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給霍金的公開信和我的論文《相對論與時空旅行的謬誤》上
2013/10/26 18:13:16瀏覽2762|回應0|推薦0

引言 -

 

有幸拜讀了霍金有名的著作時間簡史,從中我學習到了很多高深精進的知識,獲益良多。但是我也嚴重質疑他對「時間旅行」的希冀,我認為霍金和某些科學家對愛因斯坦的相對論中所描述的「時空概念」過份迷信了,而導致了他們對「時間旅行」的可能性產生了幻想,這是多餘且不必要的。也因為月前聽聞有一個剛畢業的被譽為天才的美國大學生發表了偉論,他認為根據相對論人類是可以時間旅行去到未來但不能回到過去,這也促使了我下定決心寫這一篇文章來反駁。

 

可以穿梭過去與未來的時間旅行本來只屬於科幻小說裏的故事,沒有科學理論的支持。全因為愛因斯坦提出的相對論對時間作了新的描述,有部分物理學家包括霍金在內從相對論中得出了以下兩個解:-

 

i)  當物體以高速度運動時,時間會流逝得比較慢。  

ii) 奇異點的超重力讓空間扭曲可能會把兩個不同的空間連接,稱為「蟲洞」。

 

這些解仿佛為時間旅行提供了科學理據,因此把時間旅行推向了在理論上可以實現的層級。雖然介紹相對論並非我的本意,但是為了要讓普羅都可以明白其中的謬誤,我便無可避免地先要由起源說起。對於一些欠缺物理常識的讀者來說的確會比較困難,因為相對論是一個頗為抽象的概念。但有幸21世紀的今天已經是一個網絡的世界,光纖網絡的結構和wifi無線網絡是一個非常好的實例來比喻相對論,使今天的人比19世紀時更容易理解這複雜而抽象的理論。而我也會盡量精簡易明地從基礎開始一步一步地去討論,不須半小時內可以讀完我這篇文章,之後應該可以讓讀者對相對論能有個概括的認知。現在就讓我們先由認識何謂「時間」和「空間」開始﹣

 

 

「時間」-

 

霍金在其著作的第一章「宇宙觀的演進」裹引用了聖奧斯丁對於時間的描述﹣"時間在宇宙開始之前並不存在也沒有意義這一點我甚為認同。但是書中沒有進一步描述時間在什麼時候開始有意義,是什麼東西讓時間變得有意義?我本人沒有宗教信仰,所以讓我嚐試從無神論純理性的角度來描述「時間的誕生」和「意義」。

 

時間,一個幾千年裏困擾了無數哲學家的難題。我們從少開始就被教育和灌輸時間觀念,以至我們能夠清楚感覺它的存在,並可於日常生活中掌握和運用它,甚至可能會為時間的流逝感到焦慮,或者會對未來有美好的希冀。但是當你要認真地思考想得知它的真義時,它總會令你感覺有點兒虛無飄渺摸不著邊際不知從何說起。因為,時間沒有形態也不是一種物質。我們不清楚它何時開端,更不知道它會不會結束。所以時至今天哲學家們也未能為時間給出一個準確的解......

 

