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从物理角度来看,同时性是否存在?

2024-08-12科学

有句话说:「这个游戏可以两个人玩。」如果我们从爱因斯坦理论的角度来分析一切,这也适用于相对论的推理。以「同时事件」的概念为例。看似同时发生的事件真的会同时发生吗?比如说,如果两把锤子同时敲击地板。

分析这一点,一切都归结为「相对」这个词。在我们的日常生活中,我们习惯了事件的某个方向——因果、前后、宇宙和巨大的时钟。但爱因斯坦说,时间并不是某种通用的节拍器,对每个人来说秒数都一样。不,时间是一个完全相对的单位。不是绝对的。它的流动取决于你在空间中的移动方式。同时,空间与时间紧密相连,并通过光速相连。

现在让我们了解同时性。从物理角度和经典力学层面来看,这意味着两个或多个事件同时发生。甚至问题也是这样表述的:两个金属球同时落到地板上,灯泡同时亮起,等等。等等。看起来很简单。现在让我们更深入地了解一下。

根据狭义相对论,两个事件是否同时发生取决于你的参照系、你的视角。让我们来看一个经典的例子,事实上,爱因斯坦在一个思想实验中使用过这个例子。如果你相信电影【天才】,那么这个例子几乎成为相对论形成的主要思想。

想象一下两道闪电击中一列高速行驶的火车的两端。对于站在站台上的人来说,他们可能看起来是同时上火车的。但对于火车上的乘客来说,离他较近的排放似乎是最重要的。这至少是因为光速也是有限的,光源越远,「信息」到达观看者所需的时间就越长。因此,附近的闪电似乎来得更早。但从空间站出发,会绘制一个理想的三角形,其中撞击点的距离相同。

在大学教科书中,这通常被描述为同时性问题。本节涉及我们现在正在尝试解决的所有问题。

那么,物理同时性存在吗?从某种意义上来说,是的,但不是绝对的,而是相对的。从所有迹象来看,事件可以绝对同时发生,但事实上一切都取决于观察者的位置。

与此同时,我们还没有开始讨论诸如不可能创造同时性之类的有趣时刻。即使不考虑相对论。比如说,如果两枚硬币掉落在地板上,它们几乎总是会在不同的时间掉落。看起来这件事似乎是同时发生的,但事实并非如此。其中一枚硬币总是会比另一枚硬币早落一点。这是一个平庸的机制。一些小因素总是会产生影响——一阵风、桌子的不平坦、由于生物特征而无法同时记录。

因此,认为正常条件下不可能同时发生是更正确的。