相對論⑧︱誰會和你“天涯共此時”趋翻?

海上生明月,天涯共此時浩螺。

情人怨遙夜患蹂,竟夕起相思。

滅燭憐光滿,披衣覺露滋唇辨。

不堪盈手贈嗡贺,還寢夢佳期续徽。

張九齡的一首《望月懷遠》客情,曾經(jīng)撩起多少遷客騷人落寞惆悵的情懷。尤其是“天涯共此時”一句赂苗,質(zhì)樸平淡,渾然天成,放在遍地珠璣的唐詩里,也是不可多得的佳句屯仗。

但是峰弹,如果愛因斯坦看到這首詩旱爆,說不定會輕輕搖著一頭雞窩似的亂發(fā)浩淘,說:Mr.zhang,您的詩寫的真是不錯诡右!不過呢次员,根據(jù)相對論原理,“天涯共此時”這事兒,嚴格來說是不存在的蝇摸。

1|

回到相對論的兩個基本假設(shè):相對性原理和光速不變险毁。

從這兩個前提,可以推導出一個重要結(jié)論:在一個坐標系下看是同時發(fā)生的兩件事橡羞,在另外一個坐標系看就可能不是“同時”的了。

拿物理課上常用的例子說明一下:

假如,有一輛火車正在鐵軌上從左到右高速運動璧诵。在火車上的正中間點,站著一個觀測者,就叫他老萬吧。

老萬在火車中間點這個位置,點亮了一盞燈颗胡。你站在地面上闸迷,也注意到了這盞燈茅信。

現(xiàn)在的問題是:這盞燈的燈光到達火車車頭,和到達火車車尾,這兩個事件崭篡,是“同時”發(fā)生的嗎?

先說老萬滴某。他站在火車中間點,距離車頭和車尾相等女责,而光速是固定的,所以颗祝,在他看來爽待,這兩件事當然是同時發(fā)生的疙筹。

可是幕袱,對于站在地面上的你來說涯捻,情況就不一樣了。光在往車頭和往車尾走的這段時間內(nèi),火車在向右移動我注。

敲黑板剿另,劃重點绕沈!在你觀察的時候锐想,光速是相對于“你”,而不是相對于火車不變乍狐。所以赠摇,在你看來,老萬在火車中間點點亮燈之后浅蚪,光就從那一個點藕帜,以相對于你不變的速度,向車頭和車尾走掘鄙。

結(jié)果可想而知耘戚,因為火車在行進,當左邊的光接觸到車尾的時候操漠,右邊的光還沒有接觸到車頭收津。

所以,在火車上的老萬看來是天經(jīng)地義“同時”的兩個事件浊伙,在地面上的你看來撞秋,是有個先來后到的。

2

米德爾伯里學院的物理學教授理查德·沃夫森嚣鄙,講過一個更直觀的思想實驗:

有兩架完全相同的飛機吻贿,以對于地面同樣大小的速度相向、平行飛行哑子。

我們先做一個規(guī)定:“事件1”舅列,上面飛機的機頭和下面飛機的機尾相遇肌割;“事件2”,下面飛機的機頭和上面飛機的機尾相遇帐要。

那么請問把敞,是事件1先發(fā)生,還是事件2先發(fā)生榨惠?

1. 地面坐標:如果你是站在地面上看奋早,顯然,事件1和事件2是同時發(fā)生的赠橙。

2. 上機坐標:如果你從上面的飛機看耽装,因為下面的飛機相對于你,在做高速運動期揪。根據(jù)相對論掉奄,運動的物體在運動的方向上會變短,你會觀察到凤薛,下面的飛機比你所在的飛機短挥萌。

這就意味著,當上面飛機的機頭遇到下機機尾時枉侧,下面飛機的機頭還沒有遇到上機機尾。

所以狂芋,從上面的飛機觀察榨馁,事件1先發(fā)生,事件2后發(fā)生帜矾。


3. 下機坐標:同理翼虫,如果你是在下面飛機上觀察,就會發(fā)現(xiàn)是事件2先發(fā)生屡萤,事件1后發(fā)生珍剑。

所謂“同時”,是一個相對的概念死陆。你不能脫離坐標系談兩件事是否“同時”發(fā)生招拙。你甚至不能脫離坐標系,談這兩件事是哪個先發(fā)生措译,哪個后發(fā)生别凤!

3

所以你看,當才華橫溢领虹、風度翩翩的張九齡吟詠“天涯共時此”時规哪,詩人認定的“時此時刻”,和他心目中“情人”的“此時此刻”塌衰,不完全是同頻共振的诉稍。

在絕對的意義上蝠嘉,你只能活在*自己的*當下,并沒有人跟你天涯共此時杯巨。

只不過蚤告,相比于光速c,不論是對于詩人和“情人”舔箭,還是對于火車和飛機罩缴,速度都太低了,說“天涯共此時”也沒啥毛病层扶。

不過箫章,如果人類可以做接近光速的運動,而事件的發(fā)生似乎又是可“先”可“后”的镜会,那么類似《逆轉(zhuǎn)未來》的事件檬寂,會不會發(fā)生呢?你可以“回到明朝當王爺”嗎戳表?

(萬維鋼《精英日課》筆記)

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