其實在宇宙的太初,時間本來並不存在,更談不上有何意義。宇宙間所有的物質都在連續地變化合併分解和循環,常以不同的形態顯現。物質能夠持續永恆地存在,但是物質沒有思想。不知從哪一刻開始,宇宙間出現了一種除物質以外的東西叫做「生命」。生命雖然是有時限的,但卻可以透過繁殖來延續新生命,並且擁有自由的意志能夠選擇自己的方向。人類在物競天擇的環境中進化,繼而發展出比其他生命更高的思考能力,也憑藉智慧從眾生之中脫穎而出終於支配了地球的擁有權。不清楚在哪一個過程中人類的腦袋裡發展出了一種功能叫做「記憶」,這個功能非常之關鍵,因為有了記憶時間才開始變得重要。不妨試想一下,就算人類懂得思考但是沒有記憶的話那麼時間會有意義嗎相信所有人的答案都會和我一樣 :在沒有記憶的世界裡,時間根本就沒有意義。」換句話說就是記憶賴於了時間第一層的意義,人類把哪些被記憶下來的事情形容為「過去」。日積月累的過去透過體會與消化,精華的部份變成經驗被吸收,重要的內容則被儲存記錄。再者,人類精於運用語言來溝通,所以可以彼此分享經驗為後世創造出文明,亦創造出文字和數學,可以用來描述時間。同時,人類的好奇心驅使人類去窺探整個被眼睛看得到的世界。為了要了解更多,人類的腦袋又必須發展出另外一個更加進取的功能叫做「幻想」,並且利用這種能力來預測和計劃將會出現的下一個時刻。如果沒有之前累積儲存下來的經驗和記錄就沒有基礎來進行幻想,所以幻想只能是時間的第二層意義。人類叫那些幻想出來的構圖做「未來」。雖然構想出來的未來和真正到來的未來往往都不盡相同,但是人總會有追逐自己幻象的行徑,所以未來好像總是會一步一步地實現。最後,由於未來總是會不停地取代現在,而現在頃刻又已經成為過去,所以感覺上時間總是會向前而進的單一方向。

 

有了 記憶 和 幻想 兩個層次的意義再加上一個象徵性的方向,時間的「概念」現在好像是比較全面而明顯了。但是,為什麼哲學家們還不能為時間下一個準確的定義呢讓我來告訴你,因為這個所謂「時間的方向」根本是虛構出來的,現實中時間根本沒有方向。用機械鐘的方式看你好像找到時間的方向。但是取掉時鐘上的指針後你會發現時間只是不停地在原地打轉,沒有方向。其實用電子鐘來看時間更加能夠表現出時間的特性。下一秒即將顯現而剛剛的一秒已經消失掉了。就是這麼簡單,那裡來的方向?如果用覆蓋來形容不怎恰當,用取代來形容時間其含意會比較接近,但也不全面。總之,我們應該確實地明白和相信時間根本就沒有方向,未來是被計劃和幻想出來的現實中未來並不確實地存在,而過去其實也已經消失了只剩下記錄和記憶。我們當然可以憑記憶和記錄把過去了的重新再幻想出來,所以過去和未來其實並沒有本質上的區別,兩者其實都只是幻想。真實存在的只有現在這一刻,不要想過多了。

 

從哲學角度出發我會這樣形容時間 -

 

「時間只是一種觀念或者概念,並不如物質般真實存在於現實。過去和未來都是人類以記憶結合幻想而產生出來的一些印象,時間只是這些印象的量詞與形容詞。人類感覺時間是朝向未來的單一方向前進,但其實性質上時間是不據方向性的。時間比較像一把尺,可以是幫手做記錄的工具,可以用來描述事物,也可以是幫忙計劃未來的方程式。除此之外,時間什麼都不是。」

 

但是從物理學的角度去看就很不同了。數學是物理學的基礎工具,如果時間在數學計算中沒有刻度和方向根本就不可能進行有效的運算和描述。因此「時間飛矢」的概念就必須要在物理學中被設定和應用。而且時間也可以是斷續的,連續的,局部的,甚至乎是倒序式的,或重疊的,非常有趣。.....原來物理學很浪漫但哲學很冷漠現實。哈哈用浪漫來形容物理學當然是不正確的。因為物理學的目的是求真相,而哲學是求真理。雖然兩種學問同樣都是求真,然而對時間概念就有著不同的需求。也許某些過份浪漫的科學家都不容易及時從幻想中抽離回來,所以我應該說或許是霍金太過浪漫了.......

