爱因斯坦不需要人相信
爱因斯坦是全球公认的人类历史上最伟大的科学家之一。他创立的相对论是理论物理学上最具影响力的成就之一,更是现代物理学的基础。
科学不同于其他事物的主要标志就是它不需要依赖人的信仰,但它却是可重复可验证可回溯再现的客观存在和认知方式。相对论的时空观给人类传统感知带来了革命性颠覆性的变革。
如今,人类通过对宇宙天体和微观粒子的存在状态物理特性等基本属性的观测,已经逐步证实爱因斯坦相对论的正确。但囿于传统感知范畴里的绝对时空观是无法理解相对论的。
爱因斯坦创立狭义相对论是在1905 年,那时他年仅26岁。但相关的理论观念在他十几岁时就一直在思考。
坐车出发时,他看到车站广场上的时钟指向几点。坐在车上,他看到逐渐远离的时钟,也知道那个时钟在车辆行驶的过程中也因计时在持续运转。这时候他就在想,如果所乘车辆持续加速一直加到接近光速甚至达到光速会怎样?
后来他明白了。如果在时钟指向八点时,假设他能以等同于光的速度远离时钟,那就会看到时钟完全静止永远停留在八点的样子。不是时钟真的停止了运转,而是接近光速时间会变慢,达到光速时间会凝滞。这就是钟慢效应。
其实不仅时间,空间也是相对的。时间与空间都是人类描述物质客观存在物理属性的标尺,它不能离开物质而独立存在。这从人类标准计量体系中对时间和长度的标准定义中也可以看得出来。
从思维逻辑上说,狭义相对论中的四维时空概念,有点类似于地球上的经纬线。人们为了统一规范而准确地描述地球上每个地点的位置,假想出了地球表面的经纬线。物理学上的一维时间和三维空间就是描述物质存在属性的一种假想的时空位置坐标。
如今,人类最精密的计时器(现代光钟)已经能达到数百亿年误差小于一秒。人类对长度的定义也以精密测量的真空中单位时间光的传播距离来定义。所有这些都是以某种相对稳定的物理现象的发生过程为标尺来定义和度量时间与空间。这也可以直接佐证时空是依赖物质相关物理特性而存在的,是人类为了衡量并描述物质的物理坐标而用以统一规范化定义的标尺度量衡。
能准确理解时空的本质属性才能理解狭义相对论中光速不变的理论基石。


