16歲的愛因斯坦:如果你能趕上一束光會發生不一樣的事情!
「追光實驗」是一場著名的思想實驗,它源於愛因斯坦在16歲時問的一個簡單問題:如果你能趕上一束光的話,它看起來會像什麼樣子呢?你會看見一條條靜止不動的波紋嗎?這個問題促使愛因斯坦用50年的生命歷程來探索空間和時間的奧秘。
我們知道,當一列火車與一輛汽車同時向同一方向前進時,它們的相對速度就是它們自身速度的差。假設火車的時速為100公里,汽車的時速為90公里,火車對汽車的相對時速就是10公里,也就是說,坐在汽車裡的人看到火車的時速是10公里。如果它們的時速同為100公里,則坐在汽車裡的人看到火車是靜止的。
但是愛因斯坦發現,光不存在相對速度,光速永遠為C(30萬公里/秒)。即使我們能以30萬公里/秒的速度與光並行(當然,這幾乎是不可能的,因為一個物體若以光速前進,它的靜止質量必須為零)。我們測量到的光速依然是30萬公里/秒,因此,我們永遠不可能看到靜止的光波。當我們行進的越快,我們的時間就會變得越慢,而且尺子也收縮得越短,甚至我們的思維速度也在同步變慢,從而正好使我們無論何時測量光速所得的結果總是相同的。
這就是愛因斯坦的狹義相對論原理:光速永恆不變,時間與空間具有相對效應。愛因斯坦使用的思想實驗方法不是現代實證科學的所謂「觀察、假設、實驗」。愛因斯坦曾說:「在原則上,試圖單靠可觀察量來建立理論,那是完全錯誤的。」愛因斯坦所做的和實證科學的要求不同。因此,一百多年前當他提出相對論時,遭到幾乎整個科技界的嘲笑和排斥。然而,愛因斯坦思想的巨大現實意義是用非實證方法得到的理論也是可以描述這個宇宙的。
人們似乎只關注他的思想成就,而忽視他產生可以改變科學和哲學觀的思想過程。愛因斯坦思想的巨大現實意義是突破實證科學框框、用非實證方法得到的理論也是可以描述這個宇宙的。


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