从剑桥留学生到物理学之神 第90章

作者:虚空圣堂

  第一个出场的是劳厄,在真实历史上,劳厄后来是爱因斯坦一生的挚友,两人常常一起交流学术。

  “爱因斯坦,你好。”

  “我的问题是,既然相对论的前提是物体必须在惯性参考系中才有效。”

  “那么,如果一个物体带着加速度在运动,相对论该如何处理。”

  “总不能它只是一种需要严格限制的理论吧。”

  问题一出,并没有引起想象中的骚动。

  显然,这属于一个基本的质疑,非常适合劳厄这样的小卡拉米提出。

  在场的物理学者和物理学家们几乎都能想到。

  爱因斯坦仔细听完问题后,笑着说道:“非常感谢你的提问,劳厄,这是一个非常好的问题。”

  “牛顿运动定律成立的前提也是惯性系。”

  “但是在处理加速运动的物体时,牛顿运动定律仍然适用。”

  “同理,虽然相对论的基础是惯性系,但并不意味着它不能处理非惯性系的运动。”

  “如果物体在惯性系里做变速运动,我们可以利用微积分的思想去解决。”

  “那就是建立多个瞬时性的惯性系,然后对所有过程进行积分运算。”

  “这样,就可以用相对论去描述变速了。”

  说吧,爱因斯坦直接开算。

  立刻演算LQW变换,其中对于速度的变化的积分,让在场的人看的眼花缭乱。

  所有人心中都赞叹,台上那个年轻人数学功底非常深厚。

  很快,一个漂亮的结果就展现在众人眼前。

  相对论完全可以处理非惯性系的问题。

  劳厄也被那简洁优美的证明过程折服,他首先鼓掌表示赞同。

  紧接着,会场内响起不大不小的掌声。

  显然,一个小小的惯性系问题,还不足以让物理大佬们动容。

  这时,又有一个年轻人提问,李奇维朝他看去,原来是玻恩。

  在上次的青年学者交流会上,这个年轻人给众人留下了非常深刻的印象。

  他的眼光犀利,角度刁钻,思维跳跃,是个不折不扣的天才。

  果然,玻恩提出一个尖锐的问题:

  “爱因斯坦,你好,我的问题需要做一个思想实验。”

  “假设有两架一模一样的火车A和B,以接近光速运动。”

  “他们分别在上下两个平行轨道上,A在上,B在下,相向而行,速度相同。”

  “我们做一个规定。”

  “事件1表示A火车车头和B火车车尾相遇。”

  “事件2表示B火车车头和A火车车尾相遇。”

  “如果我们站在静止的地面上看,事件1和事件2应该是同时发生的。”

  “但是,根据相对论的计算,A火车上的人,由于B火车的运动,就会观察到B火车变短。”

  “这是伱所推导的尺缩效应导致的。”

  “所以,对于A火车上的人而言,事件1先发生,事件2后发生。”

  “但是同理,对于B火车上的人而言,则变成,事件2先发生,事件1后发生。”

  “这难道不是一种矛盾吗?明明事件1和2应该是同时发生才对。”

  “请问相对论如何解释这个问题?”

  哗!

  玻恩的问题提完后,在场的人纷纷侧目,看向这个牛皮的年轻人。

  不少人连问题都没有听明白,什么1和2,A和B,但是依然不明觉厉。

  就连物理大佬们,也忍不住观察对方,提问的年轻人不简单!

  这个思想实验非常有意思,本质上还是参考系之间的问题。

  但是通过逻辑思考后,就能发现相对论和逻辑违背的地方。

  厉害!

  所有人都在心中给玻恩评价道。

  如今的玻恩,物理学习之余,最喜欢的就是逻辑和数学。

  因此他才能以极具洞察力的想法,找到所谓相对论的漏洞。

  爱因斯坦也是十分佩服玻恩,心道天下英雄当真如过江之卿,快哉快哉!

  他快速地根据玻恩的问题,在屏幕上画出示意图。

  果然,当示意图出来后,所有人都理解了这个问题。

  然后就发现,玻恩你他娘的还真是个天才。

  这个问题好像确实非常矛盾。

  明明是同一件事,怎么不同的人观察,就会产生不同的先后顺序呢?