 

不如我也來嚐試學學愛因斯坦般用數理的方式運算一下時間的意義值,現在將時間概念產生的過程以公式列出,其表現是 -

 

 時間意義(T) = 記憶力(M) x 過去矢量(-t) + 幻想力(I) x 未來矢量(t) 

 

 在這裏記憶力必定是正數而且最小值是零,

 幻想力則通常等於記憶力,因為正常而言一般人能夠幻想的事物都應該局限在他能記憶的認知中。如果有人的幻想力超出於他的認知,哪麼這人一不是天才要不就是瘋子。如果你也說有某些人的記憶力很好但幻想力欠奉,我則認為這些人只是懶惰引致不習慣去運用幻想,導致這項根本擁有的能力沒有百份百被發揮出來,要不是他就是個呆仔。

 最後,過去矢量和未來矢量正常也是等值的,不過由於過去和未來的時間飛矢的方向是相反的,所以未來是正數過去是負數。

 

好了可以嚐試代入數值去計算,如果你沒有代錯數的話,經計算以後你會發現正常情況下答案都是等於「零」。如果求得的答案是正數代表這人是天才或者瘋子,不過瘋子的機會比較大。如果答案是負數則代表這個人是懶人或者呆子。嘿嘿!

 

看! 經過物理學運算出來的答案,時間的意義值還是等如零,「零可以代表沒有,或者最多只是一個點,就是你現在存在的這一點」。所以請不要對時間產生過多的期望,其實時間並不真實的存在。

 

 

「空間」

 

空間又是什麼呢!? 在開始之前如果不先弄清楚空間是什麼的話之後的思緒會變得很混亂,我在維基百科中找到這個非常獨到的解說,是這樣的 : -

 

【在物理學中空間是物質實體處於其中,有其位置和方向,表現為長度、寬度、高度三維的。物理學的目的就是要去描述這些佔用了空間的物質並且企圖去解釋各物質物體之間的作用力和關係,從而去探索了解整個無窮宇宙萬物的來龍去脈和屬性。】

 

這裏指出了重點,但是用詞還是不夠明確和凸出,所以讀者不一定能夠意會得到。說白了其實空間只是一個被假設出來的「框架」或者是「背景」,在這個背景內的物質才是「主體」,失去了主體的空間什麼也不是,物理學的目的也不是要研究空空如也什麼都沒有的背景。所以要把「空間」和「佔據空間的物質」分開來看待,才能夠比較容易理解這些理論。這一點必須先要記住。

 

虛擬一個背景出來的用意和目的又是怎麼呢? 因為要為事件定立一個開始點和一個結束點,才能夠明確計算出事件間的距離和時間。上面提到空間是三維的,包括一條由上至下的直線是一維,加上左右一條直線相交成為二維平面,再加多前後一條代表深度的維度就可以表示出一個立體的空間,這個三維空間是靜態的。三條維度互相垂直相交集合的一點是一個座標,也可以用3組數字來代表這個座標,座標能夠準確形容物件位於空間中所處的位置。這個物件因受了作用力向某個方向運動,其運動所經過的某一個位置或停頓的位置可以用另外一個座標來標示,兩個座標相減就可以求得他的距離。計算它由開始到結束的時間,將距離除以時間就求得它的速度。進一步還可以計算其中的力和能量等等一系列結果。所以「空間」是為了方便計算結果而虛構設計出來的。

 

早於西元前340年,希臘哲學家亞里士多德已然提出地球是圓的,但他認為地球是處於靜止不動的狀態,而且是宇宙的中心。世界由五大元素構成,除了土,水,火和空氣外還有第五樣元素叫「以太 ether」,以太構成天球與天體即日月星辰皆以圓形軌道繞地球而轉。例如星座學裏面的黃道,就是指十二星座圍繞地球運行的道。由於人們身處在地球系統以內,都受著地心吸力而固定或貼在地表上感覺不到有轉動,反而感覺是天體在移動,所以一般人自然不會抗拒這種想法。這裏要留意亞里士多德的以太是天體與天球的構成物,他的「空間」和「物質」是混為一體沒有區分的。

 

直到十六世紀,被譽為現代科學之父的伽利略改進了望遠鏡並透過天文觀察證實了哥白尼的日心說,即是推翻了亞里士多德的地心說,證明了原來地球和其他行星圍繞著太陽而轉才是真相。之後的牛頓也深受伽利略的影響,以伽利略的實驗結果為基礎進一步發展,最終提出了有名的「牛頓運動定律」。

