牛顿的创造的经典物理世界总是让人沉浸其中,这不仅是因为它能以精准的语言描述那些自然现象,更是由于数学的精度在其中紧密相连。例如你用力去推一个木箱,随着你的力气增大,木箱也会开始加速;使劲握住一个网球,你也会感到挤压感慢慢的强烈。牛顿的经典力学就是这样,它把这些看起来很熟悉的事情解释的清晰且透彻,任何人都能从中感受到经典力学所带来的魅力。
时间和空间
两大问题
但问题随之而来,物理学家开尔文在1900年提出了两大问题:一个与光的运动性质有关,另一个与物体被加热时的辐射有关。虽然这是两个细枝末节的问题,很快就被科学家解决。但后来的10年里,一切都改变了,每个解决的问题都要改写最基本的自然定律,这里就包括牛顿提出的时间和空间观点。
其中,爱因斯坦揭开了光的运动性质的谜团。牛顿曾说过,时间的存在和流逝与外界的任何事物无关。换句话说,牛顿认为时间概念可以用在任何地点以及任何时刻,每个人对时间的测量结果都是一样的。爱因斯坦却不这么认为,他提出,每个人对时间的感受都是相对的。
相对的例子
针对爱因斯坦的观点,你一定听过一个例子:一对双胞胎姐妹俩,姐姐自出生就被送去太空旅行,而妹妹则待在地球。80年后姐姐归来,发现自己的妹妹已经是个白发苍苍的老者,而姐姐竟只感觉度过了20年的岁月。
还有一个基于现实的例子,甲和乙把手表调到同一时间,然后甲坐上飞机开始环球旅行,而乙则待在原地。当甲乙再次相遇时,甲的手表竟比乙的快了0.0001秒。所以根据这两个例子,我们可以从中认识到:
每个人都有一个自己的时钟,对于时间的流逝,每个人都有自己的认知。
总而言之,爱因斯坦提出:时间和空间并不像牛顿说的具有绝对性,两者实际上以一种与日常经验相反的形式联系在一起。在爱因斯坦的理论中,时间和空间远非牛顿所想的那样。虽然经典力学在数学上看起来与我们认知的世界是吻合的,但在时间和空间的领域里,爱因斯坦告诉我们:牛顿错了!