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速度是什么? 人,或者动物似乎生来就具备追求高速度的欲望。在自然界,跑的快意味着捕食到好的猎物,摆脱掉凶猛的天敌. 奔跑改变命运是很多电影中都会涉及的。 物理学中的速度是什么呢?速度超过光速是否会引起时光倒流呢? 公式计算告诉我们,速度超过光速会引起时间倒流,但是,让我们得到这个公式的理论同时告诉我们,速度是不可能超过光速的,这个理论就是爱因斯坦的相对论,确切的说是狭义相对论. 狭义相对论的很多结论直接说出来,用文字语言描述是不确切的,也让人难以置信,因此有很多误解,而可以精确表达这个理论的数学语言对很多人来说又太过艰深.我来用文字语言做个尝试,告诉大家速度是什么. 狭义相对论是物理学的革命,为何能说革命,是因为它动了物理学的根.物理学是什么?定义很多,但是最根本的是,物理学是人类时空观的表达,是研究时间与空间本质的科学。相对论改变了什么?改变的就是最基本的概念,时间和空间。长度不是你想象的长度,"时间段"不再是你通常理解的"时间段",而时间和空间这两个概念也不再是基本的概念,也就是说,并非任何情况下我们的宇宙都有空间和时间. 爱因斯坦告诉了我们,相对性原理是多么的重要。什么是相对性原理?它绝不是你想的那个文字上的相对,而是一种对称性原理,相对这个概念类似的概念不是相关,而是“镜象”。相对性原理就是:物理的真实在参考系变换操作下保持不变。再通俗一点说就是:真理不会因人而异。我猜测你还是没有理解,这个原理要说的是,无论是谁去看,如果是真实的东西,就应该看起来一样!无论是你,我,他,如果我们看到的是真实的东西,那么我们看到的东西看起来一定是一模一样,分毫不差的! 如果我们看到的东西不一样,那么,你看到的不是物理的真实! 好了,那么我要说说了。我们看到的不一样的东西太多了,都不是真实吗?你说对了,不一样的就不是真实。比如我们通常说的同时性。《无极》中,无欢和光明约定同时放手,这个同时是他们两个看起来同时,如果当时昆仑高速奔跑,由狭义相对论中的公式可以算出,昆仑看到的就不是同时。因此,同时这个说法是相对的,因人而异的,因此不是物理的真实,我们要找到真正的真实,是什么呢?爱因斯坦告诉我们,是时空! “时空”是一个第一手的概念,是最基本的概念,绝对不是时间+空间,当我们去观察“时空”时,我们就对这个“时空”做了3+1维分解。那1维就是时间,是因人而异的,物理语言中是:观察者依赖的。 现在我来说速度。速度是什么? 是位移对时间的一阶导数吗?那是牛顿力学中定义的速度。既然时间,空间不是第一手的概念,不是真实的东西,是观察者依赖的,当然这个速度也是观察者依赖的了。事实上,我们生活中说的速度,是4维速度被观察者做了3+1维分解后的那个3维分量。4维速度才是一个绝对量,是不会因人而异的,而观察者做分解的时候会受到一定的制约,在数学语言的描述中,你可以清晰的看到,无论用什么方法,什么样的观察者,都无法分解出一个速度大小超过300000000米/秒的数值出来。通过数学语言的描述,你可以清晰的发现,当观察者观察一个物体的时候,分解出物体的3维速度不同的时候,这个物体的时间和空间属性也不同,当速度越大,你就发现他时间流的越慢,当速度越大,他的长度就越小。而具体的关系有一个公式描述,但是从物理上看,无论你怎么分解那个4维速度,就是分解不出那一个比300000000还大的数字,而如果速度等于300000000的时候时间是静止的,不流逝的。如果我们抛弃物理限制,纯粹玩游戏,假设速度可以大于300000000米/秒,那么公式显示时间倒流,不过这个时候公式显示的不仅仅是时间倒流,还有空间和时间的分解方式也发生了变化(永远要注意,时间和空间不过是“时空”被观察者分解出来的)!因此,现有的物理理论是不支持时间倒流的。 不过,《无极》是魔幻电影,又有什么不可以发生呢?爱情电影里爱的力量还能让死人复活呢!不过,时间倒流从现在物理学角度来看,大概比死人复活还难(虫洞那套理论除外)。
2005年12月17日 00点12分
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