我們繼續來討論時間,時間對於我們來說,是如此重要,它即是生命也是金錢。今天的故事發生在列車上,只是不是那種豔遇故事。它是關於相對論中愛因斯坦的火車試驗。
對於討論過去、現在、未來我們先要有一個事件的概念,對於兩件事同時發生,如何定義呢?假設在A、B兩處發生了兩件事,在AB之間有一點C,AB發生時分別向C發出一束光,如果A、B發出的光同時到達C,那麼就說事件A、B同時發生。
這個定義是基於愛因斯坦的光速不變的,這樣就可以用光前進的距離來測量時間。
下面來說愛因斯坦的火車試驗,在這個試驗中愛因斯坦利用坐標和公式進行了計算,複雜的計算省略掉不說,咱們大概說一下。
假設在列車頭尾有A、B兩個人,他們的中點有一點C,如果A、B同時做了一件事,比如吃飯、喝水,當然也可能是射擊。事件的同時都向C點發射光束,在火車上的兩人在C點會測量到,光束同時到達,A和B同時做了事件A和B。
但是當我們換一個參照系S',我們不在火車上觀察,我們或者也可以想像一個神在觀察人類。這個時候列車正在以速度u向右移動。

A和B還是做同樣的事情,吃飯或者射擊。對於我們或者神來說,這個時候因為火車在移動,A和B發出的光束走的距離就不同了。這時候A的光束走的距離近,B的光束走的距離遠,這個時候在S'的我們或者神就會發現A事件先發生,B事件後發生。
那麼事件是同時發生還是先後發生呢?誰是對的?其實都是對的。這就是時間。
但問題來了,上面我為什麼要加一個神呢?對於我們普通人來說,也許觀察一下吃飯、喝水的事件,這些事件先後發生可能沒什麼緊要。但對於神來說也許是射擊事件,既然上面兩種判斷都是對的,那麼神根據什麼來判斷誰先射擊呢?這個對於執法者來說,是一個問題。
既然事件可能同時發生,也可能是先後發生,那麼就會引出來一個更為麻煩的問題,那就是因果。我們如何判斷一個事件引起了另一個事件,一個事件是另一個事件的原因呢?
說到因果也許大家還沒有意識到它的關鍵性,事實上我們的整個物理體系都是建立在因果律之上,「物有本末,事有終始」,它出了問題那可就是全完蛋。當然事情還沒有那麼嚴重。
我們簡單說下因果,對於我們來說,未來是註定的嗎?說算命可能會涉及到迷信問題。比如我們根據物理理論計算列車相遇,最為直接的要說我們的天氣預報,我們現在對於天氣的預測是有很大的準確性的,可以想像如果未來我們採用量子計算機,考慮到了各種因素,那麼我們就可以預測未來。那麼未來就變成了固定的。
那麼命運是確定的嗎?命運和因果牽扯到了一起,不光是這個問題,還有上面的時間。因果和時間牽扯到了一起,如果進行時間旅行,那麼必然擾亂因果律。為了解決這個問題,人們想出了平行宇宙理論以及因果循環理論等等。(這個等等是為了挽救我燃燒的腦細胞,有感興趣的可以繼續燃燒一下)
好了那麼用愛因斯坦的話來結束吧。
People like us, who believe in physics, know that the distinction between past, present and future is only a stubbornly persistent illusion.
(像我們這些信仰物理的人都知道:過去、現在、未來的差異僅只是一種堅固持久的幻覺。)
歡迎對這些感興趣的小夥伴們一起討論,也歡迎大神指點。