今天,请允许我谈谈个人对相对论的一些见解。
狭义相对论是一个关于世界线长度的理论,在双胞胎问题中,我们可以清楚地看到,双胞胎的世界线具有相同的起点和终点,但它们的轨迹不一样,也就是说,它们的长度不一样。我们只需要记住一点,那就是世界线的长度,其实就是双胞胎真实走过的时间。世界线越长,则年纪越老!!!相对论吧不欢迎讨论双胞胎悖论的文章!
狭义相对论同时是一个关于投影的理论。任何一个优美的理论,总是要有方程的,有方程的等式里,总是有不变量的。在狭义相对论中,这个不变量就是静止质量!我们可以很清楚地看到,一棵树在太阳底下的影子,在一天之中,影子变长又变短,这说明什么?我们不应该去研究影子的变化,而应该去研究树本身。
好了,我们已经懒得再说狭义相对论了。
广义相对论是一个关于引力场和物质场纠缠在一起的理论。在这里,引力场和物质场是相互影响的,也就是相互决定的。也就是说,全宇宙的星体,都会对你产生吸引力,所以当你运动的时候,你会影响到它们的运动,它们也会阻挠你的运动。这非常象楞次定理,也就是磁铁和线圈之间所谓的“插得时候不让插拔得时候不让拔”。
广义相对论同时是一个关于时间和空间的理论。我们每一个人的时间,都是唯一的,我们都带一个表,而且,往往这些表之间是互相不能协调和对准的。换句话说,时间是私人的,而不是共享的!这这里,我们要清楚地知道一个观念,那就是所谓的人,或者观察者,它在广义相对论中是什么东西?答案就是,它是一根单位长度的类时矢量。这个矢量在时空中划出一个轨道,就好象火箭升天,留下痕迹,这个痕迹,就是世界线。它的长度,就是所谓的时间。
广义相对论最后是一个关于矢量场的理论,它与流体力学是非常象的。每一个人都有一个命运,也都有一根世界线。这根线跟着你走,有很多个人,就组成了一个参考系。所以,我们可以说,参考系是一个归一化的类时矢量场。这一点是非常重要的。因为物理学是依赖于参考系的,所以,我们可以研究这个矢量场的几何性,比如这个矢量场是不是可积的,是不是超曲面正交的。我们可以定义矢量场的扭转和膨胀,还有它的剪切。
广义相对论的结构非常复杂而优美,所以人们称之为艺术品。他是爱因斯坦一个人苦心孤诣的创造,但后来也被其他的数学物理学家发展,最重要的是penrose等人,证明了时间本身可能有一个开始,也可能有一个结束。还有yau等人,证明了时空是稳定的,因为它有正的总质量。