首页 > 时间简史 > 第6章 空间和时间(1)

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在他们之前,人们信赖亚里士多德,他说物体的天然状况是静止的,并且只要在遭到力或打击的鞭策时才活动。如许,重的物体比轻的物体下落得更快,因为它遭到更大的将其拉向地球的力。

亚里士多德的传统观点还觉得,人们依托纯粹思惟便能够找出统统制约宇宙的定律:不需求用观察去查验之。

每个察看者都能够操纵雷达收回光或射电波脉冲来讲明一个事件在那边何时产生。一部分脉冲在事件反射返来后,察看者可在他领遭到回波时测量时候。事件的时候能够为是脉冲被收回和反射被领受的两个时候的中点:而事件的间隔可取这来回路程时候的一半乘以光速(在这个意义上,一个事件是产生在空间的伶仃一点以及指定时候的一点的某件事)。这个思惟被显现在上。操纵这个步调,作相互活动的察看者对同一事件可付与分歧的时候和位置。没有一个特别的察看者的测量比任何其别人的更精确,但是统统这些测量都是相干的。只要一个察看者晓得其别人的相对速率,他就能精确算出其别人会付与同一事件的时候和位置。

在1887年至1905年之间,最闻名者为荷兰物理学家亨得利克・洛伦兹做出的。但是,一名迄至当时还冷静知名的瑞士专利局的职员阿尔伯特・爱因斯坦,在1905年的一篇闻名的论文中指出,只要人们情愿丢弃绝对时候看法的话,全部以太的看法则是多余的。几个礼拜以后,法国第一流的数学家亨利・庞加莱也提出近似的观点。爱因斯坦的论证比庞加莱的论证更靠近物理,后者将其考虑为数学题目。凡是这个新实际归功于爱因斯坦,但人们不会健忘庞加莱的名字在此中起了首要的感化。

我们现在关于物体活动的看法来自于伽利略和牛顿。

牛顿对不存在绝对位置或所谓绝对空间非常忧愁,因为这和他的绝对上帝的看法不分歧。究竟上,即便他的定律隐含着绝对空间的不存在,他也回绝接管。因为这个非理性的信奉,他遭到很多人的峻厉攻讦,此中最驰名的是贝克莱主教。他是一个信赖统统的物质实体、空间和时候都是虚妄的哲学家。当人们将贝克莱的观点奉告闻名的约翰逊博士时,他用脚指踢到一块大石头上,并大呼道:

亚里士多德和伽利略-牛顿看法的庞大不同在于,亚里士多德信赖一个优胜的静止状况,任何没有遭到外力和打击的物体都取这类状况。特别是他觉得地球是静止的。

1676年,丹麦的天文学家欧尔・克里斯琴森・罗默第一次发明了,光以有限但非常高的速率观光的究竟。他察看到,木星的卫星不是以等时候间隔从木星背后出来,不像如果卫星以稳定速率环绕木星活动时,人们会预感的那样。本地球和木星都环绕着太阳公转时,它们之间的间隔在窜改着。罗默重视到,我们离木星越远则木星的月蚀呈现得越晚。他论证道,因为当我们分开更远时,光从木星卫星那边要花更长的时候才气达到我们这里。但是,他测得的木星到地球的间隔窜改不是非常精确,与现在的每秒186000英里的值比拟较,那么他所测的光速的数值为每秒140000英里。固然如此,罗默不但证了然光以有限速率行进,并且测量了阿谁速率,他的成绩是出色的――要晓得,这统统都是在牛顿颁发《数学道理》之前11年做出的。

这一思惟初次在牛顿于1687年出版的《数学道理》(即《天然哲学的数学道理》,下同――编者注)一书中明白地陈述出来,并被称为牛顿第必然律。牛顿第二定律给出物体在受力时产生的征象:物体在被加快或窜改其速率时,其窜改率与所受的外力成比例。(比方,如果力更加,则加快度也将更加。)物体的质量(或物质的量)越大,则加快度越小(以一样的力感化于具有两倍质量的物体时只产生一半的加快度)。小汽车可供应一个熟知的例子,发动机的功率越大,则加快度越大,但是小汽车越重,则对于一样的发动机,则加快度越小。除了他的活动定律,牛顿还发明了描述引力的定律:任何两个物体都相互吸引,其引力大小与每个物体的质量成比例。因而,如果此中一个物体(比方A)的质量更加,则两个物体之间的引力更加。这是你能预感获得的,因为新的物体A可当作两个具有本来质量的物体,每一个用本来的力来吸引物体B,以是A和B之间的总力更加。而如果,比如说,此中一个物体质量大到本来的2倍,另一物体大到3倍,则引力就大到6倍。现在人们能够看到,为何落体总以一样的速率降落:具有两倍重量的物体遭到将其向下拉的两倍的引力,但它的质量也大到两倍。遵循牛顿第二定律,这两个效应刚好相互抵消,以是在统统景象下加快度都是不异的。

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