 

霍金在書中指出雖然牛頓本人因為對絕對上帝的信仰而拒絕相信空間不是絕對的,然而根據牛頓定律卻暗示出沒有絕對靜止的標準存在。例如你可以說地球靜止不動有一部電車以每小時三十哩的速度往西行使,也可以說成是電車靜止不動地球以每小時三十哩的速度往東運動,所以沒有辦法區分到底是地球在動還是電車在動。如果霍金此說是正確的,那「相對運動」的概念應該算是牛頓最先提出的而並非愛因斯坦

 

牛頓創立了「絕對空間」和「絕對時間」的概念,他在1684年出版的《自然哲學的數學原理》一書中描述「絕對的空間,本質是與外物無關的,是永久保持同樣且靜止的。」而時間是「絕對,真實和數學的時間,本質是穩定的流動與外物無關的。」而且時間與空間彼此是完全無關的。我個人理解牛頓的含意還包括「空間和時間的間隔都是不能被拉長,縮短或扭曲的」。另外牛頓雖然支持亞里士多德的以太說,認為以太佈滿整個宇宙並靜止不動。這個解釋讓「以太」和「絕對空間」互相吻合幾乎沒有分別,不過現在物質(星體)變成了是在空間中自由運動的。所以實際上牛頓是已經把「空間」和「佔據空間的物質區分出來了

 

但是牛頓的絕對空間有一個局限,就是背景必須總是和事件相對的固定才可以有效運作。例如背景相對固定於火車站,火車開出到達了某個點,我們就才可以明確測量出火車與車站之間的距離,繼而計算火車開了的時間便可以求得火車的平均速度。由於時間也是絕對的,所以不管有多少人來做同樣的測試,只要每個人用的時計都準確,都必定會得到相同的結果。因為我們從小就被灌輸教育這種「牛頓數學」,所以可以說這是大多數人的常識,比較容易理解和接受。在所有事物都同受 到地心吸力影嚮的地球系統以內,這個概念運作得很好,但是伸延到太空的話便不然了。

 

因為再後來,絕對空間受到了天文學發展的嚴重衝擊。由於望遠鏡的改良和經過天文學家們努力不懈地對宇宙的探索,終於都確定了地球除了是在進行著自轉公轉之外,還跟隨著太陽系向銀河的中心公轉,而且我們的銀河系很可能也在向某個方向運動中,現在發現地球,太陽和銀河系都不是宇宙的中心了。這意味住所有的星體都不停歇地在移動著根本不可能確定有那一顆星是和宇宙空間背景相對固定的。絕對空間由那時開始被懷疑並因為後來相對論的出現而正式被楊棄。

 

其實這正正是因為當時人們對光的認識還未夠深入所以「絕對時間」裏欠缺了「光速」這個因素。

 

 

愛因斯坦的狹義相對論 和他的「時空」 

 

1676年,丹麥天文學家羅默發現了光速有限,但極為快的事實。後來科學家們用過多種方法計算出光的速度。最終得出光速約為每秒300,000公里。光壹秒間所前進的距離叫光秒,一年間前進的距離叫光年,所以光秒和光年都是距離單位。經計算後知道太陽與地球的距離是503光秒,原來陽光需要用上823秒才可以從太陽到達地球。

 

相信大部的人也沒有想過其實我們現在抬起頭來看到的已經是823秒前的太陽,我們的感覺以為看到的太陽是即時的但其實慢了8分鐘23秒。我個人稱這為「光時差」,這種光時差不同於地球上24小時時區的那一種。後者是地球環繞太陽旋轉時面向太陽不同面的區域時差。而前者是光將遠處影像投射到我們眼睛時要走的路程用的時間。霍金的書中沒有這樣描述這個現象,可能是生怕這和相對論中時間變慢的概念有衝突,怕如果接受了光時差之說就有可能不願放棄絕對時間概念了,實際上不會。

 

