顛覆傳統的時間和空間概念

1905年，還是瑞士伯爾尼專利局的一小職員的愛因斯坦向德國《物理學紀事》投去一篇論文。這片論文讓大家所接受的科學秩序蕩然無存！

《宇宙的琴絃》的第2章 空間、時間和觀衆的眼睛 主要就是在講愛因斯坦的狹義相對論對空間、時間的概念的重新定義。

雖然，已經過去了一個多世紀，人們也都普遍的知道相對論。但其實人們對空間、時間的概念感覺還停留在牛頓時代、甚至是亞里士多德時代。

亞里士多德認爲時間和空間是絕對的，其實牛頓也是這麼認爲的，只是他提出的定律中隱含着不存在絕對的空間（牛頓告訴我們靜止是相對的，宇宙中沒有絕對的靜止。也就是說不可能給一個物體提供一個絕對的空間位置。）

沒有爭議的是兩人都相信絕對的時間，和我們的常規思維概念一樣，時間相對於空間是完全分離並且獨立的，時間它就在那裡一分一秒地過去。

而愛因斯坦的狹義相對論告訴我們，我們對時空的直接感覺只是一種錯覺，就像15世紀之前大家很難有我們所生活的地球是圓的概念一樣。

16歲的愛因斯坦曾經被一個問題困惑住：“假如我們以光的速度追光，會發生什麼事情？根據牛頓的運動定律，我們可以趕上光波，光波會就像靜止不動地停在那兒。然而，根據麥克斯韋的理論和所有可靠的觀測，根本沒有那樣靜止的光，誰也不曾抓一把光在手中。”

（麥克斯韋成功地把電和磁統一在電磁場的框架下。發現電磁擾動以恆定不變的速度傳播。後來發現那個速度就是光速。麥克斯韋理論還說明，所有的嗲磁波都是典型的逍遙客，他們永不停歇，也永不減緩腳步。也就是說光總是以光速運動的。）

愛因斯坦的狹義相對論之處，相對運動的觀察者將感覺不同的距離和時間。也就是爲我們時長所聽說的，你的運動速度越快，你經歷的時間就越慢（長度也會變短，引起的假想就是當你跑的比光還快就有可能會穿越時間。）

長度的收縮也叫洛倫茲收縮：是運動物體在運動方向的尺寸收縮現象。。

每個人所經歷的空間距離和時間間隔是不同的，相對運動的觀察者不再會看到相同的空間和時間。只是我們不論是速度還是距離本身的單位尺度太小了，所以我們感覺不到它，它的意義在我們的直覺以外。

相對論基礎是：（1）與光的性質有關。（2）相對性原理，運動的概念是相對的。

只有在與其他對象比較時，不受力的運動纔有意義。出現力的作用，它會改變觀察者的速度。常速的運動是相對的，而非常速的運動（加速度）卻不是。一切不受力的運動都是相對的。根本沒有什麼“絕對的”勻速運動，只有比較纔有物理意義。

這段話的意思是，只有以一個物體爲參照時，我們才能說另一個物體以多大的速度遠離或者接近，只說一個物體是在以多大的速度在運動是沒有意義的。

不論什麼物理定律，對所有勻速運動的觀察者來說都是完全相同的。就是說，如果兩個人相對勻速運動，他們各自測試的數據會是完全相同的。

但光速不論以什麼標準爲參考，光速都不變（300000千米/秒）。無論你迎着光跑還是揹着光炮，光速都不變。也就是說光速不能被加速。

和我們的理解完全不一樣。我們小學的時候都做過小明追老奶奶的題，兩人之間的相對速度和兩人本身的速度相關（相對於地面的速度）有關。但光不是這樣的，不管你用什麼樣的速度跑動，光總是以10.8億千米/時的速度向你飛來。

說實話，對這段的理解，我還是有一些疑惑，不知道後面的章節能不能讓我更好的去理解這個概念。

愛因斯坦欣然接受了不變的光速這一點，而是重新思索時間的概念。

他認爲時間就是第四維度，而宇宙間的一切事物總是以一個固定的速度——光速，在“時空”中運動。之所以我們沒有光那樣的速度是因爲我們絕大部分的速度都分解到時間這個維度上了。而光速顯然沒有在時間維度上分解一點速度，光不會變老，在光速下沒有時間的流逝。

一個簡單的例子，假設兩個速度完全相同的汽車同時從起點出發向東邊的終點線跑去，A車直直地向東跑去，B車的駕駛員因爲方向感不太好，偏向東北一點跑去，結果A車比B車早一點點到達了終點線。兩人的速度一樣，爲什麼A車會早到呢？哪是因爲B車的速度分解到了北這個維度了一點，所以它在東這個維度上的速度變小了。

愛因斯坦的天才當然不是隻體現在他超凡絕倫的思維概念，更是他對物理學本身的超強理解力。

幾乎人盡皆知，愛因斯坦有一個強大的方程式E=MC2。

這個方程式解釋核彈的原理，同時也解釋了沒有什麼東西能比光更快。

因爲物體的運動越快，它的能量就越大，根據這個公式，能量越大，它的質量就越大（有點類似於加速度），它的質量越大，把它加速就越困難。當你把一個小小的例子加速道接近光速的時候，你會發現每增加一點，它的質量就越增長的越快，直到無限大。（這個不是一個簡單的邏輯推理，而是是物理學家們算出來的。）

所以沒有什麼東西能比光還跑得快！！