不懂相对论吗,那倒不怎么要紧……

还记得那个“两朵乌云”的典故吗?1900年4月27日,英国物理学家威廉·汤姆生,也就是开尔文男爵)在英国皇家学会致辞时曾称,“ 动力学理论断言热和光都是运动的方式,现在这种理论的优美性和明晰性被两朵乌云遮蔽得黯然失色了。 第一朵乌云是随着光的波动论而开始出现的……第二朵鸟云是麦克斯韦一玻耳兹曼关于能量均分的学说……”而后来的历史表明,第一朵乌云预言了量子力学,第二朵乌云预言了相对论。刘继军在自己的《鬼脸物理课2》中想要讲的故事,就是相对论。

得益于科学知识的普及力度,今天即使是很多小学生也听说过“相对论”,也听说过爱因斯坦这个伟大的物理学家。但在1905年以及1915年,当阿尔伯特·爱因斯坦提出他的狭义相对论和广义相对论的时候,却少有喝彩之声——因为大家都难于理解。在很大程度上,相对论是经典物理学发展到一定阶段,为了解决新问题而开辟的物理学新领域。相对于当时的时代,相对论可能有一点超前,却并不能说生不逢时;假以时日,随着科学研究的日益深入,相对论完成了自己从狭义相对论到广义相对论的发展历程,也羸得了越来越多的理解与欢迎,并成为新的物理学理论研究的得力工具。

只不过比较有意思的是,爱因斯坦没有因为相对论而获得诺贝尔奖,当他在1921年荣获诺贝尔物理学奖的时候,主要是基于他“对理论物理学的成就,特别是光电效应定律的发现”。可见,即使是在上个世纪的二十年代,相对论已经提出相当一段时间了,却还是少有人能够弄得懂这个玩意儿,诺贝尔奖的那些评委们自然也在其中。

事实上,在狭义相对论提出以前,人们一致公认,时间和空间是各自独立的绝对的存在。艾萨克·牛顿的经典力学和经典运动学就是在绝对时空观的基础上创立的。而爱因斯坦的相对论则在牛顿的经典力学和麦克斯韦的经典电磁学等的基础上,首次提出了“四维时空”的概念。这一概念认为,时间和空间各自都不是绝对的,而绝对的是一个它们的整体——时空,不同的观者所定义的时间和空间可以是不同的。爱因斯坦的狭义相对论更新了人们的世界观。也正因为相对论是一个革命性的理论,所以深味其内涵的物理学家确实也不多,更别提那些普罗大众了。但在客观上,相对论直接和间接地催生了量子力学的诞生,也为研究微观世界的高速运动确立全新的数学模型。

也正因为如此,所以关于相对论,更多的是譬喻和故事。比如说有一次,一群年轻人想要爱因斯坦解释一下相对论。爱因斯坦就讲了一个故事:“比方这么说——你同一个美丽的姑娘坐在火炉边,一个钟头过去了,你觉得好像只过了5分钟!反过来,你一个人孤独地坐在热气逼人的火炉边,只过了5分钟,但你却像坐了一个小时。”这是一个很形象的比喻,年轻人一下就听懂了其中的道理——虽然他们还是不明白相对论到底所指为何。不过科学家们倒是越来越多地接受了相对论。直到前几年,也就是2015年在庆祝广义相对论提出100年的时候,爱因斯坦和他的相对论又一次成为了“网红”。

刘继军在他的《鬼脸物理课》的“第2课”中,讲的就是相对论的故事。相比较物理学理论可能天然具有的枯燥与乏味,当刘继军用小说的笔法、幽默的语言,再加上一些漫画,把包括相对论在内的科学理论趣味化、故事化、形象化地讲出来的时候,恐怕就会更多地拉近普通人与相对论之间的距离。不是每一个都可以成为学霸,但在成为学霸的过程中,越来越多的人因此而变得更有知识、更聪明,也就达到目的了。

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