1700909595
1700909596
他们把一个留在地面，放在机场候机厅里，给另两台钟在两个航班上各订了一个座位。
1700909597
1700909598
想象一下飞机上其他乘客看到这一情景的反应就让我忍俊不禁……
1700909599
1700909600
不管怎么说，那两架飞机起飞了，一架向东飞，另一架向西，各绕地球一圈，最后回到它们出发的机场，三台原子钟表再次会合。因为地球本身向东自转，因此向东与向西飞的飞机在相对于机场的整体速度上有一点点差异。
1700909601
1700909602
现在，如果大自然遵循我们的直觉运行，那么无论飞机怎么飞，三台原子钟应该依然保持同步，对于上帝放在自己床头柜上的宇宙标准钟表来说，一秒钟就是一秒钟，每一秒钟过去，那根秒针就移动一格。你见过或使用过的所有钟表，不管是不是机械的，显然都是这样的。就这么简单。然而……不对，不是这样的。大自然才不在乎我们的直觉，碰巧这个关于钟表与时间的直觉是错的。只是我们通常使用的钟表精度不够，没能显示出这种差别而已。我们的直觉是错的，而爱因斯坦却是正确的。
1700909603
1700909604
当飞机回到当初的机场时，哈夫勒和基廷发现他们的三台钟已不再同步。
1700909605
1700909606
向东飞行的飞机上的钟与放在机场的钟相比慢了十亿分之五十九秒，而往西飞的飞机上的钟表则快了十亿分之二百七十三秒。
1700909607
1700909608
如果这三台原子钟一直放在一起，需要超过三亿年才能自然地产生这样的误差。
1700909609
1700909610
哈夫勒和基廷认为，差异有着两个不同的来源。
1700909611
1700909612
一是速度，按照爱因斯坦所猜想的狭义相对论：三台原子钟之间的相对速度的确能够造成一些微小——但可测量——的时间膨胀效应。
1700909613
1700909614
而第二个来源与速度无关，而是引力，来自爱因斯坦的广义相对论：就像一个重球滚动在橡皮膜上，球近处的膜变形比远处的要显著，爱因斯坦认为，地球对于时空的影响在地球表面比在飞机飞行的高空更显著，这个高度差别也会造成两处时间流逝的差异。
1700909615
1700909616
这两种效应相互独立，哈夫勒和基廷在进行他们的实验之前就已算出结果。
1700909617
1700909618
将两者相加。
1700909619
1700909620
总而言之，爱因斯坦的理论预言与固定在地球表面的钟相比，往东飞的钟会慢十亿分之六十秒，而往西飞的钟应该快十亿分之二百七十五秒。
1700909621
1700909622
实验证实了他的预测。
1700909623
1700909624
1700909625
1700909626
上述时间差别或许听起来微不足道，的确如此，但要注意飞机并没有飞得很快，地球也不是一个太大的天体。飞得更快和/或离引力更强的物体更近时，时间差异会变得巨大，就像你在梦里经历的以接近光速飞行的飞机上所发生的事那样。
1700909627
1700909628
毋庸置疑，哈夫勒和基廷实验的精度自一九七一年起到现在已被不停提高，以越来越高的确定度证实了这一结论。时空的确意味着它所意味的含义：空间与时间的混合。
1700909629
1700909630
在我们的宇宙中，钟表的走动速度决定于谁在看：取决于你在哪里、你身边有什么（引力部分）以及你的速度。在二十世纪早期，这一切还非常抽象，在今天，它们已成为实验事实。我们不得不接受。
1700909631
1700909632
在这个我们的宇宙里，时间与距离不是普适的绝对概念。它们取决于观察者，取决于是谁在体验以及谁在观察。它们都是相对的，否则，光速就无法成为常数，也无法成为极限。
1700909633
1700909634
好了，那我们人类又该如何加以应对？它改变了我们的日常生活没有？那个完全取决于速度的部分的确如此，是的——而且改变了很多。不仅我们的技术常常利用各种快速运动的粒子的交换来传递信息，而且狭义相对论还帮助我们了解构成我们的物质是如何工作的。你很快就会看到，构成我们身体的原子里的电子——以及这个世界上其他许多极小的东西——都以相当快的速度运动。
1700909635
1700909636
关于引力或时空的部分，虽然听起来很奇妙，但至今为止，只有一种面对大众市场销售的设备用到了它：GPS，即全球定位系统。每次你利用GPS确定自己的位置时，不管是智能手机里的GPS还是车里的GPS，它们都考虑了地球周围空间与时间弯曲的效应。离地面越近，弯曲程度越大——不仅在空间上如此，在时间上也是如此。
1700909637
1700909638
天空里的卫星中有一个钟表，与你的GPS接收器通信以确定位置。如果不对地面与卫星上的时间不同进行修正的话，你的位置很快就会完全错误，以每天十公里的速度漂移。GPS会因此变得完全无用。GPS的成功应用得归功于爱因斯坦的狭义相对论与广义相对论。
1700909639
1700909640
1700909641
1700909642
好吧。真相就是如此，不存在一只钟表可以在宇宙各个地方以同样的方式走动。
1700909643
1700909644
[
上一页 ]
[ :1.700909595e+09 ]
[
下一页 ]