1700940800
物理世界的本质 实际的应用
1700940801
1700940802
在这些讲义里面，我更关注的是新的理论观点，而不怎么关心它们对推动科学进步的实际重要性。但是，若只是涉及那些基本概念，其缺点就是容易留下这个印象，即新物理学太过“不着边际”。那完全不对，相对论在它所适用的实际问题里是很有效的。在此，我只能考虑很基础的问题，这些问题对新理论在先进科学研究中的力量很难公平对待，举两个例子就足够了。
1700940803
1700940804
一、通常一直认为星球受阻于它们自身辐射的回压而降低速度，按照这个观点，由于星球向前运动，所放出的辐射更多地堆积在星球前方，后方的辐射很稀薄。由于辐射施加压力，前表面受到的压力将超过后表面所受的压力，因此，就产生了阻止星球的力，倾向于使星球逐渐静止。在星系运动的研究中，这种效果可以说是极其重要的，表明平均来说，古老的星球必然要比年轻的星球的速度低些——这一结论与观察结果相反。
1700940805
1700940806
但是根据相对论，所谓“达到静止”没有任何意义，相对于一个体系速度的减少即是相对于另一个体系速度的增加。星球既不会达到绝对的速度，也不会达到绝对的静止，因此，这种说法可以作为谬误当即摒弃。
1700940807
1700940808
二、放射性物质所发射出的β粒子，是以不比光速低多少的速度运动的。实验表明，这种高速运动的电子的质量比静止电子的质量高得多。相对论预言了这种质量增加，并给出了质量依赖于速度的公式。质量增加的唯一原因在于，根据定义，质量是依赖于相对长度和时间相对量这一事实的。
1700940809
1700940810
我们以它自身的观点来看β粒子，它是一个与任何其他电子都没有可见的差异的普通电子，但它是以非常高的速度在运动吗？那电子说：“不，那是你的观点。我惊愕地想象你们以每秒100000英里的巨大速度从我边上呼啸而过，我想知道运动这么快是个什么感觉，但这不是我的事。”所以，在静止中沾沾自喜地考虑自身的β粒子毫不注意我们的行动，而对其自身安排了通常的质量、半径及电荷，这个质量正是一个电子的标准质量9×10-28克。但质量和半径都是相对量，对此情形，它们的参照系显然就是适用于沉迷在自我想象的电子的坐标系，即电子处于静止状态的坐标系，但当我们说到质量时，我们是相对于我们处于静止状态的坐标系。通过四维世界的几何关系，我们能够得到两个不同坐标系下质量变化的公式，它是长度和时间计算变化的结果。我们实际上发现，质量增加和长度缩短具有相同的比例（菲茨杰拉德因子），我们观察到的电子质量增加，是由于从电子自身的坐标系和我们自身的坐标系之间计算的变化导致的。
1700940811
1700940812
所有的电子按照它们的观点都相似，明显的差异来自于将它们整合到我们的参考系，而我们的参考系与它们的结构无关。我们对它们质量的计算值要高于它们自己的计算值，这个计算值随着我们各自的坐标系的不同——即我们之间的相对速度不同而增加。
1700940813
1700940814
我们列举这些结果，并非表明或确定相对论的真实性，而是为了说明相对论的应用，这些结果可从麦克斯韦的经典电磁理论结合有关电子表面所处条件的特定假设（在第二问题里）导出。但是要认识新理论（相对论）的长处，我们不仅必须要考察应该能推导出什么，还必须考察所推导出来的是什么。历史的事实是第一个问题，经典理论的结论是错误的，一个重要的补偿因子给漏掉了，关于第二个问题的结论（在经过许多错误后）在数学上是完全正确的。但因为那个结果是从电子的电磁方程式推导出的，由此可以设想该结果依赖于电子是一个电子结构这一事实。据信理论结果与观测结果一致，由此证实了有关电子是纯粹的电结构而不是任何其他东西的假设。上述处理，我们并没有参考电子的任何电性质，业已发现这个现象是唯一的由于质量的相对性所产生的，因此，尽管存在其他一些好的理由使得我们相信，一个电子仅由负电组成，但它们都无以提供质量随速度增加的证据。
1700940815
1700940816
1700940817
1700940818
1700940820
物理世界的本质 小结
1700940821
1700940822