舉一個較強烈的例子來說明,距離我們太陽最近的另一顆太陽(恆星)與我們相距大約4.22光年,叫半人馬座α星。從半人馬座α星發出的光要用4年多的時間才能夠照到地球,即是說當你晚上抬起頭來看見這顆星,其實你只是看到了它4年多前的光。說成是現在的你正在看它4年前的模樣一點也沒有錯,因為雖然「光年」在天文學裏是代表距離,但是在光速不變的原則下光年同時也可以代表一個時間單位,沒有分別,所以光年可以等如光時差。和我們不同距離的星體就和我們有不同的光時差。

 

單單是在我們的本銀河系裏就有超過一千億顆太陽(恆星),我們的太陽只屬於中小型的恆星,其中離地球最遠的恆星可能超過10萬光年,就是說它的光要起碼用10萬年的時間才可照到地球來。這還不算誇張,其實宇宙中還有很多比本銀河系還要大的星系,但是它們的光要用上千萬年到80億年的時間才能來到地球,只不過在地球上用肉眼來看,會以為它們只是小小的一點星光。所以晚空的繁星其實是一幅超級景深的立體屏幕,宇宙億萬年間不同時間發生的歷史都會在同一瞬間集合到你眼簾中,多麼神奇。(昨天10月25日新聞就報導天文學家發現了距我們110億光年的星系)

 

好了不要扯得太遠,讓我們回來相對論。其實牛頓對光的研究也提供了相當的貢獻,由1670年到1672年間他研究了光的折射,發現稜鏡可以將白光發散為彩色光譜,而透鏡和第二個稜鏡可以將彩色光譜重組為白光,並在1675年著作了《解釋光屬性的假說》一書。但另一方面,牛頓在書中再三假定了以太的存在,認為粒子間力的傳遞是透過以太進行的。後來1704年更將研究裝合著成《光學》一書,其中他再詳述了光的粒子理論,他認為光是由非常微小的微粒組成的,而普通物質是由較粗微粒組成。

 

到了19世紀的時候,物理學家們意識到光比較偏向以波的方式來傳播,跟聲波和水波的特性相似,科學家們仍然普遍選擇相信牛頓假設的以太為光的傳播介質之說。按照當時的猜想,以太充滿整個宇宙無所不在,沒有質量,絕對靜止,光可在其中傳播。於是邁克森莫里1887年合作制作出一個儀器來測量以太,想要得到證明。但是觀察結果不但未能證實以太的存在,反而意外證明了光的運動速度是不變的,而且不受光源本身的運動所影響。例如移動中的汽車和停著的汽車所發出的光的行進速度是一樣的,而且向每一個方向都一樣。和日常「速度相加」的常理特性不同。在這個實驗之前愛因斯坦也曾經嚐試做過抽空玻璃瓶裏所有空氣的實驗,企圖透過觀察光能否通過沒有空氣和以太的真空玻璃瓶,想證明以太存在與否,最後因玻璃瓶抵受不了壓力爆破而實驗失敗告終。無論如何,直到今天以太還是沒有被證實,但總而言之光速不變的研究結果就對愛因斯坦成就出相對論有著關鍵的影響。

 

由於愛因斯坦對光抱有濃烈的興趣以至他經常在想如果自己能乘上光速快車遠行的話,看到的環境會變成什麼樣子呢?總於有一次,他在下班乘車的時候得到了啟發。當車離開車站時他看到車站上的大鐘是下午6點,他想像,假如車以光速開走,他看到的大鐘會變成什麼樣的呢?當車以光速離開,那麼6點以後的光就趕不上他了,因此6點以後的影像不能傳遞到他眼中。對於他來說大鐘的時間就在6點停頓了,但是車內的鐘還是照常的走。從另一個觀點看,如果車站上有一個站長也是在看著愛因斯坦頭頂的掛鐘的話,那麼他看見愛因斯坦的時間也是一樣的停頓了在6點,因為6點以後已經沒有光能追上光速快車並折射傳回到站上了,而車站上的大鐘同樣沒有停下來仍是照常的走。

