前几天看闲书,说到光速不变性。大意是,在任何情况下,光速都严格的按照30万公里每秒的速度传播。这种解释还看不出来神奇的地方,举个例子。假如你有办法让自己加速到29万公里每秒的速度,当你去追赶一束光的时候,你会惊奇的发现,这束光离你而去的速度仍然是30万公里每秒。
在别的书里看到过一种解释,运动会让时间变慢。光速就像一堵墙,任何物体的速度都以光速为极限。按照常理理解,当我们追赶一束光的时候,我们和光的相对速度应该是光速减去我们的速度。但实际不然,当我们运动的时候,我们感受到的时间会变慢,时间的变化刚好抵消相对速度的变化。所以,光速对我们来说永远是一个恒定的值。
这个解释有点难以理解,因为运动都是相对的,在没有任何参照物的时候,如果两个人相互靠近,你无法判断这两个人是谁在运动。更让人发疯的是,两个人都感觉到对方的时间变慢了。反正我看到这里的时候已经彻底晕了。
现在看的这本书里用另一种方式对光速不变进行了解释。
按照书中的理论,空间和时间并不是独立的。假如宇宙真是11维的,一维、二维、三维是我们能够操控的维度,加上第四维时间维,就是我们所能感知到的宇宙的全部。因为我们对时间无能为力,所以把时间独立于空间之外,但爱因斯坦说,事实并非如此。时间和空间是一体的。
三维空间的数学表达是通过坐标系来实现的。中学物理课上学过,一个运动可以在三维空间里进行分解,也就是分解成沿着横轴、纵轴、竖轴的运动。
再进一步,时间也是一个维度,运动有没有可能同时在时间这个维度里发生呢?
对运动进行分解的时候,一定同时在时间这个维度上有一个分量。当运动的方向垂直于时间轴,就说明在时间轴的方向上,运动的分量是零,也就是说,运动只发生在三维空间里面。这时候速度达到最大值,也就是光速。
当然这个光速仅指四维之内的光速。不要忘了,宇宙是11维的,运动应该是在所有的维度都有分量。根据前面的解释,我们知道只要运动在时间轴上的投影为零,这个运动在三维空间里就是光速。
如前所述,现在已知的光速,只是运动在时间轴上的分量全部转移到三维空间里。如果有一个运动在第四维之上的所有维度的投影都是零,也就是说所有其他维度里的运动都转移到三维空间里,光速将达到怎样惊人的程度?
刘慈欣说在降维打击之前,在11维的宇宙里,光速几乎是无限的。我对大刘的仰慕之情简直无法言表。在那个原初而美好的宇宙里,你真的可以把一块凝固的时间当做礼物送给朋友。
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