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第二章 伽利略和牛頓的世界(8)

時(shí)間的形狀:相對(duì)論史話 作者:汪潔


Tom舉手,說(shuō):

“教授,我知道了,假設(shè)A的速度是v,B的速度是u,那么他們的相對(duì)速度w的公式是:

w=v±u

“取加號(hào)還是減號(hào)關(guān)鍵看兩個(gè)速度的方向,如果一致就取減號(hào),否則取加號(hào)?!?/p>

牛頓說(shuō):“非常好。那么,Jerry,你同意Tom的結(jié)論嗎?”

Jerry說(shuō):“我完全同意,教授。我想補(bǔ)充說(shuō)明的是,速度到底是多少,絕對(duì)不能脫離參考系,同樣運(yùn)動(dòng)的物體,在不同的參考系中,速度是完全不一樣的。比如,在我眼里Tom的速度是11米/秒,但是如果從一個(gè)站在太陽(yáng)上的人眼里看來(lái),Tom的速度還得再加上地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的速度?!?/p>

Tom說(shuō):“我再補(bǔ)充一句,當(dāng)我們說(shuō)某某的運(yùn)動(dòng)速度是v的時(shí)候,必須先設(shè)定該速度的參考系,否則就會(huì)失去物理意義。按照這個(gè)道理,速度也不存在絕對(duì)的快慢。當(dāng)我站在船上Jerry站在岸上,在船上飛舞的蒼蠅眼里,Jerry運(yùn)動(dòng)得比我快;反過(guò)來(lái),在岸上飛舞的蒼蠅眼里,我運(yùn)動(dòng)得就比Jerry快?!?/p>

牛頓說(shuō):“說(shuō)得很好,你們兩個(gè)今天果然精神多了,有觀眾和沒(méi)有觀眾真是不一樣啊。但是接下來(lái)我就要問(wèn)你們一個(gè)有深度的問(wèn)題了,請(qǐng)問(wèn),什么東西可以做參考系?”

Tom&Jerry異口同聲地說(shuō):“任何東西都可以做參考系?!?/p>

牛頓說(shuō):“很好,那空間本身是不是也可以做參考系?”

Tom&Jerry:“呃……這個(gè),還真是沒(méi)想過(guò)這么深?yuàn)W的問(wèn)題?!?/p>

牛頓說(shuō):“請(qǐng)你們想象一下,宇宙中充滿了空間,宇宙延伸到哪里,空間就延伸到哪里。這個(gè)巨大的空間本身代表的就是宇宙的母體,處處均勻,永不移動(dòng),所有的東西,天上的星星,地上的螻蟻,我們所居住的地球都在這個(gè)空間中運(yùn)動(dòng)。如果把空間本身看做是一個(gè)參考系,這個(gè)參考系就是一個(gè)‘絕對(duì)空間’,所有物體在這個(gè)參考系中的運(yùn)動(dòng)速度就是一種‘絕對(duì)速度’,他們就可以比較快慢了,我們會(huì)發(fā)現(xiàn),原來(lái)地球的絕對(duì)運(yùn)行速度比太陽(yáng)的絕對(duì)速度要快?!?/p>

Tom說(shuō):“教授,您的這個(gè)思想真是太深刻了,學(xué)生佩服。”

Jerry說(shuō):“可是,我還是有點(diǎn)無(wú)法理解?!?/p>

牛頓說(shuō):“Jerry,在上帝的眼里,我們的宇宙就像一個(gè)巨大的玻璃球,玻璃球中充滿了水,水安安靜靜地待在那里,沒(méi)有一絲一毫的流動(dòng)。太陽(yáng)星辰和我們就像水中的魚兒一樣在里面游動(dòng),魚兒感受不到水的存在,我們也同樣無(wú)法感受到空間中的某樣實(shí)體的存在。親愛(ài)的Jerry,就像水充滿宇宙這個(gè)大玻璃球一樣,我們的宇宙也被一種叫做以太的物質(zhì)充滿,宇宙萬(wàn)物的運(yùn)動(dòng)都相對(duì)于這個(gè)以太有一個(gè)絕對(duì)速度。你能理解了嗎?親愛(ài)的Jerry?!?/p>

Jerry說(shuō):“是的,教授,我理解了。但是,您說(shuō)的這個(gè)以太總是讓我心里有點(diǎn)不安,因?yàn)樗麩o(wú)法被我們所感受到,根據(jù)我們老家?jiàn)W卡姆很流行的一句話來(lái)說(shuō),似乎這樣的東西就跟沒(méi)有是一樣的。教授,您能設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明絕對(duì)空間的存在嗎?”

Tom說(shuō):“我說(shuō)Jerry,你是不是想多了,教授是多么偉大的人,他的思想還能有錯(cuò)嗎?”

牛頓說(shuō):“不,Tom,別這么說(shuō),我可不是胡克(牛頓當(dāng)時(shí)很討厭的一個(gè)物理界的權(quán)威,他發(fā)現(xiàn)了胡克定律,也就是彈性定律,我們中學(xué)都學(xué)過(guò))那個(gè)小矮子,不容得別人質(zhì)疑。我是站在巨人肩膀上的人,當(dāng)然比胡克那個(gè)小矮子看得遠(yuǎn)點(diǎn),哈哈哈!Jerry,你提的問(wèn)題很好,我已經(jīng)想到了一個(gè)思維實(shí)驗(yàn)來(lái)證明絕對(duì)空間的存在?!?/p>


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