最近空闲时间重温了霍金的时间简史,比起高中时看的时候多了些思考.但是时间的解释还是很模糊,于是在网上找到这篇文章,帮助很大.

相对时间、相对空间、相对物质

赵丰军

今年是爱因斯坦提出相对论100周年的时间,世界物理学界认为这是一个有意义的年份,特别确定2005年为物理年,目的之一是为了纪念著名物理学家爱因斯坦,同时也是为了寻找另一位新时代的爱因斯坦,发展物理家,重振物理学以前的雄风,让物理学为当今世界人民做出更大的贡献;

为物理年增光增辉,特别写这一篇文章,用光子是物质的基本粒子这一理论,重新解读爱因斯坦的相对论,并且增加“物质相对”这一内容。

一、相对时间  我们知道爱因斯坦为了让世人理解“光电效应”,在普朗克的物理理论基础上,提出光量子的理论,简称为光子,又在光子的传播速度为自然界的最大速度这个前提 下,提出了“相对论”,这个理论改变了人们长期思想认识中的绝对时间、绝对空间概念,从而发展了人们认识中的宏观物理学,成为当今量子物理科学的奠基人之 一。

我 们学习了牛顿力学之后,基本上知道自然界的物理规律,但是人们心中有一个认识,时间总是向前发展的,空间是多少就是多少,也就是人们常说的谁也不能改变时 间,不能让时间增多,不能让时间减少,不能让时间倒退,就是说人们不能改变时间进程,也可以用通俗的话讲,人们不能改变时间,时间是一个绝对时间,但是在 爱因斯坦的相对论中,时间是一个可以变化的物理量,可以人为改变,让一个钟表,用接近于光速的速度运行,这个时钟会相对于不运动的时钟变慢,从这个意义上 讲,人们改变了时间进程,时间不是一个绝对的物理量,而是一个相对的物理量,时间是一个相对的时间,这是爱因斯坦的相对论改变了人们的观念。但是时间是一 个相对性的概念,让更多的人不理解,说爱因斯坦的相对论是错误的,反对相对论,这里从物质的基本粒子说一说时间的相对性,看一看人们能不能从这个角度理解 时间的相对性。

人 类寻找物质的基本粒子,已经有几千年的历史了,可以认为分子的提出、中国的金木水火土就是人类寻找物质的基本粒子的开始,但是基本粒子与科学家周旋的时间 太长,人们找到一个质量比较小的基本粒子,结果又会发现一个比原来质量更小的基本粒子,让科学家们一次次存在希望,结果又是一次次失望,目前物理学界,科 学家们的心中不再相信有基本粒子这个概念。人们应该换一个角度思考问题,既然找一个质量小的基本粒子,还会有更小质量的基本粒子来代替,我们为什么不用没 有静止质量的粒子充当基本粒子呢,它就是爱因斯坦的提出的“光子”。当然我们说光子是物质的基本粒子,还有其它几个重要原因,详情可访问:

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  用光子这种粒子组成的物质,具有不同的特征,物质存在的时候没有静止质量,我们观察到的静止是质量,是物质不断与环境中的其它物质,相互作用光子或光子信 息,表现出的质量,我们人类长期以来认为它就是物质的固有质量,这是一个错觉。在这个理念下,时间是相对的,当一个物体与环境中的其它物质相互作用交换光 子能量的时候,自己的光子组成才能发生变化,自己的生命才能向前移动,时间才能有意义,如果物质根本就不能与环境中的其它物质相互作用光子信息能量,自己 的光子信息组成就不发生变化,自己的生命历程没有前进,其时间对它来说就没有意义,它身边的时钟根本就不会走动。这种事例非常少,但是在我们地球上确实发 生过。一个人失踪几十年后回来,没有变老,从雷达上失踪的飞机,乘客的手表和地面上的表相比较变慢,都是这种实例。从这个角度来看,在生活中时间也是相 对,只有对待有生命历程的物体,时间才有意义。

