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追光实验:如果你能追上一束光会怎样 时间会倒流吗?

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发表于 2016-8-6 12:42:57 | 显示全部楼层 |阅读模式
“追光实验”是一场著名的思想实验,它源于爱因斯坦在16岁时问的一个简单问题:如果你能赶上一束光的话,它看起来会像什么样子呢?你会看见一条条静止不动的波纹吗?这个问题促使爱因斯坦用50年的生命历程来探索空间和时间的奥秘。

我们知道,当一列火车与一辆汽车同时向同一方向前进时,它们的相对速度就是它们自身速度的差。假设火车的时速为100公里,汽车的时速为90公里,火车对汽车的相对时速就是10公里,也就是说,坐在汽车里的人看到火车的时速是10公里。如果它们的时速同为100公里,则坐在汽车里的人看到火车是静止的。

但是爱因斯坦发现,光不存在相对速度,光速永远为C(30万公里/秒)。即使我们能以30万公里/秒的速度与光并行(当然,这几乎是不可能的,因为一个物体若以光速前进,它的静止质量必须为零)。我们测量到的光速依然是30万公里/秒,因此,我们永远不可能看到静止的光波。
这是为什么呢?原来,当我们行进的越快,我们的时间就会变得越慢,而且尺子也收缩得越短,甚至我们的思维速度也在同步变慢,从而正好使我们无论何时测量光速所得的结果总是相同的。
这就是爱因斯坦的狭义相对论原理:光速永恒不变,时间与空间具有相对效应。
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阿尔伯特‧爱因斯坦(Albert Einstein),现代科学最伟大的科学家之一,提出的“相对论”物理理论不仅改变科技界的时空观,甚至影响了二十世纪的人类的宇宙哲学观。
爱因斯坦使用的思想实验方法不是现代实证科学的所谓“观察、假设、实验”。爱因斯坦曾说:“在原则上,试图单靠可观察量来建立理论,那是完全错误的。”
爱因斯坦所做的和实证科学的要求不同。因此,一百多年前当他提出相对论时,遭到几乎整个科技界的嘲笑和排斥。然而,爱因斯坦思想的巨大现实意义是用非实证方法得到的理论也是可以描述这个宇宙的。



追光实验


因斯坦著名的“追光实验”是在他思想中、而不是实验室。

据《商业内幕》近日报导,爱因斯坦所做的思想实验如著名的“追光实验”,是在他的思想之中,而不是在实验室。

爱因斯坦在16岁时,开始思考如果追逐空间中的一束光,会有什么结果。爱因斯坦推断,如果能追上光,就意味着空间中的光像冻结了一样。但是,光不会被冻结。因此,光的速度不会慢下来,仍然以光速运动。那么,即使追上了光线,观察者也会发现光速不变,出现变化的是其它东西,如时间。

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爱因斯坦的“追光实验”成为他的狭义相对论基础。

火车实验——时空可变

如果一个人站在火车上,而他的朋友在地面,一束光线照射在火车的头尾,他的朋友会同时看到亮光。但是,那个在火车上的人却感觉火车前进的方向早出现光亮。
爱因斯坦相信,火车里或地面所见的不同说明时空是相对的、是可以变化的,这个实验也为建立狭义相对论打下基础。

黑箱实验

爱因斯坦想像,空间中漂浮一个黑色的箱子,一个人站在其中,因为他看不到外面的情况,所以只能通过箱子内部的运动变化推断外界。
突然,这个人下落到箱子的一边,那么怎样判断是箱子自身原因还是外界造成的?爱因斯坦认为,不论怎样原因,表现的结果相同,所以在考虑时空可变的条件下,物体产生重量的原因可以解释为空间变化造成重量现象。这种逻辑后来被爱因斯坦用于形成广义相对论。
今年6月,激光干涉引力波天文台(LIGO)观测的时空弯曲效应(即爱因斯坦预测的引力波)再次说明,他在1916年发表描述时空可变的广义相对论是正确的。
但是,人们似乎只关注他的思想成就,而忽视他产生可以改变科学和哲学观的思想过程。爱因斯坦思想的巨大现实意义是突破实证科学框框、用非实证方法得到的理论也是可以描述这个宇宙的。


发表于 2016-8-9 16:03:05 | 显示全部楼层
谢谢楼主!学习了!!!
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