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在日本神话里面有一个有关蒲岛太郎的故事。很多人都说，这个故事中包含了相对论的内容。故事是这样的，在很久之前的日本，有一个叫蒲岛太郎的年轻人，他在海边看见了几个孩子正在欺负一只乌龟，于是就救了它，并把它放回了大海。没想到这只乌龟是生活在龙宫里的，于是就带着蒲岛太郎去参观龙宫，而且还受到了龙宫公主的热情款待。 蒲岛太郎在龙宫好吃、好喝、好玩，简直乐不思蜀，一连呆了好几天，才想起来很久没回家了，家里人会担心的。于是就和公主说自己要回家 。公主不舍得他走，不过还是没办法，只好送了他一个盒子让他带回去。但是又告诉蒲岛太郎，千万不要打开这个盒子。 等蒲岛太郎回到岸上的时候发现，这个世界他已经完全不认识了，因为他在龙宫里呆了几天，在岸上却过了几百年。最后在心神恍惚之下打开了盒子，结果蒲岛太郎一下子也变成了百岁老人的样子了。 我听到这个故事的时候，其实一直没有想明白，为什么公主要送这么一个盒子害蒲岛太郎。当然这并不是重点，关键是故事里面提到了，在龙宫的几天，相当于是在陆地上的几百年。你如果还记得我们第一集讲的，一夜变成百万富翁的方法，那么一定就知道做着宇宙飞船在黑洞周围旅游一圈之后也会有这样的效果。那么，会不会这个所谓的龙宫其实就是一个宇宙飞船呢？蒲岛太郎其实是被外星人带到了宇宙飞船上了。 还有人会说，或许根本就不是爱因斯坦第一个提出相对论的，很久之前的人们就已经有了相对论的思想了。蒲岛太郎的故事不就是证据吗？而且我们很多神话故事里面也会说到天上一天地下一年，这也是很好的证据。如果说蒲岛太郎的故事还只是神话，做不得数。那么在2000多年前，我们国家的春秋时期，大思想家墨子可是也提出了和广义相对论一样的时空观。墨子认为时间和空间是统一的，我们平时说的宇宙二字，这个宇字就代表着空间，宙字代表着时间，宇宙放在一起就是时空。爱因斯坦不也说4维时空吗？在我国2000多年就已经提出来了，爱因斯坦也没有什么了不起的。 墨子 听完之后，你是不是也会这么想呢？然后感叹古代的人真的很厉害。其实仔细想想看的话，这样的事情好像还有很多。比如最早提出原子的是2000多年前的古希腊哲学家德谟克利特；日心说也不是哥白尼先提出来的，也是2000多年前的古希腊哲学家阿里斯塔克斯。或许你开始怀疑，也许很多后来发现的科学知识其实很早之前人们就知道，只不过是之后某个人运气好，他又提出来了一次，就被大多数的人知道，然后就认为他是第一个发现的人。 可真的是这样吗？科学知识难道只需要从脑子里面蹦出了一个想法就可以了吗？哪有这么简单啊。再举个例子吧，大陆漂移学说你应该是知道的。我们的大陆是在慢慢移动着的，每年都会移动一点，而且很久之前所有的大陆都是在一起的，组成了一块超级大陆。 这个理论是怎么发现的呢？是德国一个叫做魏格纳的人，躺在病床上看墙上的世界地图然后就想到了。大家可以看一下下面这个图，这就是一个世界地图。最下面的两块大陆，黄色的南美洲和橙色的非洲，是不是就像是拼图的两块正好可以拼在一起？ 魏格纳正是看到了这一点才会发现大陆的漂移学说，认为大陆曾经是连在一起的。我第一次听到这个故事的时候，还会觉得魏格纳真是好幸运，如果我可以早生一百年，我看着地图也能发现，不就是玩拼图吗？这那里有什么难的啊。可是，我后来明白了，根本就没有那么简单。有一个想法很容易，世界地图很多人都看过，肯定不只是魏格纳才看得出来南美洲和非洲很匹配。真正难的是有了这个想法之后怎么做，你如何能证明这个想法是对的。魏格纳发现这一点之后，很快就把自己的想法公开出来了，但是当时没有人相信。这可不是其他人愚昧和苛刻，而是魏格纳没有证据。 从古至今聪明的人很多，他们会时不时冒出很多的想法，而且看起来还都很靠谱。如果你是裁判，每天要面对成千上万这样的想法，你该如何去判断哪些是对的，哪些是错的呢？肯定是要求这些提出想法的人，让他们自己提供证据，你只需要判断这些证据是不是真的就可以了。