二、相对空间 生 活阅历告诉我们,一个物体是多长就是多长,这样就会形成绝对空间的概念,无论是牛顿以前,还是牛顿之后,还是今天的人们思想中,人们仍然坚持生活中的认识 ――――绝对空间,物体的长度不能改变,但是在爱因斯坦的相对论中,如果物体以某一个速度运动,在运动方向上物体的长度会变短,这是一个反传统的理念,世 人不理解,更多的人反对相对论。

我们人类是一种有思想、有文化的科学人,绝不能因我的感知而存在,应该相信一定的逻辑思维过程,相信我们没有见过,没有感知到,但又是存在的物理过程。

我们知道,一个直径是1米的球形物体,在我们的生活阅历中有多大,它就是1米, 如果有人说这个物体直径有几万光年,你也不要轻易反对,因为他说的直径是几万光年是另一种空间,是在某种情形下的空间,是相对空间,我们静止地看这个物体 是一米的空间,是我们生活中的实例,但是当这个物体处于一种特殊情形下,直径会变为几万光年。当你听完这一句话的时候,一定不相信这是真的,下面一个实例 就是这种情况。

我们假定物质的基本粒子就是光子,只有这个直径是1米 的金属球中的光子与环境的光子相互作用之后,金属球才能将自己的质量表现给自然界,能不能相互作用,就是看金属球中的光子与环境的光子信息是不是相差太 远,如果相差太远,金属球中的光子信息就不能与环境中的光子信息相互作用,金属球的光子信息就不能变化,金属球就不能将自己的所有特征表达给自然界,自己 也就不发生变化,在我们人类看来,金属球会突然消失,像是科学家们说的金属球进入了另一个时空,实事上没有,金属球就在原地,只是它不能与环境作用光子信 息能量,不能表现自己。但是,对金属球内部的所有物质还是正常的,光子仍然以光速度运动,但是对金属球中的光子来讲,这个光子永远也不离开金属球,也就是 说光子从金属球的边缘出发,永远也到达不了另一边,这就是金属球的直径是几万光年的原因。

从上面的实例可以看出,我们所说的空间也是相对的,它正是爱因斯坦理论的实际描述,只是爱因斯坦不知道光子就是基本粒子,没有将相对论与实际相结合。

三、相对物质 说空间相对,说时间相对,人们还是可以接受的,但是如果说物质相对,会有更多的人反对这个观点。所谓的物质相对可以理解为现在是这种物质,过一会它可能转变成其它物质;物体现在的质量是100千克,过一会它的质量可能变成200千克。由于生活中没有这种现象,相信的人非常少。

由 于光子是物质的基本粒子,光子没有静止质量,光子构成物质本身,对环境中的其它物体,对观察者来说没有意义,只有它与环境作用的这一部分光子信息才有意 义,单位时间内这个物体与环境作用的光子信息能量多,它显示的质量就大,单位时间内这个物体与环境作用的光子信息能量少,它显示的质量就小。所以物体的质 量大小,并不是取决与构成物质本身,而是取决它与环境作用的光子信息能量。所以物质的质量是可以随时改变的,事实上生活中的物质质量确实在不断改变,处于 不同的环境光子信息中,它与环境作用的光子信息能量不同,它表现出的质量就是不同的,但是这个改变量非常小,没有引起人们的关注。

关 于物质的形状、形态,物质种类也是在不断发生着变化,只是变化的程度没有影响人们的生活,人们说是量变,没有发生质变。从这个意义上,物质是在不断变化, 物质的存在价值不是取决于自己,而是取决于自己与环境共同结合后的结果,所以讲,物质也是相对的,不同的环境表现出不同的物质,物质也是相对的。

 这就是从物质基本粒子的角度,解释了爱因斯坦的相对论。我们周围的一切都是相对的。


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Published

2007-06-22

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