經典物理學認為時空是完全不同的事物——圖解相對論(一)

哈珀探索 發佈 2021-08-05T19:24:47.844554+00:00

德國哲學家康德(1724–1804)曾在他的革命性著作《純理性批判》(1781)中闡述了這樣一個觀點,即空間和時間並不獨立於我們的意識而存在。也就是說,康德認為時間和空間並不是獨立的實體。康德的這一觀點非常接近愛因斯坦在相對論中關於時間和空間的論述。

德國哲學家康德(1724–1804)曾在他的革命性著作《純理性批判》(1781)中闡述了這樣一個觀點,即空間和時間並不獨立於我們的意識而存在。也就是說,康德認為時間和空間並不是獨立的實體。

康德的這一觀點非常接近愛因斯坦在相對論中關於時間和空間的論述。但在愛因斯坦之前,繼承自牛頓的主流物理學一直認為時間和空間是完全不同的東西。

牛頓是一個偉大的物理學家和數學家,他發現了牛頓運動三定律、發展出微積分、並對光學有重大貢獻。但這裡我們只簡單談一下牛頓的萬有引力,因為這對我們之後理解愛因斯坦的相對論很重要。

有一個著名的故事,說牛頓坐在一顆蘋果樹下被蘋果砸中了頭,隨後發現了萬有引力。拋開這個故事的真實性不談,我們直接看牛頓的萬有引力定律。牛頓萬有引力定律通過下面的公式闡明了兩個物體之間的引力:

公式中,m和M分別代表兩個物體間的距離,r代表它們之間的距離,G代表引力常數,又叫牛頓常數。G的值非常非常小,所以兩個普通質量的物體之間的引力非常非常弱。

這個公式有兩個具體的意義:

牛頓萬有引力通過一個統一的理論解釋了多種現象,包括天體運行和地球上一些常見現象。但是,在萬有引力理論中,也有幾件事被牛頓想當然了。其中之一就是牛頓假設空間和時間是完全不同的事物,並且都是絕對的。

於是,將時間和空間這兩個無完全不同的概念統一到一起想法落到了愛因斯坦頭上。對統一理論的探索正是二十世紀和二十一世紀物理學發展的核心驅動力。

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