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【双星伴月|时间非独立存在 物理学家发现“时间”的奥秘】
先从一个简单的事实说起:时间的流逝在高山上要比海平面快 。
两者差异很小 , 但可以用精密计时器测量出来 , 只要多加练习操作 , 任何人都可见证时间的延迟 。 利用专业实验室里的计时器 , 即使海拔只有几公分的差距 , 也可以观测到时间的延迟:放在地板上的时钟会走得比桌上的时钟要慢一点 。
变慢的不只是时钟 , 越低的地方 , 所有进程都会变得越慢 。 两个朋友各分东西 , 一位住在平地 , 另一位住在山上 。 几年后两人再相见 , 在平地生活的朋友度过的时间较少 , 变老较慢 , 他的咕咕钟机械装置摆动的次数也较少 , 做事的时间较少 , 种植的植物长得较慢 , 厘清思绪的时间较少…… 。 在低处 , 时间流逝得比高处要少 。
令人惊讶吧!但这便是世界运作的方式 。
但真正令人惊讶的是 , 在前一个世纪 , 并没有足够精密的钟表来测量时间的延缓 , 却有人已经了解到时间的延迟 , 这个人就是亚伯特.爱因斯坦 。
科学思维的核心是在观察某些事物前便先理解其能力 。 古希腊哲学家阿那克西曼德在船只能够环游地球之前 , 早已知道天空一直延伸到超越人类脚步所能及之处 。 在远早于太空人登陆月球的时期 , 哥白尼便已知地球会转动 。 同样的 , 在钟表的发展精确到足以测量出时间在各地以不同速度流逝之前 , 爱因斯坦便已知道 , 每个地方的时间流逝速度并不一致 。
在这些进展中 , 我们得知 , 一些看似不证自明的事 , 实际上不过是偏见 。 很明显的 , 天空在我们上方而非下面 , 否则地球就会掉下来 。 事情看来理所当然 , 地球似乎是静止不动的 , 否则所有事物都会撞在一起、混乱不堪 。 同样显而易见的是 , 时间在所有地方都以相同的速度流逝…… 。 等孩子长大以后 , 会发现世界并不像小时候从家里望出去的模样 , 整体来说 , 人类的情况也是如此 。
爱因斯坦曾问过自己一个问题 , 这个问题在我们学习重力时或许也曾感到困惑:“太阳与地球没有互相接触 , 两者之间也没有借助任何东西 , 它们是如何互相‘吸引’呢?”
于是他寻求并找到了合理的解释 , 想像太阳和地球并没有直接互相吸引 , 而是分别对它们之间的东西产生作用 。 既然太阳和地球之间存在的只有空间和时间 , 他便想像两者是分别调整周围的空间和时间 , 如同一个物体浸入水中会将周围的水排开 。 这种时间结构的调整变异 , 反过来影响星体的运动 , 造成太阳和地球互相朝彼此“掉落” 。
这个“时间结构的调整变异”指的确实就是上文所说“时间的延迟”───质量会减慢其周围的时间 。 地球是质量很大的物体 , 会使附近的时间变慢 。 这种作用在平地较为明显 , 在高山则较不明显 , 因为平地的距离比较近 。 这就是为何前面住在海平面的朋友较慢变老的原因 。
如果物体掉落是由于时间的延迟 , 在时间流逝一致的地方 , 例如行星际空间 , 物体就不会掉落 , 而是漂浮 。 在地球表面 , 物体会自然倾向于时间流逝较慢的地方运动 , 就像从沙滩往大海奔跑时 , 海水的阻力会让我们向前方跌进海浪里一样 。 物体向下掉落 , 是因为地球使较低位置的时间变慢了。
因此 , 即便无法轻易观察到 , 时间的延迟仍有着极其重要的影响───它使物体掉落 , 也因此 , 我们可以在地面站稳 。 如果我们的双腿可以牢牢站在地面上 , 那是因为我们的身体会自然趋向于待在时间流逝较慢的地方───与头部相比 , 脚部的时间流逝得更慢 。
听起来很奇怪吧?这就好比观看日落 , 太阳缓缓消失在远方云层后面时 , 我们会突然想起 , 不是太阳在转 , 而是地球在运转 。 我们用主观的双眼看着整个地球───以及我们自己───向后旋转 , 远离太阳 。 我们用“疯狂的”眼睛看世界 , 就像保罗.麦卡尼〈山上的傻瓜〉(The Fool on the Hill)歌词所说:“有时疯狂的视野 , 会比平常所习惯的呆滞视野 , 看得更远 。 ”
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