一提到 “相對(duì)論”,很多人會(huì)立刻聯(lián)想到復(fù)雜的公式、彎曲的時(shí)空,覺(jué)得這是只有物理學(xué)家才能弄懂的高深理論。但實(shí)際上,相對(duì)論的核心原理一點(diǎn)都不抽象,甚至每天都在你我身邊發(fā)生 —— 只是我們從未用 “相對(duì)論視角” 去觀察而已。
先從相對(duì)論最基礎(chǔ)的 “相對(duì)運(yùn)動(dòng)” 說(shuō)起。你有沒(méi)有過(guò)這樣的經(jīng)歷:坐在靜止的公交車?yán)?,旁邊一輛公交車緩緩開(kāi)動(dòng),你會(huì)突然恍惚,分不清是自己坐的車在動(dòng),還是旁邊的車在動(dòng)?這就是相對(duì)論里 “慣性系等價(jià)” 的雛形。
愛(ài)因斯坦認(rèn)為,在沒(méi)有外力作用的 “慣性系” 里,不存在絕對(duì)的 “靜止” 或 “運(yùn)動(dòng)”,只有 “相對(duì)運(yùn)動(dòng)”—— 就像你和旁邊車上的乘客,都可以說(shuō) “對(duì)方在動(dòng),自己沒(méi)動(dòng)”,兩種說(shuō)法都是對(duì)的。我們平時(shí)說(shuō) “汽車時(shí)速 60 公里”,其實(shí)默認(rèn)是以地面為 “參照物”,如果以另一輛同向行駛、時(shí)速 50 公里的汽車為參照物,這輛車的速度就只剩 10 公里了。相對(duì)論的第一步,就是打破 “絕對(duì)運(yùn)動(dòng)” 的思維,承認(rèn) “運(yùn)動(dòng)都是相對(duì)的”,而這正是我們?nèi)粘I钪须S處可見(jiàn)的現(xiàn)象。
再說(shuō)說(shuō)讓人覺(jué)得 “神秘” 的 “時(shí)間膨脹”。很多人以為這是只有接近光速才會(huì)出現(xiàn)的極端現(xiàn)象,但其實(shí)在生活中,時(shí)間的 “相對(duì)性” 也藏在細(xì)節(jié)里。比如你用手機(jī)給遠(yuǎn)方的朋友視頻通話,信號(hào)通過(guò)電磁波(速度接近光速)傳遞,雖然這段時(shí)間差微乎其微,但本質(zhì)上,你看到的朋友畫(huà)面,是他幾毫秒前的樣子 —— 這就是 “不同參考系下,時(shí)間流逝有差異” 的體現(xiàn)。
再比如衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),衛(wèi)星在太空中高速運(yùn)動(dòng)(約 3 公里 / 秒),同時(shí)受地球引力影響,根據(jù)相對(duì)論,衛(wèi)星上的時(shí)鐘會(huì)比地面時(shí)鐘走得稍慢。如果不修正這個(gè) “時(shí)間差”,導(dǎo)航定位就會(huì)出現(xiàn)幾十米的誤差,我們開(kāi)車用導(dǎo)航時(shí)能精準(zhǔn)找到路線,其實(shí)就是相對(duì)論在默默發(fā)揮作用。
還有人覺(jué)得 “質(zhì)能方程 E=mc2” 遙不可及,但它的本質(zhì)也很簡(jiǎn)單:質(zhì)量和能量是同一種東西的不同形態(tài),可以相互轉(zhuǎn)化。你每天吃的食物,本質(zhì)是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為身體活動(dòng)的能量,而食物的質(zhì)量里,就蘊(yùn)含著這些能量(只是轉(zhuǎn)化率極低);冬天烤火時(shí),煤炭燃燒釋放熱量,其實(shí)就是一部分質(zhì)量轉(zhuǎn)化成了能量。雖然像核反應(yīng)那樣 “高效轉(zhuǎn)化質(zhì)量為能量” 的場(chǎng)景離我們很遠(yuǎn),但 “質(zhì)量含能” 的原理,早已融入我們對(duì) “能量來(lái)源” 的基本認(rèn)知中。
為什么大家會(huì)覺(jué)得相對(duì)論難?其實(shí)是因?yàn)樗蚱屏宋覀儚男〉酱蟮?“直覺(jué)認(rèn)知”—— 我們習(xí)慣了 “時(shí)間均勻流逝”“速度簡(jiǎn)單疊加”,但相對(duì)論告訴我們,這些 “直覺(jué)” 只適用于低速、弱引力的日常場(chǎng)景,一旦進(jìn)入高速(接近光速)、強(qiáng)引力(比如黑洞附近)的世界,規(guī)律會(huì)發(fā)生變化??杉幢闳绱耍鄬?duì)論的根基依然扎在日常生活里:相對(duì)運(yùn)動(dòng)的錯(cuò)覺(jué)、信號(hào)傳遞的時(shí)間差、能量與質(zhì)量的轉(zhuǎn)化,這些都是我們能感知或利用的現(xiàn)象。
所以,不必把相對(duì)論當(dāng)成 “天書(shū)”。它不是脫離現(xiàn)實(shí)的理論,而是解釋世界的 “新視角”—— 當(dāng)你下次乘車時(shí)觀察窗外的運(yùn)動(dòng),或是用導(dǎo)航找路時(shí),不妨想想:這就是相對(duì)論啊,原來(lái)它一直都在我們身邊。
特別聲明:以上內(nèi)容(如有圖片或視頻亦包括在內(nèi))為自媒體平臺(tái)“網(wǎng)易號(hào)”用戶上傳并發(fā)布,本平臺(tái)僅提供信息存儲(chǔ)服務(wù)。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.