让我们用穿越时空,邀请爱因斯坦先生一起乘坐亚光速火箭。 首先火箭低速经过大阳系,从低速的火箭看:圆形地球,圆形大阳,还有圆形的地球公转轨道也是圆形的。
然后火箭以亚光速经过大阳系: 爱因斯坦说:运动物体有三个变化,一是时间变慢,二是空间变短, 三是质量增加。绝对静止不存在,只有相对运动和静止。 所以从地球上看,是火箭在运动,火箭的时间变慢,空间变短,质量增加。从火箭上看,是地球,整个大阳系都在运动。
现在从火箭上看太阳系是这样的: 以太论者:爱因斯坦先生,根据你的理论,我们从亚光速火箭看到的大阳系空间变短了,地球的形状,太阳的形状,地球的公转轨道都从圆形变成椭圆形了,是这样的吗? 爱因斯坦:对,是这样的。 以太论者:空间距离变短会产生很多物理上的影响。比如,引力的大小。热量辐射的强度也将发生变化,如果火箭的速度够快的话,地球会因为离太阳太近而被烤焦。这似乎有点脱离实际了。
爱因斯坦:参考系太多,在不同的运动参考系下观测,太阳系有着不同的空间尺度。在这样的情况下,物理规律是以本参考系认定的空间尺度为标准。不仅仅是空间尺度,时间,质量所呈现出来的物理意义都是以本参考认定的为准。别的参考系观测到的空间,时间和质量等变化,不存在实质性的物理意义。
以太论者:那么,不同参考系之间认定的空间,时间,质量的不同该如何比较呢?
爱因斯坦:不同参考系之间,不可以直接进行物理实质比较,要比较的话,得回到同一个参考系。
以太论者:你这么解释,我就明白了。就说不同的参考系有着独立的时空,不可以比较。这么一来,历史上所有的悖论都不复存在了。是那些反对者非要把不同参考系之间的物理实质拿出来比较。事实上,现在你所有的支持者都是这么理解的。
爱因斯坦:是的,感谢我的支持者们对我的理论的继承和发展。也是他们在不断地发展和完善相对论。
以太论者:既然不同的参考系有着独立的时空,不可以比较。那你为什么要提出来运动参考系相对静止参考系存在空间变短,时间变慢。这个比较又是你提出来的。你完全不用提“空间变短,时间变慢”这个说法。按照你的说法,比较并不存在。
爱因斯坦:空间变短,时间变慢的说法,是为了解释迈克尔逊-莫雷实验,满足不同参考系嵌套时对光速不变的数学解释。
以太论者:空间变短,时间变慢,你说这样的变化没有物理意义,在解释光速不变的时候,就有物理意义了?
爱因斯坦:。。。。。。。。。
以太论者:你不觉得,以这样的方式维护光速不变,让物理变得很复杂了吗?你为什么非要坚持光速不变呢?
爱因斯坦:那个年代,科学家们在一直尝试寻找以太。无数个寻找以太的实验都失败了。在我少年时代,光速不变的说法就已经被提出来了(1895年洛仑兹首先提出光速不变)。所以我坚信,光速不变。
以太论者:你不觉得只要我们放弃光速不变,我们就可以重新回来简单的物理世界中吗?
爱因斯坦:是的,承认以太,是可以回来简单的物理世界。光就变成了以太波,同样的光波在地球上不同方向波长不同,不再是粒子。那么光电效应又该怎么解释呢?
以太论者:如果我用波动假说解释了光电效应,你可以接受光速可变,以太假说吗?
爱因斯坦:好。 |