2015年6月26日星期五

爱因斯坦

Albert Einstein 是人类史上一颗亮星。他上小学时还不会说话,老师说他很蠢,学校教不了他,把他送回家。后来,妈妈自己来教。这小子其实一点都不蠢,他是个数学和科学天才。他的第一个物理论文讲的是光电效应,描述一粒光子,射在金属表面时,电子从金属的原子中跳出来的情形。也就是太阳能发电的基本原理。这个了不起的科学发现,并没有给广大人们留下记忆。人们记得的是 ‘E=MC2’ 和‘相对论’。因为,这两个理论太骇人了。

E=MC2 描述的是物质和能源的一体两面(即:物质也是能源,能源也是物质)。这个理论研发了核子弹,结束第了二次世界大战。这个理论也研发了核发电,让人类享有至高的物质生活。可是它的危机也威胁着人类的文明。只要一点把持不足,启动核武器战争,人类就没了。

而‘相对论’则是神话一般的理论。据说,‘相对论’在发表时,懂的人不到10人。这个理论描述的是时间和空间的关系。到了今时今日,有9成9的人不明白相对论。

想象有3个人,驾着高速飞行器和光赛跑。光的速度是每秒 300,000,000米。5秒后,光会来到 1,500,000,000米的地方。这个地方比就是比赛终点。如果没有人超越光,光就会在5秒后领先抵达终点。我们在终点安置一台‘瞬间心灵发射器’。谁一到终点,就会启动这台机器,发出的讯号会在0时间触及参赛者的心灵,告知比赛已有结果。

好,我们看全程只有5秒的比赛:

准备,一,二,三,跑!

第1个人,很快很快的追着光。但没办法超越光。
第2个人飞行器死火,在原地不动。
第3个人飞行器傻掉了,往反方向飞,快速的远离终点。

现在问一个问题:心灵发射器的讯号几时会来?

没有相对论的时代,只有一个答案:5秒

或许会有心思谨慎的人,考量到距离的不同而说:“三个答案:第一个人会说5秒之前;第二个人会说5秒正;第三个人会说5秒之后。”

有了相对论后,戏剧性的答案是这样:

第一个人说,“5秒之前。”
第二个人说,“5秒正。”
第三个人也会说,“5秒之前。”

关键不在距离,而是在飞驰的速度。

用一个通俗的说法是这样:“老张生了三胞胎。20年后:大的哪个留守家乡耕田;第二个有志气,成为飞机师;小的哪个叛逆,坐宇航飞船高速离家(假设他以光速的一半飞行)。再30年后,老张死了,大儿子刚好50岁。当飞机师的哪个儿子,却没到50岁。而哪个叛逆的小子只有35岁。

爱因斯坦是世界上第一个发现‘时间不守恒’的人。

什么叫‘守恒?’?拿一杯水,倒进另一个不同形状的容器B。现在问你,容器B的水会比原先的杯里的水多吗?答案是,水,不管是在哪一个容器,都是一样多。因为,水的体积是‘守恒’的。

但是,时间不守恒。看看老张的三胞胎,同样的一个事件(EVENT),他们感应到的时间都不同。

爱因斯坦的高潮尙在后头,那就是“广义相对论”。这个理论把重力和空间的关系重新规划,把300年来传统的牛顿的重力场打垮。从此人们意识到,空间被重力场扭曲;光经过空间时同样被扭曲然后失去部分能量;物质的质量随着运动而增加;天上一天,人间一年,是真的有其事;等等的奇形怪状世界观,登上了爱因斯坦的舞台。

有了爱因斯坦,我相信再也没有一个老师会把没有口语的孩子赶出学校。因为,这些没有口语的孩子,说不定是爱因斯坦的再版,是另一颗闪亮的星星。

Photo of Einstein

图:爱因斯坦 (en.wikipedia.org/wiki/Albert_Einstein)

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