第6章 空间和时间(1)[第1页/共4页]

相对论的一个划一不凡的推论是，它窜改了我们空间和时候的看法。在牛顿实际中，如果有一光脉冲从一处发到另一处，（因为时候是绝对的）分歧的观察者对这个路程所花的时候不会有贰言，但是（因为空间不是绝对的）他们在光行进的间隔上不会总获得分歧的定见。因为光速恰是它行进过的间隔除以破钞的时候，分歧的察看者就测量到分歧的光速。另一方面，在相对论中，统统的察看者必须在光以多快速率行进上获得分歧定见。但是，在光行进过量远的间隔上，他们仍然不能获得分歧定见。是以，现在他们对光要破钞多少时候上应当也不会获得分歧定见。（破钞的时候恰是用光速――对这一点统统的察看者都定见分歧――去除光行进过的间隔――对这一点他们定见不分歧。）换言之，相对论闭幕了绝对时候的看法！看来每个察看者都必然有他本身的时候测度，这是用他本身所照顾的钟记录的，而分歧察看者照顾的一样的钟的读数不需求分歧。

亚里士多德和牛顿都信赖绝对时候。也就是说，他们信赖人们能够毫不含混地测量两个事件之间的时候间隔，只要用好的钟，不管谁去测量，这个时候都是一样的。时候相对于空间是完整分离并且独立的。这就是大部分人当作知识的观点。但是，我们必须窜改这类关于空间和时候的看法。固然这类显而易见的知识能够很好地对于活动甚慢的诸如苹果、行星的题目，但在措置以光速或靠近光速活动的物体时却底子无效。

这个被称为相对论的根基假定是，不管察看者以任何速率作自在活动，相对于他们而言，科学定律都应当是一样的。这对于牛顿的活动定律当然是对的，但是现在这个看法被扩大到包含麦克斯韦实际和光速：不管察看者活动多快，他们应测量到一样的光速。这简朴的看法有一些不凡的结论。能够最闻名者莫过于质量和能量的等价，这可用爱因斯坦闻名的方程E=mc2来表达（E是能量，m是质量，c是光速），以及没有任何东西能够行进得比光还快的定律。因为能量和质量的等价，物体因为它的活动具有的能量应当加到它的质量上去。换言之，要加快它将更加困难。这个效应只要当物体以靠近于光速的速率活动时才有实际的意义。比方，以10%光速活动的物体的质量只比本来增加了0.5%，而以90%光速活动的物体，其质质变得比普通质量的2倍还多。当一个物体靠近光速时，它的质量上升得越来越快，如许它需求越来越多的能量才气进一步加快上去。实际上它永久不成能达到光速，因为当时质量会变成无穷大，而按照质量能量等价道理，这就需求无穷大的能量才气做到。因为这个启事，相对论限定了物体活动的速率：任何普通的物体永久以低于光速的速率活动，只要光或其他没有内禀质量的波才气以光速活动。

我们现在关于物体活动的看法来自于伽利略和牛顿。

1676年，丹麦的天文学家欧尔・克里斯琴森・罗默第一次发明了，光以有限但非常高的速率观光的究竟。他察看到，木星的卫星不是以等时候间隔从木星背后出来，不像如果卫星以稳定速率环绕木星活动时，人们会预感的那样。本地球和木星都环绕着太阳公转时，它们之间的间隔在窜改着。罗默重视到，我们离木星越远则木星的月蚀呈现得越晚。他论证道，因为当我们分开更远时，光从木星卫星那边要花更长的时候才气达到我们这里。但是，他测得的木星到地球的间隔窜改不是非常精确，与现在的每秒186000英里的值比拟较，那么他所测的光速的数值为每秒140000英里。固然如此，罗默不但证了然光以有限速率行进，并且测量了阿谁速率，他的成绩是出色的――要晓得，这统统都是在牛顿颁发《数学道理》之前11年做出的。