相对论最简单通俗的解释——100个科学问题之47

海云青飞 https://www.tuenhai.com 20190706

很多人在网上搜寻相对论最通俗易懂的解释,可惜他们免不了失望,这个世界上理解相对论的人可能不到10个,中文世界里理解相对论的可能只有一个,因此,你要从网上找到相对论的最简单解释的概率是极小的

本文才是对相对论的最顶级的解释

先让 海云青飞 从 《人为什么要具有高尚人格》 中引用几段话

物理学分二种:粒子物理学,波物理学

  • 粒子的物理学 (经典物理学)
  • 波的物理学 (相对论,量子论)

目前的物理学主要是粒子物理学,对于波的物理学,因为人类进化程度很还低,人的感觉器官不能形象地感知波的世界,虽然爱因斯坦从理论上提出了相对论,但是人类几乎没有人能理解相对论的世界是怎么样的世界,海云青飞 的《悟道相对论》 https://xdl.tuenhai.com/ 可能是唯一的对相对论的世界比较好的解释

什么是画面物理学

粒子的物理学其实是画面的物理学。粒子的本质是波,但是生物的生理系统无法处理极为复杂的互相干涉的波,人类感知到的宇宙其实是波的宇宙的高度概括,这就就像画是实物的高度概括,所以,我把人类感知的宇宙称为画面宇宙,经典物理学就是画面物理学。展开就太长了,具体请参考《悟道相对论》

人类生存在画面世界

人类感觉器官感知的世界是画面世界,人是靠感觉器官感知环境并与环境互动的,因此,人类其实生活在画面世界里,人看到、听到、摸到、闻到的世界只是波的世界的简化,所以海云青飞 https://www.tuenhai.com 形象把人类对环境感知称为画,但是人类并不知道自己生存在画面世界里,而相对论讲的是波的世界的规律,所以,人类是极难理解相对论的,人类里面理解相对论的不超过10个,这并不是一句夸大的话

要理解相对论,首先要理解人类生存在画面的世界,你看世界上那么多人在谈论相对论,有几个认识到这点呢,所以他们其实是不懂相对论的

我说人类生存在画面的世界,并不是说人类生存在一个假的世界,人类感知的世界是对应于人类进化水平的世界,对于人类来说是真实的,但是相对于波的世界来说,人类感知的世界是简化了的世界

相对论说的是波的世界的规律

波的世界和画面的世界是两个不同的世界,但是二者又是叠加、并存的,也就是说,人类感知的世界是画面世界,这个世界同时是波的世界

人类理解相对论的最大的困难在于,波的世界是与画面世界是截然不同的世界,人类是以画面为基础理解事物的,人并不能直观感知波,人类就没有办法形象地理解波的世界

我打个比方,宗教都有上帝一说,除非把上帝画面化,比如说把上帝描绘成人,否则人是无法理解上帝的形象的

牧师讲解上帝的形象的比喻

下面是我杜撰的牧师讲道:

牧师:你们想知道上帝长得怎么样吗,今天让我来给你们描绘一下

信徒都竖起了耳朵,紧盯着牧师

牧师紧了紧嗓子,喝了一大口茶,继续道:上帝不是人类,人类不是上帝,所以,不能把上帝画成人的形状

信徒一听,觉得有道理,全场鸦雀无声,落针可闻

牧师有点紧张了,勉强道:上帝不能用人类可见的形状、颜色和声音来描绘,就是这样子,你们想象一下

全场寂静得可怕,显然大家都在努力想象上帝的样子,如此过了9分钟

突然,有个小学生模样的人举手了,牧师示意他说话

小学生:人类就是用形状、颜色、声音来描述物体的,你说不能用人类可见的形状、颜色和声音来描绘上帝,那么我们根本想象不出来,你再提示我们一下吧

牧师:上帝和我们生活在不同的世界,当我们用我们世界的形状、颜色和声音来形容上帝时,这只是在形容我们世界的事物,而不是上帝

小学生:牧师你见过上帝吗

牧师擦了一下额头的汗:我没有见过上帝

小学生:那你怎么知道上帝

牧师拿出了毛巾,叹道:毕竟我是看过《悟道相对论》的人……

大道至简,直指人心,海云青飞 https://www.tuenhai.com 讲解相对论的世界

人类感知的世界是各个物体分离的世界,相对论说的是波的世界的规律,波的世界是整体的世界

在人类的世界,你是你,小明是小明,小王是小王,大家是分离的,但是在波的世界里,物质是以波的形态存在并和环境相干涉的

人类是低速动物,以分离的观点看待这个世界是近似地成立的,但是在接近光速的世界里,分离的世界观就会产生很大的偏差

怎么理解波的世界,很简单,你一手拿一块石头,同时把它们扔进池塘,这时就会产生两个同心圆的涟漪,这是两个互相干涉的水波,你把水波想象成立体化,宇宙就是由无数个互相干涉的立体的波组成