 

如果車比光速慢一點的話,則站上大鐘的光可趕上他,但是會遲一點。因光要花多點時間才能趕上他,從車上看到的大鐘的時間就會好像電影裏的慢動作一樣走得很慢,但車內的鐘還是照常的走。相對地,站長看到愛因斯坦頭頂的時鐘同樣也是慢動作地走,但車站的大鐘仍是照常的走。

(上述這兩段是引述自宓正的「愛因斯坦及其相對論」一書,因為這一段描述的非常之好,讓人較容易明白。)

 

經過這事以後愛因斯坦想通了,他認為光是所有已知事物之中行進速度最快的,而且光的移動速度是不變的。對於相對運動中的人來說,時間會變慢。1905年他發表了他的其中一篇論文《移動中物質的電子學》,裏面解釋了光的速度是一定不改變的。他也指出以太的想法完全沒有必要,只要願意放棄絕對時間的概念即可,還導出了一些新的公式。是普朗克最先稱愛因斯坦的理論為相對論,而「光速不變原理」就是相對論裏的基礎公設。

 

為什麼愛因斯坦說以太的想法沒有必要呢!? ......因為上面曾經解釋過以太和絕對空間是一脈相承的,兩者都只是一個靜止的宇宙背景,都是沒有質量且絕對靜止的。或者科學家們太信奉權威的牛頓以致頭腦不醒想不清楚,試問沒有質量的以太怎麼可能會對有質量物體的運動構成任何影響呢!? 既然沒有影響那麼義意何在!? 又如果真的有影響的話以太就不可能靜止不動了,對嗎?所以愛因斯坦說以太的想法沒有必要的意思其實就是指出人們還未能完完全全地放棄絕對空間的想法。

 

不過故勿論如何,我反倒認為牛頓假設光是相對於以太行進這一點其原則上並沒有錯,而且「光在真空中移動速度不變」的測驗結果就是最好的證明。試想像真空狀態下的太空就是一個固定不變的空間背景而光波可以在這個固定背景中定速航進。對嗎!? 現在反而是物質不可能被確定常處於空間中的那一個位置或者到底移動了多少,反正肯定就不是固定不動的。所以絕對空間也好,以太也好,根本不是對與錯或有沒有的問題而是不可能被確定,不能確定就等如沒有必要,所以愛因斯坦認為現在是時候要徹底地放棄絕對空間的想法了,因為將焦點放在速度不變的光波上將會得到更為準確的計算結果。

  

那為什麼我們也要放棄絕對時間呢!? 全因為(速度=距離 / 時間)這條公式。在相對論的概念下所有訊息都依賴光來傳遞,如果沒有光我們就不能知道遠方的星體是什麼模樣正在做著什麼,甚至存不存在。是光將整個宇宙的訊息連接起來,而且光是已知事物中行進最快且速度不變的,所以相對論利用不變的光速來測量和計算任何事物的距離。亦之所以光速在上述公式中是一個固定不變的常數。現在速度代入為常數光速 c,而距離是空間的長度單位所以代表空間,如果空間非絕對則距離就不能被確認,在這樣的情況下時間也變成不能被確定了。這條公式就是表示出只有在空間被認為是絕對的場合下時間才可以是絕對的。相反,現在空間不絕對了時間也會跟著一起共同進退。

 

所以霍金的書中說「相對論終結絕對時間的概念了」其實並不完全正確。事實上我認為應該是相對論同時把「絕對空間」和「絕對時間」都終結了才對,取而代之的是「絕對光速」

 

現在已經知道宇宙中所有星體都是在進行著自由運動的,其位置不可能被固定座標標示出來,所以星體與星體之間的距離永遠都不能夠被準確地定義。同時我們也知道宇宙間唯一不變的就是光行進的速度,所以只要得知某星體的光用了多少的時間來到地球就可以計算出那一個時刻它與地球的距離。當然,當地球接收到光線的一刻,該星體其實已經運動到其他位置了。反過來想,那一束光線從該星體發出的一刻,地球其實還未到達接收到該光束的位置。現實中該星體是連續地在發光和地球是連續地接收到它的光的,兩者都是不停歇的在運動中,所以兩個星體間可以被形容為在相對運動。事實上我們可以想像世上所有的人和事都是在進行著相對運動的。

