再論相對論 l<高手相對論>

2022年7月23日
今天因為遺忘曲線出現, 所以我一再閱讀<高手相對論>這一本書, 這次想用另一個觀點再解釋一次這本書的內容。
熟悉相對論的人都知道相對論的主要可以分為: 「時間膨脹, 長度收縮, 空間扭曲等。」
簡單而言, 當我們速度愈接近光的速度, 時間就會變得膨脹, 路程長度會縮短, 在外的人會認為沒有分別, 卻在裡面的人時間會變慢, 當到達終點時, 在外面的人可能過度了1年時間, 而裡面的人(如太空船)卻只度過了9個月而已。

到底學會相對論有什麼用? 這令我今天再度反思, 我們人類普遍都會相信自己直覺, 相信眼睛所看見的「事實」, 而相對論不同的代表,(時間,長度, 空間等)都是跟人類說「如果我們不跳出自己以外的座標系, 是尋找不出事實的真相, 或者是相對的真相。」

簡單說: 對於一些喜愛歷史的人, 他們參觀博物館是一件十分高興的事, 能夠停留數小時也不願意走, 相對一些大眾來說, 可能停留一小時已經是極限, 原因在於大家的座標系不相同, 當然也要在座標系以外的我們才能看得出原因「他們」真的很喜歡歷史。

就像書中的例子,假設你在一艘豪華遊輪上旅行，這艘遊輪在海上行駛的速度很快，但是它非常平穩，沒有任何顛簸。遊輪上有個完全封閉的大廳，裡面有游泳池，有球場，你甚至還可以在裡面做物理實驗。
請問，在完全不和外界聯繫的情況下，你能判斷出這艘遊輪是在前進還是靜止不動嗎？
你可以在遊輪上做各種實驗來進行判斷。假設你拋球，站在陸地上把球拋到空中，在靜止的情況下，球會落回你的手中，可是在封閉的遊輪上拋球，也會是這樣的結果。又好比你向遊輪前進的方向射門，同在遊輪上的守門員只會感覺到平常你射門的速度，不需要考慮遊輪前進的速度。只要遊輪的速度平穩、不發生變化，你就無法判斷它是運動的，還是靜止的。其實，我們生活的地球就相當於這一艘遊輪，地球繞太陽公轉的速度約為每秒二十九．八公里，比飛機快得多，但因為地球走的幾乎是一條直線，我們完全感覺不到它正在高速前進。
因此, 如果我們不跳出自己的座標系向外看，你單憑做一個射箭、拋球之類的實驗，無法區分運動和靜止。等速直線運動和靜止沒有本質上的差別，所謂的「速度」，都是相對的。

在看完以上書中例子後, 可能我們都會認為很多讀者都會「相對論」, 有誰人不知道要跳出自己座標系才知道自己本身的世界? 不用知道「相對論」也會懂吧?
但是愛因斯坦跟我們說: 「光速在所有座標系下都是一樣的。」
無論你正身處在一支擁有0.8倍光速的火箭上, 所看的光速都是每秒三十萬, 還是在座標系以外的人看這道光也是每秒三十萬, 並不是我們日常理解的(0.8倍光速 + 光速), 這正正是這本書想帶出的道理。
我們生活中的範圍, 維度, 所接觸的事物實在太少, 相比整個地球, 整個宇宙, 整個銀河系來說, 見識太有限了, 看完這本書之後, 如果能夠增加多點的角度, 勇氣及思維方式等等去想像這個世界, 有時候還可能對我們更有幫助, 永遠不要覺得自己已經很了解這個世界的全部, 就像當時已經是世界知名的牛頓所言「我認為：我好像是在海濱上玩耍的孩子，時而拾到幾塊瑩潔的石子，時而拾到幾片美麗的貝殼並為之歡欣。那浩瀚的真理的海洋仍展現在面前。」
Stay hungry stay foolish。

Credit: 高手相對論