|
上面我们得出一个了自相矛盾的结论。我们用来将速度从一个参照系转换到另一个参照系的“常识相对论”和爱因斯坦的“光在所有惯性系中速度相同”的假设相抵触。只有在两种情况下爱因斯坦的假设才是正确的：要么距离相对于两个惯性系不同，要么时间相对于两个惯性系不同。 实际上，两者都对。第一种效果被称作“长度收缩”，第二种效果被称作“时间膨胀”。 长度收缩 参照系中运动物体的长度比其静止时的长度要短。 这种收缩并非幻觉，而是经过精确的科学试验证明了的。物体的长度并非看上去短了，它的确短了！然而，它只在其运动方向上收缩，在其它方向保持不变。 时间膨胀 某一参照系中的两个事件，它们发生在不同地点时的时间间隔总比同样两个事件发生在相同地点的时间间隔长。 用一句比较通俗的话来表达就是：运动的钟比静止的钟走得更慢。 时间膨胀并非是个疯狂的想法，它也已经为科学实验所证实。 现在我们知道了，如果老王乘坐的火车能够以光的速度行驶，那么，相对小李来说，老王的时间是静止的，五十年后，当小李已经变成老李的时候，老王依然还是五十年前的模样；如果老王能以超光速的数度前进，对老王来说时光就会倒流…… 真是无比奇妙的狭义相对论。 质量和能量 除了时空概念中的长度收缩和时间膨胀理论之外，相对论还有许多推论，其中最重要的是关于质量和能量的推论。 我们知道在物理学中能量有许多状态。 首先，任何运动的物体都因其自身的运动而具有所谓的动能，动能的大小和物体的运动速度及质量有关。 其次，任何放在高位上的物体都因为存在地球引力而具有势能。一旦支撑该物体的条件消失，它就会由于地球引力而下落，从而获得向下的动能。 第三，我们知道热量也是一种能量，热能本身也可以归结为是一种组成物质的原子和分子的动能。 此外，生活中还有许多其他形式的能量，比如光能和电能。 科学家们在研究中发现，我们之所以能够把上述现象都和能量联系起来的原因是因为在自然界中存在着一个能量守恒的基本定律。这个定律的涵义是：如果我们把宇宙自然中全部的能量都加起来，其总量永远不变。换句话说，能量不会自生或自灭，能量只能通过转换得到或失去，能量能够从一种形态转化为另一种形态。 例如，汽车可以将汽油在引擎的汽缸中燃烧产生的热能转化为能够使汽车运动的动能；电灯泡可以将电能转化为光能。 我们已经知道一个运动着的物体由于其运动而具有能量，这种能量通常被称作动能。而爱因斯坦告诉我们，同样一个物体在其静止不动的时候也具有能量，（这种能量我们姑且称其为静能量），物体静能量的大小依赖于其质量，并可以根据公式E＝mC2给出。 公式中的m是该物体的质量，C是光的速度，为每秒约30万公里。 由于光速是如此之大的一个数，因此任何一个物体所具的通常形态的能量等级根本不能与其自身的静能量相提并论。 爱因斯坦的这一发现揭示了宇宙的一个重大秘密：物质等于能量。 既然物质等于能量，而且是蕴藏着如此巨大的能量，这对我们人类意味着什么呢？ 首先我们不必为此担心，因为日常生活中物体的静能量就是保持“安静”的状态，并不会自动转化成我们可以注意到的其他形式的能量。其次，毕竟人类已经发现并掌握了足够的释放质量能量的知识和技术。爱因斯坦的这一发现不仅为人类和平利用核能，比如建设核电站提供了可能性，同时也打开了核武器这一危害到人类生存命运的潘多拉盒子。那些只有理性而没有理智的西方科学家正是依据爱因斯坦的这一伟大发现制造了可以毁灭整个人类数十次的核武器。 前面所说的物体的静止状态只是相对而言，事实上没有任何一样物体是完全静止不动的，地球上的所有物质都随着地球自传，并围绕着太阳运转，而太阳自身也在宇宙中运动。故而在相对论中，一个物体的动能和静能量的总和也可以用数学公式非常容易地表述如下：E＝mc2γ 在地球上，以物体通常所具有的速度，γ系数大约等于1。因此静、动能量之和近似等于单一的静能量。也就是说，地球上的物体，其静能比动能大得多。只有当物体的运动速度非常接近光速时，γ才比1大很多。所以只有在运算宇宙天体的运动，以及光、电能量的时候，γ才会派上用处，平时几乎可以忽略不计。 一个物体的静能量只与该物体的自身质量有关，而与其运动与否无关。 |
|
|
