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论时间的相对性

11月19日 溷元楼投稿
  物理学家在研究量子理论时,对于寻找微小粒子的过程,也是通过想象和实验的验证,或者偶然的事件当中去发现的,比如,薛定谔的猫理论,包括量子叠加态的坍塌,都是想象与验证推理的过程,牛顿发现了万有引力定律,爱因斯坦的相对论,都是在时代发展中的必然,有他的伟大,但是并不是高不可攀的。我十分纳闷为什么有很多人会把霍金捧的神乎其神,就如亚里士多德和汤姆生般,仔细去看看他的成就,提了一些经不去推敲和验证的理论,比如说平行宇宙之类的,大都是各种猜测想象,并不能令人信服。相反,对于杨振宁先生的量子场论,确实是实实在在的对量子物理的研究深度和对数学的功底,这个如果相比于薛定谔、或者霍金来说,更显得难能可贵和难以复制!说这些不是哗众取宠,也不是说不屑于物理学家的伟大发现,主要想说的是不必怀着畏惧或者高不可攀的心理去面对物理学,不必为物理基础知识不牢固而退却,也不必为数学功底比较弱而踌躇。研究天体物理,重要的是有一个探索的好奇心和面对问题的疑惑的辩证思索,并不是一个多么高深的学问。把你放在一堆对这方面感兴趣的人里面,讨论交流,这才是催生革命性理论的摇篮,而对待成名的物理学家,特别是物理学名人来说,赞赏于其所取得的成就可以,但是还寄希望与其还会产生更大的开创性成就,就不切实际了。自己要做的,要么是对物理学家所发现的领域深度和广度的探索,要么就是打败这些物理学家,有自己新的发现。
  时间的相对性关于运动速度与时间变化这个话题,从相对论的思路谈一下我的理解。如果我坐在飞船上以光速相对于地球飞行,那么地球上的人就会看到永恒不变的我,因为我对地球上的人来说,时间是静止的,但是对于正在飞行中的我来说,时间是正常流失的。举个例子,假如我的寿命是100岁,我以我自己的手表计时,我不论在光速运动的飞船上,还是在地球上,只要我的手表转了100年,我就死了,只不过那时我虽死了,但对于地球上的人还能看到我是原来的我。如果作为光速运动飞船上的我,如果离开地球一去不复返了,那么,再说我与地球上的人的时间差异就没有什么意义了,地球上的人相对于光速飞船上的人,在两者的相对运动对比时,才有时间的概念。如果你从光速飞船去了一圈又返回来到地球,那么,因为是你相对于地球的空间位置发生的运动变化,所以你的时间相对于地球上的人,慢的多。反过来,如果你坐在飞船上,地球以光速向你运动过来,当地球上的人和你见面时,会发现地球人的时间比飞船上的人的时间慢的多!运动是永恒的,运动是相对的,相对的运动才能产生时间!对时间的相对论理解,可以帮助我们更深刻的理解时间,可以认为时间是在相对运动中产生的度量单位(这还不是严谨的定义)。那么又产生新的问题,因为相对的运动,是我坐飞船返回地球所以我的时间变慢?还是因为地球向我飞来所以地球上的人的时间变慢?对于这个问题,物理当中有一个熵的概念,什么是熵,对它的定义解释起来还是比较抽象,举个例子,把50度的半杯水和80度的半杯水倒在一起,最终会形成65度的水,这个过程就是这杯水温度方面熵的增加;如果把一杯65度的水,让它一半变成50度的水,一半变成80度的水,这个过程通过自然变成是困难的,但是通过力的作用可以把它变成,这个过程就是这杯水温度方面熵的减少。因为是飞船被力的作用飞回地球,而不是地球被力的作用飞到飞船,所以对于飞船来说,飞往地球的过程是熵的减少的过程,对于地球来说,飞船在地球引力作用下落在地球上,是正常不过的事,所以地球的熵是增加的,所以地球和飞船会面时,飞船的时间是减少的,地球的时间是增加的。
  时间的力学特性。通过天体物理学观察和研究黑洞,引力引起时空弯曲的概念深入人心。在黑洞的临界面以内,引力大到光都无法逃逸,黑洞的临界面光是静止的(准确的解释是光的波长被拉的无限长),所以黑洞临界面的时间是静止的。如果有人掉进黑洞,那么从地球上的人将会看到这个人从黑洞不远处靠近黑洞临界面的这一小段距离,越接近黑洞临界面这个人运动越慢,即使地球上的人观察的时间无限长,也只能观察到掉入黑洞的人始终在即将掉入黑洞的途中,永远无法观察到人到达黑洞临界面上!而对于掉入黑洞的人本身来说,他掉入黑洞的速度越来越快,一刻不停留的早已掉进黑洞里面去了!
  综合时间的相对性和力学特性,那么,对时间应该有新的定义:时间是力作用下的相对运动的量度!
  时间,与相对运动相关,也与力相关,假如一个物体相对另一个物体以光速但不受力的匀速运动,他们之间的时间不会发生变化!仍然举上面那个例子,如果我的飞船相对地球在以光速不受力的匀速飞行,那么我的时间与地球上的人的时间走的一样快!这里,有人会说,为什么在导弹发射卫星时,使用爱因斯坦的方程式来计算导弹相对于地球时间的变化就非常的精准?这个问题,我要说明的是,光速是地球上测量是恒定不变的,不论物体的运动状态如何,对于这一点我没有反驳,我所反驳的是变化的时间与力和相对运动有关,而与速度无关!至于力和相对运动与时间的对应公式,可以见推导过程(如果对推导过程不感兴趣,可以直接看结论,如感兴趣,看附图)通过这个公式说明,没有力的作用,就算是相互之间有位移,时间的变化量还是0。
  时间、力、光速、质量、温度、空间的关系。下面用我所思考的时间的定义:时间是力作用下的相对运动的量度!来探索一下现实所热议的问题。
  第一个问题:时间是否客观存在?爱因斯坦说四维空间,既时空,以及霍金所写的时间简史对时间的描述,对于这些描述我不赞同,根据我对时间的理解,时间是力作用下的相对运动的量度,所以严格意义上讲,自然界就没有时间这个实实在在的东西,它是我们根据所观察到的现象的一种描述,更准确的说是对力和之间的相对运动所做的一种定量的描述。力是存在的,相对运动是存在的,这两者相互作用下,就产生了时间这个概念!时间是力和相对运动的产物。
  第二个问题:空间和光是什么关系?我们在空间中,在不同的方向、不同运动速度测量光速,都是一个恒定数值。以此,根据相对论推理,光速和运动物体的速度差值定义为物体因为运动所产生的时间压缩(或者膨胀),对此,空间相对于光速,是互相垂直的!所以,在三维空间里去测量光的速度,都是恒定的值!
  第三个问题:质量、温度、力、光的关系?质量可以转化为能量,温度也是能量,光也是能量,力对物体的作用也能转化为能量,没有能量,空间也就不会存在。所以,从本源上说,构成宇宙万物的就是能量。那么,如果宇宙中存在温度为绝对零度的地方,那么这个地方就没有质量、力、光等能量,也就不会有空间!
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