本章将空间体系多样性的观念扩展为空间和时间体系的多样性，被称为空间体系的空间内的位置体系，只是空间和时间里事件位置的一个更为完备的体系的一部分。大自然并没有给出任何明示，说这些体系中的哪一个比其他的体系更优先。我们身处其中相对静止的、特别的体系，相对于我们有一个其他体系所不具备的对称性，因此，我们转到常用的假设，即这个特别体系是唯一合理和适当的体系。但是现在应当抛弃这个以自我为中心的见解，应该在同等基础上对待所有的体系。将时间和空间一并考虑，我们便能够理解体系的多样性是如何发生的。它们对应于事件的四维世界断面的不同方向，这些断面就是“世界范围的瞬间”。并存（现在）被看成是相对的，绝对并存的否定与绝对速度的否定密切相关。绝对速度的知识使我们能够确信过去或将来的特定事件在“此地”而非“此刻”发生，绝对并存的知识可以告诉我们某些事件在“此刻”而非“此地”发生。摒弃这些人为的断面，我们就看见了在沙漏图腾计划之后组织粒飞散和交错的绝对世界结构。我们通过参考该结构来辨别事件的空间类型和时间类型隔开的区别——一种对我们认为空间和时间是根本不同的本能感觉进行辩护和解释的区别。新的概念对实际物理问题的许多重要的应用太过于专业而不能在本书讨论，比较简单的应用之一，是确定物体的物理性质随快速运动的变化，由于运动能够同样恰当地描述为我们自身相对于物体的运动，或者物体相对于我们自身的运动，因此它不能影响物体的绝对行为。长度、质量、电磁场、振动周期等的变化，仅仅是从物体处于静止的体系转到观察者处于静止的体系时所导入的计算值的变化，至此，就容易计算任何这些量的变化公式，由此也就确定了体系的几何关系。
1700940823
1700940824
[1]光速的测量值是往复速度的平均值，除非已设置了“现在”线，单独沿一个方向的速度测不出来，所以它不能用来设置“现在”线。因此要画“现在”线有点困难，“现在”线只有靠武断的假定和公约才能移动。实际上所采用的公约是（相对于观察者）在相反两个方向上的光速是相等的，据此所得到的“现在”线也因此必然成为一种公约。
1700940825
1700940826
[2]在图4里，比例尺表示的一秒时间相应于空间的7万英里。如果我们采取一个经验上更普通的比例，比如说一秒相当于一码，那么“现在所见”线就差不多变成水平的了；这就很容易明白，为什么把四维连在一起的圆锥，对分隔各维的断面会出现错误。
1700940827
1700940828
[3]在一般的相对论里用到测量系统，其中光速不再被赋予相同的恒定值，而是相应于绝对的世界结构的组织里连续变化。
1700940829
1700940830
[4]这一类附加条件显然是必要的，我们经常为了特定目的采用绕地球旋转的坐标系。在这个坐标系里，星球每一天转一圈，因此被认为具有巨大的速度。
1700940831
1700940832
1700940833
1700940834
1700940836
物理世界的本质 第四章 宇宙的静止
1700940837
1700940839
洗牌
1700940840
1700940841
现代物理世界的观点并不全都是由近25年所产生的概念构成的，我们现在不得不处理产生于19世纪早期、自玻尔兹曼时代以来没有发生根本变化的一组观念，如今这些观念显现出巨大的活力和发展。这个主题在这一阶段是相关的，因为它影响到时间问题的深层观点。但这在物理理论里是至为根本的，所以我们迟早必然要在任何全面的探究里涉及它们。
1700940842
1700940843
如果从制造商送来的纸牌中取出一沓，并花几分钟洗牌，这样所有原来的系统顺序痕迹便消失了。不管你们把牌洗多久，原来的顺序也绝不会再现。做过的事情就不能撤销，也即，引入随机因素代替了整齐地排列。
1700940844
1700940845
即便不完美的列举说明也可能有益，因此我在这里简单说两点，这两点影响有关的说明，而非我们计划中的应用。其一，说纸牌搅混后就不能被恢复基本上不正确，如果高兴，你们可以把纸牌整理成它们原来的顺序。但考虑到发生于物理世界里的搅混时，我们不会被如你一样的解围者所困扰。我并没准备说我们将要得到的结论是怎样长久地束缚着人类的心灵，因此我把你们排除——至少我把你们在整理纸牌时所使用的心理活动排除。我之所以允许你们洗牌，是因为你们能够心不在焉地洗牌的缘故。其二，说原来的顺序绝不再现也不完全正确，某一天会发现完全混乱的一组纸牌回复到它原来的顺序，这就是巧夺天工了，那样的原因是因为这一组纸牌数相对很少。在我们的应用中，因事件数目庞大，所以可以忽略这种偶然性。
1700940846
1700940847
下面将继续我们的内容——
1700940848
[
上一页 ]
[ :1.700940799e+09 ]
[
下一页 ]