所以 , 充分领会了 马赫精神的 爱因斯坦在考虑时间时 , 必然也要把时间建立 可观测的基础之上 , 而可以用来观测时间的仪器自然就是 时钟 。
因此 , 爱因斯坦在说某个事件的发生时间时 , 他不再想着有个 绝对时间 , 而是想着这个事件发生处 时钟的读数 , 所以我们要谈时钟的校准 。
异地时钟校准了 , 我们就可以判断两个异地事件是否同时发生了 。 因为我们假设了 空间的均匀性 , 所以也可以直接用 两个事件发射的光信号是否同时达到它们的中点来判断它们是否 同时发生 。
这样 ,同时性这个概念也可以用具体的实验来判断了 , 这很 实证主义 。 然后 , 我估计就 没有然后了……
22-最后的沉思
总之 , 现在 爱因斯坦的头脑里装着各种各样的想法 , 有 洛伦兹的 对应态定理、地方时的概念 , 也有深受 马赫影响要抛弃 绝对时间的执念 , 也有关于 时钟的同步 ,同时性的判断( 庞加莱的《科学与假设》里也写了这方面的内容)等问题 。
很多线索都指向 时间这个概念 ,时间是可疑的!
但 爱因斯坦并不能把它们完全理顺 , 融会贯通 。 他需要一个契机 , 跟 贝索的讨论就是这个契机 。贝索作为一个局外人 , 肯定注意到了爱因斯坦某些没注意到的地方 , 或者贝索的某些无心之言刚好提醒了爱因斯坦 。
于是 ,爱因斯坦陷入了沉思……
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“没有 绝对时间 , 有意义的只是时钟记录的 时间 。 ”
“任何关于时间的判断都是对 同时性的判断 。 比如火车7点到站 , 它意思是火车到站这个事件跟我时钟的短针指到7这个事件是同时发生的 。 ”
“两个异地事件是否同时发生 , 可以用闪光是否同时到中点来判断 。 ”
“ 洛伦兹用 对应态定理成功地在 v/c一阶情况下解决了电磁理论满足 相对性原理的问题 , 他的核心就是用一个叫 地方时的概念来代替运动系里的时间 。 这虽然只是一个数学技巧 , 但看起来 , 就 仿佛好像在运动系里真的有一个独立的时间似的 。 不知道的人一看这个公式 , 搞不好还真以为有两个时间……”
“慢着 , 两个时间?”爱因斯坦突然神情紧张 , 表情凝重 , 周围一片空灵 , 一个极为大胆的念头从他的头脑里一闪而过 。
“如果我真的认为 洛伦兹引入的地方时就是真正的时间呢?本来就没有绝对时间 , 那么每个参考系就都可以用自己携带的时钟来测量自己的时间 。 ”
“如果我认为 地方时才是 真正的时间 , 那么每个参考系的地方时才是他们的时间 , 这样 洛伦兹的电磁理论满足相对性原理反而就有了 物理意义 。 那么 ,对应态定理中时间项的复杂关系 , 难道是在暗示 两个参考系的时间的确不一样?”
“慢着慢着 , 有可能是这样的么?这个想法太大胆 , 太疯狂了 。 如果两个参考系的 时间不一样 , 而且它们在一阶精度下存在 对应态定理说的那种关系 。 那么在 一个参考系里认为是同时发生的两个事件 , 在另一个参考系里就有可能被认为不是同时的 。 ”
“ 同时性的概念也很好判断 , 用两个闪光是否同时到达中点就行了 。 假设 地面系看到两道闪电同时击中车头车尾 , 火车中点有一个人 , 那么闪光在传播的过程中火车肯定要前进一段距离 。 于是 , 火车中点的人必然会 先看到来自 车头的光 ,后看到来自 车尾的光 。 ”
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