第7章 空间和时间(2)[第1页/共4页]

没有需求引入以太的看法，正如迈克耳孙-莫雷尝试显现的那样，以太的存在是不管如何检测不到的。但是，相对论迫使我们从底子上窜改了我们的时候和空间看法。我们必须接管，时候不能完整脱分开和独立于空间，而必须和空间连络在一起构成所谓的时空的客体。

但是在广义相对论中，环境则完整分歧。这时，空间和时候变成为动力量：当物体活动，或者力感化时，它影响了空间和时候的曲率；反过来，时空的布局影响了物体活动和力感化的体例。空间和时候不但去影响、并且被产生在宇宙中的每一件事影响。正如人们没有空间和时候的观点不能议论宇宙的事件一样，一样地，在广义相对论中，在宇宙边界以外讲空间和时候也是没成心义的。

我们凡是的经历是能够用3个数或坐标去描述空间中的一点的位置。比方，人们能够说屋子里的一点分开一堵墙7英尺（1英尺=0.3048米），分开另一堵墙3英尺，并且比空中高5英尺。或者人们也能够用必然的纬度、经度和海拔来指定该点。人们能够自在地选用任何3个合适的坐标，固然它们只在有限的范围内有效。人们不是遵循在伦敦皮卡迪里广场以北和以西多少英里以及高于海平面多少英尺来指明玉轮的位置，取而代之，人们可用分开太阳、分开行星轨道面的间隔以及玉轮与太阳的连线和太阳与邻近的一个恒星――比方半人马座α――连线之夹角来描述它的位置。乃至这些坐标对于描述太阳在我们星系中的位置，或我们星系在本星系群中的位置也没有太多用处。究竟上，人们可遵循一组相互交叠的坐标碎片来描述全部宇宙。在每一碎片中，人们可用分歧的三个坐标的调集来指明点的位置。

在今后的几十年中，对空间和时候的这类新了解是对我们宇宙观的窜改。旧的宇宙观被新的宇宙观代替了。前者以为宇宙根基上是稳定的，它能够已经存在了无穷长的时候，并将永久持续存鄙人去；后者则以为宇宙在活动、在收缩，它仿佛开端于畴昔的某一个时候，并或许会在将来的某一个时候闭幕。这个窜改恰是下一章的内容。几年以后，它又是我研讨实际物理的起点。罗杰・彭罗斯和我证了然，爱因斯坦广义相对论意味着，宇宙必须有个开端，并且能够有个闭幕。

将一个事件的四坐标当作指定其在所谓的时空的四维空间中位置的手腕常常是有助的。四维空间是不成设想的。对我小我来讲，摹想三维空间已经充足困难！不管别的两个空间坐标，或者偶然用透视法将此中一个表示出来。

对于时空中的每一事件我们都能够做一个光锥（统统从该事件收回的光的能够途径的调集），因为在每一事件处在任一方向上的光的速率都是一样的，以是统统光锥都是全等的，并朝着同一方向。这实际又奉告我们，没有任何东西行进得比光更快。这意味着，通过空间和时候的任何物体的轨迹必须由一根线来表示，而这根线落在它上面的每一事件的光锥以内。狭义相对论非常胜利地解释了以下究竟：对统统察看者而言，光速都是一样的（正如迈克耳孙――莫雷尝试所揭示的那样），并胜利地描述了当物体以靠近于光速活动时会产生甚么。但是，它和牛顿引力实际不相调和。牛顿实际说，物体之间相互吸引，其吸引力依靠于它们之间的间隔。这意味着，如果我们挪动此中一个物体，另一物体所受的力就会当即窜改。或换言之，引力效应必须以无穷速率行进，而不像狭义相对论要求的那样，只能以即是或低于光速的速率行进。爱因斯坦在1908年至1914年之间停止了多次不胜利的尝试，诡计找到一个和狭义相对论调和的引力实际。1915年，他终究提出了明天我们称为广义相对论的实际。