第一千零一十四章 相对论之谜 (2 / 2)
        四人坐定之后，刘易斯接着说：“时空机器的诞生主要基于爱因斯坦狭义相对论中的两个假设理论以及神秘的思维空间理论。”

        “哦，你说说看，这到底是怎么回事？”

        刘易斯选择了一个舒服的坐姿，像是老师给小学生讲课一样，“经典力学中的速度合成法实际依赖于如下两个假设：1、两个事件发生的时间间隔与测量时间所用的钟的运动状态没有关系；2．两点的空间距离与测量距离所用的尺的运动状态无关。但爱因斯坦发现，如果承认光速不变原理与相对性原理是相容的，那么这两条假设都必须摒弃。这时，对一个钟是同时发生的事件，对另一个钟不一定是同时的，同时性有了相对性。在两个有相对运动的坐标系中，测量两个特定点之间的距离得到的数值不再相等。距离也有了相对性。爱因斯坦导出了不同惯性系之间时间进度的关系，发现运动的惯性系时间进度慢，这就是钟慢效应。可以通俗的理解为，运动的钟比静止的钟走得慢，而且，运动速度越快，钟走的越慢，接近光速时，钟就几乎停止了。尺子的长度就是在一惯性系中‘同时’得到的两个端点的坐标值的差。由于‘同时’的相对性，不同惯性系中测量的长度也不同。爱因斯坦证明，在尺子长度方向上运动的尺子比静止的尺子短，这就是尺缩效应，当速度接近光速时，尺子缩成一个点。由以上陈述可知，钟慢和尺缩的原理就是时间进度有相对性。也就是说，时间进度与参考系有关。这就从根本上否定了牛顿的绝对时空观，爱因斯坦认为，绝对时间是不存在的，然而时间仍是个客观量。比如双胞胎理想实验中，哥哥乘飞船回来后是15岁，弟弟可能已经是45岁了，说明时间是相对的，但哥哥的确是活了15年，弟弟也的确认为自己活了45年，这时与参考系无关的，时间又是‘绝对的’。这说明，不论物体运动状态如何，它本身所经历的时间是一个客观量，是绝对的，这称为固有时。也就是说，无论你以什么形式运动，你都认为你喝咖啡的速度很正常，你的生活规律都没有被打乱，但别人可能看到你喝咖啡用了100年，而从放下杯子到寿终正寝只用了一秒钟。”

        约翰逊听得似懂非懂，又问：“那么什么是四维空间？”

        刘易斯解释说：“一维是线，二维是面，三维是静态空间，四维是动态空间，因为有了时间，当然这只是一种说法，并不是说第四维就是时间。在物理学中描述某一变化着的事件时所必须的变化的参数。这个参数就叫做维。几个参数就是几个维。比如描述“门”的位置就只需要角度所以是一维的而不是二维。简单地说：零维是点，没有长、宽、高。一维是由无数的点组成的一条线，只有长度，没有宽、高。二维是由无数的线组成的面，有长、宽没有高。三维是由无数的面组成的体，有长宽高。维可以理解成方向。因为人的眼睛只能看到三维，所以四维以上很难解释。正如一个智力正常，先天没有一只眼睛，一只耳朵的人，这样就没有双眼效应，双耳效应，他就很难理解距离了，他很可能认为这个世界是2维的。就比如说，一条水管，人们普遍认为它是一个三维物体，但把它拿到远处去看，就只剩一条线了，也就是1维。”

        他看到总统似乎听明白了，就接着说：“爱因斯坦认为，四维时空是构成真实世界的最低维度，我们的世界恰好是四维，至于高维真实空间，至少现在我们还无法感知。我们举一个例子，一把尺子在三维空间里（不含时间）转动，其长度不变，但旋转它时，它的各坐标值均发生了变化，且坐标之间是有联系的。四维时空的意义就是时间是第四维坐标，它与空间坐标是有联系的，也就是说时空是统一的，不可分割的整体，它们是一种‘此消彼长’的关系。”

        “爱因斯坦在人类穿越高维空间的可行性方面曾做过一个经典的假设，首先假设一张没有厚度的纸（只拥有长、宽），代表一个二维的空间，也就是平面；用笔在上面画上一个圈和一个点，并假设圈和点可以在平面（纸）上移动。当然，点不可以穿透圈，此时圈对点拥有物理上的约束力。然而，若将数张乃至数十张纸叠在一起时，原本的纸与后来的纸便组成了一个三维空间（同时拥有长、宽、高）；这样一来，原本处于二维的圈和点就具有了三维空间中的移动能力，即：前后左右上下。显然，圈对点的约束也就失去了。从这个比喻中可以看出，二维前往三维的旅途中，一些物体之间的某些相互作用或许会消失；而类推至人类身上，这将是灾难性的后果。试想如果血管失去了对红细胞的约束，人类在前四维空间的旅途中瞬间便会死于失血过多，因此从理论上来讲，前往四维乃至更高维的旅行是行不通的。”

        约翰逊糊涂了，“既然是这样，那时空机器岂不是就没有意义了吗？”

        刘易斯神秘的一笑，“科学这个东西非常奇怪，很多明知不可行的东西后来都被人们打破了，我之所以说冯#卡门伟大，就是因为他打破了爱因斯坦的这个假设，使人类穿越时空不再成为奢望。”

        “他是怎么打破这个假设的？”

        “这就要问他本人了，这是时空机器的关键所在，我想那个倔犟的家伙不会把这个秘密说出来的。”

        这时胡佛接口道：“但是据FBI收集到的秘密资料来看，穿越时空应该是可行的。下面我举几个例子。”胡佛从皮包里取出一个黑色笔记本，打开来念道：“事件一：1916年，在神秘的百慕大海域也发生一件怪事。在众多旁观者面前，美国的战斗机被云吞噬，就此消失了。”

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