相對(duì)論它變革了我們空間和時(shí)間的觀念霎挟。
在牛頓理論中喉恋,如果有一光脈沖從一處發(fā)到另一處悄但,由于時(shí)間是絕對(duì)的棠隐,不同的觀測(cè)者對(duì)這個(gè)行程所花的時(shí)間不會(huì)有異議,但是空間不是絕對(duì)的檐嚣,他們?cè)诠庑羞M(jìn)的距離上不會(huì)總?cè)〉靡恢碌囊庖?jiàn)助泽。
由于光速正是它行進(jìn)過(guò)的距離除以花費(fèi)的時(shí)間,不同的觀察者就測(cè)量到不同的光速嚎京。
在相對(duì)論中嗡贺,所有的觀察者必須在光以多快速度行進(jìn)上取得一致意見(jiàn)。然而鞍帝,在光行進(jìn)過(guò)多遠(yuǎn)的距離上诫睬,他們?nèi)匀徊荒苋〉靡恢乱庖?jiàn)。因此帕涌,現(xiàn)在他們對(duì)光要花費(fèi)多少時(shí)間上應(yīng)該也不會(huì)取得一致意見(jiàn)摄凡。
花費(fèi)的時(shí)間正是用光速(這一點(diǎn)他們一致)去除光行進(jìn)過(guò)的距離(對(duì)這一點(diǎn)他們意見(jiàn)不一致)续徽。
換言之,相對(duì)論終結(jié)了絕對(duì)時(shí)間的觀念亲澡!看來(lái)每個(gè)觀察者都一定有他自己的時(shí)間測(cè)度钦扭,這是用他自己所攜帶的鐘記錄的,而不同觀察者攜帶的同樣的鐘的讀數(shù)不必一致床绪。
時(shí)間用垂直坐標(biāo)測(cè)量客情,離開(kāi)觀察者的距離用水平坐標(biāo)測(cè)量。觀察者在空間和時(shí)間里的路徑用左邊的垂線表示癞己。到事件去和從事件來(lái)的光線的路徑用對(duì)角線表示
每個(gè)觀察者都可以利用雷達(dá)發(fā)出光或射電波脈沖來(lái)說(shuō)明一個(gè)事件在何處何時(shí)發(fā)生膀斋。一部分脈沖在事件反射回來(lái)后,觀察者可在他接收到回波時(shí)測(cè)量時(shí)間末秃。
事件的時(shí)間可認(rèn)為是脈沖被發(fā)出和反射被接收的兩個(gè)時(shí)刻的中點(diǎn):而事件的距離可取這來(lái)回行程時(shí)間的一半乘以光速(在這個(gè)意義上概页,一個(gè)事件是發(fā)生在空間的單獨(dú)一點(diǎn)以及指定時(shí)間的一點(diǎn)的某件事)。
利用這個(gè)练慕,作相互運(yùn)動(dòng)的觀察者對(duì)同一事件可賦予不同的時(shí)間和位置惰匙。沒(méi)有一個(gè)特別的觀察者的測(cè)量比其他人的更正確,但是這些測(cè)量都是相關(guān)的铃将。只要一個(gè)觀察者知道他人的相對(duì)速度项鬼,就能準(zhǔn)確算出他人會(huì)賦予同一事件的時(shí)間和位置。
現(xiàn)在我們正是用這種方法來(lái)準(zhǔn)確地測(cè)量距離劲阎,因?yàn)槲覀兛梢园褧r(shí)間比長(zhǎng)度測(cè)量得更為準(zhǔn)確绘盟。
實(shí)際上,米是被定義為光在以銫原子鐘測(cè)量的0.000000003335640952秒內(nèi)行進(jìn)的距離(取這個(gè)特別數(shù)字的原因是悯仙,它對(duì)應(yīng)于歷史上的米的定義——按照保存在巴黎的特定鉑棒上的兩個(gè)刻度之間的距離)龄毡。
同樣地,我們可以用叫作光秒的更方便的新長(zhǎng)度單位锡垄,這就是簡(jiǎn)單地定義為光在1秒中行進(jìn)的距離沦零。
現(xiàn)在,我們?cè)谙鄬?duì)論中按照時(shí)間和光速來(lái)定義距離货岭,從而自然而然地路操,每個(gè)觀察者都測(cè)量出光具有同樣的速度(按照定義為每0.000000003335640952秒之1米)。
來(lái)源:霍金《時(shí)間簡(jiǎn)史》第2章