的是真的。 时间和空间是相对的。 那边元霄已经关闭屏幕,拿起讲义准备走了。 大家这才意识到什么似的,全部冲了上去。 连弗罗兹这样的老头都是满脸红光:“元老师,你不仅仅是只有思维推导吧,还有具体的计算公式吧。” “时间和空间,那究竟是怎么变化的啊。” “这不可能啊,每个人的时间不都是一样的吗。” “元老师,请再解释解释……” 傲世指数+25430、+56110、+17938…… 指数呈现暴涨,元霄笑了。
第401章 元霄讲相对论(二) 当天晚上,网络上的直播加上记者们陆续的解读报道,世界整个物理学界沸腾起来。 微圈世界版物理学板块,是人数最多的地方。 可惜元霄被微圈屏蔽了,他不能在这里留言。 但是不影响其他人的讨论。 --光速恒定,是元霄的假设,这个没有经过证明,说明元霄的理论存在缺陷。 --这个明显和牛顿力学是相违背的。 --楼上没有看清楚详细,元老师说了,宏观低速运动的时候,符合牛顿力学定律。 --可以理解为,牛顿力学定律,只是相对论的一個分支吗。 --这个是正解的,但是物体运动速度越快,牛顿力学定律明显不实用了,那就进入了相对论的世界。 --还是难以理解,一个事件,观测点不同,得到的结果是不同的,这不是见鬼了。 --速度超越光速怎么办? --数学方面的解释呢?有没有公式或者方程。 --汤圆这是有毒啊。 --我们物理学界,终于迎来了春风。 --且看看明天的公开课,元老师说些什么吧。 国立大学招待所,教育部科技部的领导,酒饱饭足之后便满意地离开了。 可以说元霄这回没有辜负领导们的厚望。 剩余都是物理学家和学校的老师,一个个喝得面红耳赤。 周正毅舌头都大了:“元老师,你这个什么相对论,真是大开眼界,前所未闻。 居然能够囊括牛顿力学,而且时间和空间会变化,从来没有人思考过这样的问题。” 元霄很谦虚:“其实这也是物理学界发展积累的结果,我只不过偶然看到,并做了一点点的研究而已。 对了,这个是爱因斯坦发现的,我只是发布。” 低调低调,元霄还是要脸的。 爱因斯坦发现的相对论,元霄并没有据为己有的打算。 笑话,冒名顶替的话,以后考古要是发现出来,自己绝对会被鞭尸。 周正毅点头:“那我要好好研究其应用了,元老师,这回这个理论没有问题吧。” 不要像牛顿力学那样,他一通的吹捧,结果元霄自己在后面捅棍子。 元霄安慰:“相对论肯定没有问题,但是也不是说所有问题都能够解决,老哥还是悠着点。” 周正毅领会,这回就算鼓吹自己是相对论的绝对拥护者,那也要有所保留。 弗罗兹却是很感叹。 电磁学方程是自己发现的,可是得出的结论却是错误的。 结果造就了元霄功成名就。 不过,有这样的结果也算是能够接受的了。 至少未来物理学领域,也有自己的一席之位。 他朝元霄敬酒,还是要好好感谢眼前这个人的。 第二天,公开课继续。 元霄开始收尾。 相对论非常复杂,如果真的讲出来,学生们是听不懂的。 元霄在公开课上,其实做了很大的简化。 剩余的还是要将理论整理好,拿出去发表,供物理学界的人研究。 “所以,现在我们知道,时间和空间是相对的,”元霄握着话筒,“它们会因为运动状态的改变而改变。 那么它们具体是怎么变化的,其实归结起来很简单。 那就是时间膨胀和空间收缩。” 首先是时间,这个其实是非常奇妙的东西。 时间是否真的存在,没有人可以证明。 但是每个人,却又能切切实实地感受到它的存在。 当然了,元霄在这里并不是讨论时间是否存在,而是时间的变化。 结论是当处于运动状态的时候,时间的流逝会变慢。 元霄在这里又做了个思维实验。 假设有一个光子钟,这所谓的光子钟,就是从下方射出去一个光子,到达顶部并返回的时候,正好为一秒的时间。 那么,如果光子钟静止的话,这样一秒可以很轻易得出,光子经过30万公里的路程。 但是,假如这个光子钟正在做匀速的高速运动,也就是说多了个横向的速度。 那么当底部射出去一个光子,它到达顶部并返回的运动路线,则是呈现折线的方式。 也就是说,这里它运动路程,超过了30万公里。 那么,这里光速不变成立的话,由于经过的路程增加,时间就要变慢。 也就是说,处于移动的光子钟,不仅仅只有一秒的时间了。 具体慢多少,元霄很快写出了一个公式。 在这个公式里面,两个光子钟时间之间的关系,取决于运动的速度。 这里元霄指出,由于日常生活中的运动,对于光速而言简直是九牛一毛,所以前后的时间,基本上是一致的。 而当速度逐渐变大,越是接近光速,时间将变得越慢。 这就是时间膨胀的原因。 元霄将这个数值称之为相对论因子。 原本很复杂难以理解的东西,经过这么一解释,绝大部分的人都听懂了。 并且利用公式,也可以进行实验的验证。 随即,元霄也对空间收缩进行了数学上的说明。 至此为止,关于相对论的整体,元霄已经讲解完毕。 “当然了,”他开始收尾,“肯定有人问,要是速度超过光速会怎么样的。
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