每一个人的身体既是和环境分离的物体,也是和外界产生干涉的波。生物都是呈低速运动,也就是波的涟漪极为微弱,这时可以近似把每个人看成分离的物体,也就是画面论对人类这样的生物是近似适用的

如果人的运动速度接近光速,那么波的涟漪就极为强烈,和外界发生了强烈的干涉,这时就必须要用波的世界的规律来分析事物了

相对论就是整体论

相对论是波的世界的规律,这样说是正确的,但是对于人类来说表达得还不够直接,人们不是很容易理解,把相对论理解成整体论,就更容易理解了

整体论认为宇宙是个整体,更详细地说,宇宙是个精密协动的整体

宇宙是怎么形成一个整体的?宇宙的各个部分通过光速的空间波动互相通信,从而形成了一个精密协动的整体

那么相对论效应的空间收缩,时间变快或变慢,这些又应该怎么理解?说来话长,请参考 海云青飞 的《悟道相对论》 https://xdl.tuenhai.com/

47 简单扼要地讲,爱因斯坦的相对论是怎么一回事?

《你知道吗?——现代科学中的100个问题》

阿西莫夫著 暴永宁等译 碧声扫 https://www.tuenhai.com 整理

牛顿在17世纪80年代首次总结出了物体的运动定律。根据这些定律,不同的运动可以按照简单的算术法则相加起来。假设有一列火车以每小时20公里的速度从你身边驶过,而车上又有个孩子以每小时20公里的速度向列车行进方向抛掷一只小球。在和列车一起前进的这个孩子看来,小球的速度是每小时20公里。而在你看来,火车的运动要和小球的运动加在一起,结果,小球就以每小时40公里的速度运动了

所以,你能够看出,不能单单就小球来确定它的速度。速度是相对于某个特定观察者而言的。任何一种试图解释速度(及有关的其它现象)在不同观察者看来的变化情况的运动理论,都是一种“相对论”

爱因斯坦的与众不同的相对论源于这样一件事实:在火车上扔小球的这种做法,似乎对于光就不再适用了。光是能够顺着或逆着地球的运动方向运动的。在前一种情况下,它似乎会传播得比后一种情况下快。这正象飞机在顺风飞行时相对于地面的速度要比逆风飞行时高一些一样。然而,对光速所进行的最精密的测量表明,无论发光的光源如何运动,光速永远是不变的

因此,爱因斯坦宣称:假设光在真空里的速度已经测得,那么,它将永远保持这个速度不变(每秒30万公里),在任何情况下都是如此。对于这一设想,宇宙间的各种定律相应地又该怎样安排呢?

爱因斯坦发现,为了保证光速是一个恒量,人们必须接受许许多多出乎意料的事情

他发现:

  • 随着物体运动速度的增加,物体在运动方向上会变得越来越短,直到在达到光速时,长度变到零为止
  • 与此同时,物体的质量会变得越来越大,在达到光速时,质量会变为无穷大
  • 他还发现,当物体的运动速度越来越大时,在运动物体上时间流逝的速度也会不断减小,而在达到光速时,时间就会完全停止
  • 他又发现,质量等价于一定的能量,能量也等价于一定的质量,等等

他把上述对匀速运动物体的所有规律归纳起来,并于1905年以“狭义相对论”的名称予以发表。1915年,他又在讨论变速运动物体的规律方面得出了更为深奥的结果,同时还对引力作用进行了一番新的表述。这些成果被称为“广义相对论”

只有当物体有很大的运动速度时,爱因斯坦所预言的某些变化才能被人们所察觉。亚原子粒子就有这样的速度。人们对亚原子粒子进行观测,发现爱因斯坦的预言是正确的,而且还是十分正确的。老实说,如果爱因斯坦的相对论是错误的,我们那些轰击原子的装置就无法运转,原子弹也不会爆炸,某些天文观测也无法进行了

不过,在通常的速度下,爱因斯坦所预言的各种效应都是极小的,因此可以被忽略掉。这时,牛顿定律的简单的算术加法就起作用了。由于在我们所处的环境中,牛顿定律总是适用的,因此,它们被我们看作是一种“常识”。而爱因斯坦的定律却被看成“不可思议的”

阿西莫夫《你知道吗?——现代科学中的一百个问题》科学普及出版社 1984年

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