 

用月球相對於地球的運動來據體說明。如果我們想要測量月球和地球之間的距離可以從地球發射一束光波去月球,以接收到反彈的時間除以二就是結果。要知道當光到達月球的一刻地球已經不在原來發射光波的位置了,再等到光波彈回接收的時間地球和月亮都已經又移動到另一個位置了。所以每個觀察者每一次做相同的測試都不一定得到相同的答案。只要每人都對光速有相同的共識,那麼每個人都擁有自己的時間,沒有那一個會比其他人更準確。這是為什麼愛因斯坦會說每個在相對運動中的事物都擁有自己的時間。

 

由於牛頓創建的運動理論裏缺乏了光的因素,所以只適用於一些有相同參考系的運動中,如地球系統內。但愛因斯坦的相對論就可以應用於宇宙間凡是有光波能到達的地方。因此,固定的三維的絕對空間且與一維的絕對時間各自獨立的空間背景就顯得有不足之處和局限,所以必需要再設計出一套用來描述相對運動中事物的空間背景,就是由時間與三維空間相結合而成的「四維時空」。

 

舉一個火車的例子來說明「空間與時間各自獨立的牛頓理論」和「四維時空的愛因斯坦理論」的分別。同一個事件以牛頓的說法是:「在三維空間中,火車從A點行進到B點,所用的時間是T。」通常是第三身的,而愛因斯坦的說法是:「火車處於空間中某一點的某個時刻稱為A點,經過T時間後火車行進到時空中的B點。」可以是第一身的。

 

於某個時刻發生在空間中某一點的事情可以稱為一件「事件」,事件是一個泛稱。每一個事件都擁有屬於自己且固定於自己的時空背景,而每一個時空背景和其他的時空背景都是透過光來連接的。現在可以把你的個人流動電腦想像成是事件,每一個人的電腦都已經連接到被光纖貫通世界的互聯網來互相連繫。當你和地球背面的朋友聯絡時自然不及本區的朋友快,對嗎? 因為即使光再快也好也是需要時間來傳遞信息的。好了!你又可以想像當你一邊在通訊一邊在高速移動時,你的電腦不是慢了嗎? 哈! 時空概念就是這麼簡單!! 一點也不繁雜。

 

「總括來說,時空就是相對論中用來形容某事件連續動態的空間背景。」

 

 

廣意相對論 ﹣

 

因為狹意相對論和牛頓的重力理論有不相容之處,所以在1908年到1914年間愛因斯坦屢次証圖尋找與相對論一致的重力理論,但是都沒有成功。直到1915年,他終於成功將牛頓的重力理論包含在相對論的框架中而提出了今天所稱的「廣義相對論」,其核心是「愛因斯坦重力場方程式」。前一時期的理論被稱為「狹意相對論」以便區分。廣義相對論中表示,時空會因為質量與能量分佈(重力)而產生彎曲,物體在彎曲的時空中是依循最短的路徑作慣性運動。所以在三維的空間中看似是在走彎的路線如地球的測地線。套用約翰.惠勒的解釋是:「時空告訴物體如何運動,物體告訴時空如何彎曲。」

 

狹意相對論的簡介到此為止有興趣進一步了解相對論的朋友請自行查找資料

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本來想一氣呵成完成的文章寫到這裏發現已經很長了,所以臨時決定將本文分開上下兩篇,下一篇會先盡簡地說說廣義相對論再正式開始討論因相對論而引起的謬誤

 

*(第一次修改,編輯於12/12/2013)

*(第二次少量用詞修正,編輯於9/1/2014)

( 知識學習科學百科 )
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引用
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 引用者清單(1)  
2014/10/01 14:41 【udn】 這有其他產品!電子 時鐘 動作 大陸比價