  于是,场内众人不由得看向爱因斯坦。

  他们想知道,那个年轻人该如何解释这个问题。

  而台上,爱因斯坦则微微一笑,仿佛一切尽在掌握之中。

  大家有会玻恩这个问题的吗

第120章 解释一:光锥之内皆命运!

  面对玻恩犀利的提问,爱因斯坦淡淡一笑。

  还好他早有准备,几个月前就听从李奇维的话,仔细研究相对论可能被质疑的角度。

  只要预判了提问者的预判,就能一切尽在掌握之中。

  恰巧,玻恩的问题就在预判范围之内。

  于是,他环顾众人,脸上洋溢着自信的笑容,说道:“非常感谢你的提问,玻恩,这是一个非常好的问题。”

  “这个思想实验的核心,其实就是【同时】概念。”

  “在牛顿力学的体系里,所有参考系共用一个时间,时间是绝对的。”

  “即:只要在某个参考系里事件X先于事件Y发生,那么在所有参考系里,事件X都是先于事件Y发生的。”

  “这确实也符合我们的生活经验和日常现象。”

  “但是,相对论并不这样认为。”

  “在相对时空观内,【同时】这个概念本身也是相对的,是基于参考系而言的。”

  “不同的参考系,情况不同。”

  “发生在你身上的一秒钟,对于别人来说并不是一秒。”

  “为了更形象地解释AB火车的相遇,我在这里引入【光锥】的概念。”

  说着,爱因斯坦开始画示意图,并同步解说。

  “我们可以基于事件1建立一个坐标系,横坐标代表空间,纵坐标代表时间。”

  “由于随着时间的流逝,火车经过的空间越来越长。”

  “所以就会出现锥形的范围图。”说着,他在坐标系上标出锥形的大小。

  “则事件1的下方是过去光锥,它的上方是未来光锥。”

  “过去光锥是指:对现在事件有影响的过去事件。”

  “未来光锥是指:现在事件对未来事件的影响。”

  “此时,画出事件2在坐标系中的时空位置。”

  “可以显然地看到,事件2位于未来光锥内。”

  “因此,事件1会对事件2产生影响。”

  “而只有发生在过去光锥之内的事件,才会对事件1产生影响。”

  “在过去光锥之外的事件,由于光速的限制,无法对事件1产生影响。”

  “同理,若以事件2为中心画坐标系,则事件2会对事件1产生影响。”

  “所以,对于地面上的人、A火车上的人、B火车上的人,这三个不同参考系而言,光锥分布是不一样的。”

  “因此,在三人的光锥视角内,事件的先后顺序也就不一样。”

  “换句话说,光锥之内皆命运,光锥之外是虚无。”

  “希望我的回答能解决你的问题。”

  静!

  寂静!

  死一般的寂静!

  会场内顿时鸦雀无声。

  无数人被震惊的合不拢嘴。

  脑门上甚至都冒出各种奇形怪状的符号。

  除了少数人外,绝大多数人就跟听天书一样。

  其实爱因斯坦的示意图并不复杂,数学推导也不高深。

  但是这种违背直觉,违背日常经验的结论,还是让人难以置信。

  就连物理学者们,也只是大概明白了逻辑。

  尤其是光锥的概念,让他们绞尽脑汁。

  这个想法实在太天才、太大胆、太魔幻了!

  物理学从都是对客观事实的描述,今天他们竟然发现,相对论竟然还涉及到命运。

  这让人仿佛回到中世纪一般。

  物理学什么时候,要变成玄学了?

  可是他们却找不出反驳的理由,因为如果接受了时空相对的观点,确实就会得出这个结论。

  普通物理学家们更好一点,只要摒弃牛顿的时空观,理解起来确实没问题。

  相对论的推导也符合逻辑。

  虽然难以接受,但这就是事实。

  至于资深物理学家们,则完全理解了爱因斯坦的逻辑。

  他们发现,这样解释,相对论确实没有问题。

  可是,越没问题,他们的心里就越接受不了。

  很矛盾。

  这时,玻恩鹰隼一般的眼睛,盯着爱因斯坦的示意图,脸上全是敬佩。

  他觉得对方绝对是超级天才,而非传闻那样,运气好结识李奇维,才能发表相对论。

  凭借这种极致的理解,对方的物理直觉和实力深不可测。

  接着,现场响起了雷鸣般的掌声。