愛因斯坦的相對論與日常生活有聯繫嗎

愛因斯坦發現的相對論，的的確確是一個偉大的理論，這是上個世紀人類對這個宇宙秘密最深刻的一次發現，這個理論可以解答你心中無數的疑惑。你可能還是在感到茫然地看著我：「我聽說過相對論，可是它跟我們的日常生活有關係嗎？」

當然是有關係的，比如，GPS導航系統現在已經是一個滿大街都可以看到的常用小電器了，我估計很多讀者都有一個車載的，或者手機裡面就有一個。我告訴你，如果沒有相對論，那麼這玩意可就會出大問題。因為根據相對論，衛星上面的時鐘會比地面上的時鐘走得快，每天大約快38微秒（0.000038秒），這個時鐘的快慢並不是因為計時器精度不夠造成的，而是因為真正的時間本身變慢了。你設想一下，如果人類沒有掌握相對論的知識，那麼就不會知道發到天上的衛星哪怕用再精確的計時工具計時，也不可能消除這個誤差。你千萬不要小看這似乎微不足道的38微秒，如果不校正的話，那麼GPS導航系統每天積累的誤差將超過10公里（當然這個誤差是垂直方向上的，不是水平方向上的），如果美軍用這個來導航導彈的話，那麻煩可就大了。因此在GPS衛星發射前，要先把其時鐘的走動頻率調慢100億分之4.465，把10.23兆赫調為10.22999999543兆赫，這些數字全靠有了相對論才能那麼精確地計算出來。

神奇！你大概會驚呼一聲，相對論原來就是這個啊。哦不，這並不代表相對論，衛星上的時間變快只不過是相對論無數推論中的一個，我們通過相對論可以精確地計算出衛星上的時鐘和地面上的時鐘的誤差到底是多少。相對論還有很多很多的推論，小到推測水星的運行軌道、在發生日全食時星星的位置，大到可以推演太陽的過去與未來、甚至宇宙的過去與未來。神奇！你再次驚呼一聲，不過你越說越玄乎了，我還是有點不信，你先別說得那麼遠，你前面說啥來著？時間本身變慢了？這個太讓我難以理解了。在我眼裡時間本身是均勻流逝的，我們感受的所謂快慢無非是我們自己的感覺在變化，即便是你的表和我的表走時不準那也不是時間本身不準，而是我們的手錶精度不夠造成的。中午12點整開飯對任何人來說都是12點整開飯，這是一個客觀事實擺在那裡，不會因為我們用的是一塊真的勞力士還是一塊山寨勞力士而改變。坦誠地說，我非常理解你的這種想法，並且，我還要恭喜你，你的這個思想和偉大的牛頓是一模一樣的。但非常遺憾，這個想法錯了，真的錯了。

相對論是研究時間、空間、運動這三者關係的理論體系的總稱，它是這100多年來人類最偉大的兩個理論之一（還有一個是量子理論，那又將是一個長長的激動人心的故事，推薦閱讀《上帝擲骰子嗎？量子物理史話》，作者曹天元），諾貝爾物理學獎是不足以來評價相對論的偉大的。如果上帝真的存在的話，上帝過去總是說：「人類一思考，上帝就發笑。」相對論之後，上帝改口了：「人類一思考，上帝就發慌。」

我們對相對論的誤解實在是太多了。大多數人都覺得相對論很神秘、很深奧，是大科學家才能理解的東西。這種誤解來源於一個廣為流傳的關於相對論有多難懂的故事，說的是一個記者問天文學家愛丁頓：「聽說全世界總共只有三個人能懂愛因斯坦的相對論，您是其中之一，是不是這樣？」愛丁頓一時沉默了，正當記者以為愛丁頓要反駁的時候，沒想到愛丁頓說：「我正在想另外兩個人是誰。」我估計當時這個記者就震驚了。不管這個故事是真是假，總之給我們的一個印象就是相對論很難懂。但是大家千萬不要忘了，這個故事發生在100多年前的1906年，那時候相對論剛剛被愛因斯坦用嚴謹的數學語言描述出來，對那個時代的人來說確實是很難理解的。不要說相對論了，你想像一下如果你回到乾隆年間，對大知識分子紀曉嵐說隨便找一個三角形的東西，把三隻角割下來拼在一起，不多不少，總是恰好能拼出直直的一條邊。

（把三角形的石桌的三個角割下來拼在一起，必定可以得到一條直邊）

鐵齒銅牙的紀曉嵐一開始肯定不信你，真的去找了一些三角形的物件來，一驗證，發現完全正確，即便是我們的大知識分子，紀曉嵐也會表示很神奇。但要是在現代，隨便找一個初中生就能給你證明三角形的內角和是180度，他會告訴你這是一個很簡單的幾何常識。

同樣，相對論的一些基本原理和概念對我們現代人來說，也一點都不高深，不神秘，很好懂，關鍵在於你是不是願意聽我娓娓道來。

關於相對論的謠言粉碎機

一、某些偽哲學家最喜歡說的一句話就是「偉大的愛因斯坦發現了這個世界的奧秘：世間萬物都是相對的，沒有什麼是絕對的」。

胡說八道！尤其是每當我跟某些人說「這是不會變的」的時候，對方告訴我愛因斯坦的相對論禁止這種想法。我忍不住就大喊一聲：「胡說八道，誰告你愛因斯坦說過這句話，別給愛因斯坦抹黑！」事實上，愛因斯坦在晚年一直很不喜歡別人把他的理論叫做「相對論」，他自己覺得他的這個理論應該叫做「不變論」，因為他的理論中最重要的部分是那些數學方程式中的不變數。愛因斯坦深以為自豪的是他發現了宇宙中一些永恆不變的常量，更何況整個相對論都是從「在真空中光的傳播速度恆定不變」這一實驗基礎上發展而來的。如果當年相對論真的如愛因斯坦所希望的那樣叫做了「不變論」，我很想知道偽哲學家們是否又要說：「偉大的愛因斯坦發現了這個世界的奧秘：不管世界怎麼變化，永恆的永遠就是永恆的。」

有很多人認為相對論是用來造核武器的理論，愛因斯坦正是現在人類面臨的核危機的罪魁禍首。這次日本大地震導致的福島核電站的泄漏又一次帶來了很多這樣的謠言「要不是愛因斯坦，要不是相對論，何至於此」。

我只能表示無語。事實是關於核武器，愛因斯坦唯一做過的一件事情是在一封很多科學家寫給美國總統羅斯福的信上籤了字，這封信主要講的是希特勒有可能正在研製一種威力巨大的「新型炸彈」，如果被希特勒研製出來，很有可能改變二戰的進程，美國也應該組織力量進行研製，以阻止可怕的災難性後果。而相對論只不過是對這種新型炸彈為什麼會有如此大威力的一種理論解釋，即便沒有相對論，這種炸彈也一樣能造出來，只不過人類不知道為什麼威力如此巨大而已。這就好像我放了一個屁，把自己臭死了，但我百思不得其解為什麼這麼臭，直到有一天化學家和生物學家通過研究發現了臭屁的原理，但是沒有理論仍然不能阻止我放出臭死自己的這個屁。正如有著「活著的愛因斯坦」之稱的霍金指出的那樣：把原子彈歸咎於愛因斯坦的相對論就如同把飛機失事的責任歸咎於牛頓的萬有引力定律類似（參見霍金《果殼中的宇宙》）。

來自《時間的形狀》

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