第7节

作者:刘萝卜锅 | TXT小说下载 | 返回目录:7章/242章 | 上一节 | 下一节

这很正常，因为离盘心越远，转动的速度也就越快，引力就越大，时间当然就越慢了！
      　　那，咱俩把织女报时变慢的幅度记在坐标上，每次报时的变慢幅度标记成一个点，用线连起来，会是什么样子呢？
      
      　　哇，原来是一条美丽的曲线！
      　　我们可以这样理解：随着引力的变化，时间弯曲了。
      　　引力可以使时间弯曲！
      　　你说不可能？时间怎么会弯曲？
      　　你不会是忘了吧，时间和空间是一体的啊！怎么就不能弯曲呢？
      　　那，空间弯曲，有证据吗？你疑惑道。
      　　别急嘛，实验尚未成功，同志仍需努力。我说道。接着做试验！
      　　你俩才“同志”呢。织女嗔道。
      
      　　好吧。现在，需要七仙女大显神通了！你是天庭的著名裁缝……
      　　人家现在都叫服装设计师。织女瞪眼。
      　　嗯，你是天庭的著名服装设计师，量体神尺应是随身携带，可否一展神通，帮俺们量量这爱盘的尺寸？
      　　这好办！说到织女的特长，她兴奋起来。量哪儿的尺寸？
      　　量一下爱盘的半径。我说道。
      　　好办。织女话音未落，玉臂轻扬，眼见一道白光，却是软尺顺衣袖飞出，尺头直落盘心，尺身笔直地贴在盘面，延伸到盘边。
      
      　　半径是r。织女话音刚落，白光一闪，衣袂飞扬间，尺已收回袖中。
      　　酷！
      　　神仙办事效率就是高啊！我由衷赞道。不过，七仙女啊，你尺子收得太早，咱还没量盘的周长呢！
      　　刚展示了才艺的织女不屑道，有了半径，周长还用量么？周长=2πr啊！
      　　是吗？你确定一定以及肯定？世事无常啊，还是量量比较放心。我说道。
      　　唉，不和你这个文盲计较了，量完看你还有什么话说。织女说着，纵身悬停在空中，玉臂轻舒，白光再现，神尺精准地绕盘沿一周，盘动尺不动，那个刻度静静地展示在织女眼前。这手法，叹为观止啊，咱俩等着观赏织女报完数以后收尺的Posse。
      
      　　然而，织女似乎石化了，她迟迟没有声音，尺也不收了。
      　　咱俩仔细观瞧，却见织女瞠目结舌：怎么不等于2πr，居然比2πr短？！
      　　不必怀疑精度，这是神尺。
      　　牛郎见老婆演砸了，尴尬地打圆场：咳咳，嗯嗯，肿么回事？圆周率不灵了？
      　　狭义相对论有一个已经被证明的预言：物体会沿着它运动的方向变短。那么，这个圆盘做圆周运动，其圆周就会变短，沿着圆心所做的圆，越靠外，速度越快，圆周变短的比例就越大。你神采飞扬地抢答道。
      　　牛郎织女和我用倾慕的目光看着你。
      
      　　日期：2012-05-2222:55:31
      　　那么，作为一个圆盘，它在半径不变的情况下，周长是怎么做到变短的呢？！
      　　答案是：空间弯曲。具体什么情况呢？
      　　我们所说的圆周率π，即圆周与直径之比，只在平面几何中有效。
      　　也就是说，你在平面上画个圆，再画出它的直径，这个圆周长与其直径之比，就是π（3.1415926535……无限不循环ing）。
      
      　　但是，如果我们把这个圆画在球面上，比方说画在足球上，再画出它的直径，你就会发现，圆周变短了，直径变长了，圆周与直径之比，就会小于π。
      　　不信？我们可以这样极端地想：在地球上画圆，以南极为中心，沿赤道画一个圆，在地球表面画出它的直径，应该是过南极的一条经线，两端到赤道截止，其长度是地球周长的一半，现在，这个圆的周长和半径之比就是2，小于π，是吧？
      　　【图14.10】在球面画圆。
      　　那么，有没有大于π的情况呢？
      　　有的。
      　　见过马鞍吧？就是相对的两边下垂、另两边翘起的面。在马鞍曲面上画圆，再画出它的直径，这个圆周与直径之比，就大于π。
      
      　　嗯，只要空间是弯曲的，圆周与直径之比就不等于π，周长自然就不等于2πr了。
      　　圆盘转动，产生狭义相对论的尺缩效应，那是由于空间弯曲了。
      　　原来，狭义相对论已经隐含了空间弯曲的结论！
      　　那么，刚才说时间弯曲，现在又说空间弯曲，那么，到底是谁弯曲了呢？
      　　时空弯曲了。
      　　祥林嫂：“时空一体”这四个字可不是随便说说的。时与空不是亲密关系，比如夫妻，可以拆成夫与妻。我们说过，时空是一体的，就相当于老婆，我们不能把她拆成两部分，一部分叫老，另一部分叫婆。
      　　因此，我们可以这样理解，从深层次上讲，时胀和尺缩效应，其实是时空弯曲这件事表现的两个方面。就好比闪电和雷声，实际上是电流在空气中传导所制造的两个表象。
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      　　日期：2012-05-2322:05:22
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      　　至此，广义相对论的基本原理就叙述完毕了。我们小小地回顾一下：
      　　1．弱等效原理：引力质量=惯性质量。加速度与引力等效。
      　　2．广义相对性原理：物理定律在一切参考系中都相同。
      
      　　根据以上原理：
      　　3．加速度可使光线弯曲，那么引力也可以使光线弯曲。
      　　4．圆周运动实际上是加速运动。
      　　5．由“光线弯曲”推出：空间弯曲。“圆周率失效”也可以推出空间弯曲。
      　　6．引力源于质量，也就是说，质量可使空间弯曲。
      
      　　8．引力越大、时间越慢、空间越弯曲。
      　　上面的都很简单，下面这条我们也应该不难理解：
      　　9．强等效原理：在时空中，一个点内的引力场，我们可以把它当做“局域的惯性参考系”。也就是说，可以用狭义相对论去描述引力场中的任何一点。
      　　你会发现，广义相对论的基本原理，原来如此简单。至少，不像想象中那样难以理解。为什么？
      　　那是因为，广义相对论是关于引力和时空关系的理论。我们已经接受了狭义相对论，崭新的时空观在我们的头脑中已经形成了概念，广义相对论的基本原理是很新奇，但对我们来说，已经不难接受了。
      
      　　接下来，我们就要追随着伟大的小爱，在基本原理的框架下，去寻找一个舒适、美丽的表达方式，把这一伟大的思想，变成一套完整的科学理论。
      　　第十五章广义相对论（中）柳暗花明
      　　黎曼几何
      　　前面说到过，小爱发现了等效原理、提出了广义相对性原理，并且据此推出时空弯曲等一些听起来是奇谭、但又相当有前途的结论，可以用来解决物理学衣裤不搭的尴尬。但新的烦恼出现了：用什么手段来描述这一光辉思想？
      　　当然是数学手段。
      　　但是，数学大餐比满汉全席丰盛多了，哪盘才是我的菜呢？小爱很纠结。
      　　其实这很正常，数学发展到这个年代，已经没有谁能掌握全部数学手段了，都是各专一门，才华横溢的，会专多门，但不可能全通。何况，小爱学数学那会儿，正在热恋。所以，对小爱来说，自己擅长的一门数学，恰好可以解决这个问题的概率，就等于1除以所有数学分支。