如果一个人提出了一个想法，但是不提供证据，即使这个这个想法可能是对的，你也需要拒绝他。毕竟想法太多了，如果提出想法的人自己不提供证据，那么作为裁判的你又怎么能判断得过来呢。 上面提到的蒲岛太郎故事里面的包含的相对论的思想，墨子提出的时空观，德谟克利特的原子论，阿里斯塔克斯的日心说，统统都没有提供证据，也没有提供任何一个可以拿来作为验证的预测。所以人们只能认为，这些想法只是恰巧蒙对了，并不是真正的科学结论。如果你只是提供点子或是想法，那么你只能算是幻想家，只有在你提供想法的同时还提供证据，那样你才是科学家。有的时候，会因为科技还不发达，你还可以先提出一个预测，等待未来验证这个预测是不是准确。如果这个预测被验证了，那么你的想法就是对的，如果没被验证，你的想法就可能就是错的了。爱因斯坦预测引力波就是这样，当时的科技是没有办法发现引力波的，直到了去年，引力波才被科学家发现。 魏格纳 上面提到的魏格纳不是幻想家，而是真正的科学家。他提出了大陆漂移学说，如果只是停步于此的话，那也只能是一个想法。而魏格纳没有，他还踏上了寻找证据的旅途。如果大陆以前曾经是相连的，那么一定有化石、冰层和气候可以留下证据。魏格纳的后半生一直在寻找大陆漂移学说的证据，甚至最后自己还死在了寻找证据的探险旅途上。 爱因斯坦是伟大的科学家，不过他并没有像魏格纳那样冒着生命危险去探险，可是爱因斯坦也并不轻松。在给出能被拿来进行验证的预测之前，他需要先解决很多问题。如果说你提出了一个什么想法，感觉很有道理，但是却和其他科学理论有冲突，那么这个想法都不用拿去验证，基本上就可以知道是错的了。因为科学理论都是经过很像魏格纳那样的科学家验证过的，如果没有什么重大的新证据，根本不可能推翻，所以只能是你的想法错了或者说还不完善。 爱因斯坦在脑袋中思考相对论的时候就面临这样的问题。任何情况下都不会出现超光速，这个想法很诱人，不过却会面临问题，它是和我们已知的情况是矛盾的。如果在一个接近光速的飞船上继续以接近光速的速度向前奔跑，就像是在火车上奔跑一样，两个速度叠加起来那不是应该出现接近2倍的光速吗？这个矛盾如何解决？还有，假设有一个有燃料用之不尽的火箭，它在持续的加速，从静止变得越来越快，总有一天会加速到接近光速的。那么如果继续喷火加速的话，不是就可以达到光速，甚至可以超过光速吗？如果不是的话，那些燃料又到哪里去了呢？ 这两个问题还是和以前的科学理论有冲突的地方，相对论自己还可能和自己有矛盾呢。比如，从地球上发射了一个飞船，速度很快。如果爱因斯坦的相对论是对的话，那么飞船上的人时间会变慢，所以他再次回到地球的时候，地球应该已经过了很久的时间了。可是速度都是相对的，在地球上的人感觉自己是静止的，宇宙飞船的速度很快，所以飞船的时间比地球慢。那么同样地，在飞船上的人也会觉得自己才是静止的，快速运动的其实是地球，这样子地球的时间又应该比飞船慢。飞船上的时间怎么能既比地球的时间慢，又比地球的时间快呢？同样都是用相对论，这里却出现了矛盾，该怎么办呢？ 这就是爱因斯坦面临的困境，如果这些问题不解决掉的话，都不需要去提供证据来证明，就可以判定他的想法是不对的。现在大家应该可以理解，想出一个科学理论有多么困难了吧。那种感觉就像是玩魔方，绞尽脑汁好不容易拼好了一面，结果其他几面却乱了套。我们普通人，甚至是像墨子那样古代的思想家，只能是把魔方拼出一面或者几面，只有严谨地科学家才会照顾到方方面面，最后拼出一个完整的魔法。 下一期节目开始，我们就要开始真正烧脑的内容了。前面几期的内容只是把相对论中最容易理解的现象拿出来给大家讲，这都不是最有挑战最烧脑的部分，也不是相对论真正的核心。下期开始，我们会一起去看看一个伟大想法提出之后，是如何和其他的理论发生矛盾和冲突的，爱因斯坦又是如何解决的。 |
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