請問各位(相對論)是什麼呢?!舉些例子正名 - 生活

By Valerie
at 2005-11-11T00:00

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因為老師上課有提到相對論
要我們找相關資料
所以............
麻煩各位囉!!

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By Caroline
at 2005-11-11T10:19

量度值雖然並不見得「很真實」，但還有什麼會比量度「更真實」呢？
相對論的提出不是偶然的。在十九世紀末，物理學家們便遭遇許多困難，當干涉儀的實驗結果困擾物理學家的時候，愛因斯坦立刻放棄乙太的概念並假設光速具有不變性﹙任何觀察者測得之光速為同一固定值﹚，勇於懷疑傳統牛頓的絕對時空概念，以「窮則變，變則通」的革新思想提出相對論。這段歷史與愛因斯坦同哥本哈根論者的激辯是同樣精采，愛因斯坦之所以成為近代物理的奠基者是有原因的。
　　原本二十世紀前，人類已經習慣了牛頓所帶來的絕對真理與絕對價值，它的權威性提供了一種絕對安全感和最後歸宿感，可是相對論卻像一口巨大的喪鐘在人類頭頂轟鳴，使人們從牛頓教條弄得呆滯的狀態下醒來，把人們一勞永逸的樂觀夢想，變成前途茫茫的悲觀困惑。
狹義相對論指出，由於光的不變性使觀察者無法區分絕對靜止與等速運動；愛因斯坦得以肯定時間與空間的相對性，即觀察者對時空的描述會隨著運動狀態而改變──在相對論中觀察者所測量到之相對運動的物體，其長度顯得更短，而時間顯得更長。如果把光訊號當作傳遞事件因果次序的最快訊號，我們感覺﹙也是量測﹚到的因果現象，亦會隨著觀察者的運動狀態而不同。愛因斯坦以「對一實際參考體的相對運動」來代替空間的量度，以「光速」代替時間的量度，換句話說，愛因斯坦以物理的操作定義來取代牛頓對時空哲學式的「簡單定位」之定義。
　　人類的感官往往是不真切的﹙所謂的表象主義﹚，故以物理量度方式來描述事件是最真切不過，但相對論卻告訴我們，即使是量度的結果，不同的觀察者對同一事件竟會提出截然不同的描述。例如﹙同時性的問題﹚對於A、B兩事件，甲說A先B發生，乙說B先A發生，但相對論竟告訴我們二者都對，即各結論對所屬觀察者各是正確的。可是 (1) 不同座標系的觀察者對同事件的長度與時間描述，皆不相同，但是同事件其本體論上的時間與長度不可能是這樣又是那樣。 (2) 兩事件在其本體論上的因果次序，不可能是這樣又是那樣。這導致我們必須要問：我們所觀察與認知的是實在界嗎？人類對事件的物理量度「真切」﹙即符合本體論的實在界，在下文讀者必須區分『真切』和『真實』的含意﹚嗎？相對論是否分割了實在界與現象界─實際值與量測值之間的一致性？或者這樣問：人們能否一如物自體般的客觀認知實在界？
　　人類對事物的認知並不真切：就連物理量度──原本我們比較信任的認知對象工具──都如此深受主體狀態因素所影響，我們怎能確信自己觀察量度出來的結果是真切的呢？愛因斯坦在其著作＜相對論＞中譯本三十頁裡曾提到「我們所看到物體在運動中收縮的現象，事實上並非運動物體的本身在收縮，如是物體本身在收縮，這樣就毫無意義了」，同理，狹義相對論裡的「時間膨脹」，基於 (1) 我們必須堅信關於時空的本體論事實只有一個。 (2) 由於狹義相對論效應﹙長度縮短、時間膨脹﹚出現於兩不同慣性座標系間的量度，故我們無從區分並判斷實際值與測量值──實在界與現象界──是否一致。基於這兩點，筆者可以肯定：人類對被觀察對象的認知結果的確不真切，而且此狹義相對論效應只是「假象」罷了，實在界﹙例如運動物體本身的長度﹚並不可能會因為觀察者或被觀察者的運動﹙等速﹚狀態而有所絲毫改變。但是廣義相對論﹙加速座標系與重力場中的時間膨脹、空間彎曲與光線曲折﹚不是「假象」，例如巒生子問題的兩位主角最後回到同一座標系時年齡竟然不同，在這裡必須區分廣義相對論與狹義相對論是有些不一樣的。
　　在狹義相對論裡，我們無法驗證，當現象界改變時，實在界是否與現象界有對等的改變。或許這樣說會更清楚：我們根本無法知道實在界究竟發生了什麼，因為我們觀察不到被觀察者本身，我們只能夠觀察到光訊號所傳遞之已發生的事件現象，對人類而言，實在界究竟發生什麼是不重要的，重要的是現象界所發生的一切，這才是真正與主體有關聯──所以什麼是事實？觀察者所只能觀察到的「現象」就是事實，雖然它不見得「很真實」，但還有什麼會比它「更真實」呢？
　　相對論推翻了牛頓的絕對時空，但並不是沒有絕對速度，只是無法找到它罷了，畢竟「相對是建立在絕對上」。如果上帝就在空間的絕對原點，我們將發現，光速的絕對性竟使得上帝隱藏了起來──這似乎是上帝刻意的安排。人們只能掌握跟自己本身狀態有關的操作值，再去設想「絕對」是沒有意義。人類﹙主體﹚是不可能脫離自己的「參考架構」去判斷事物；相對論明白告訴我們這點，即使是在物理裡，自己對事物的觀察﹙認知﹚結果永遠與本身的狀態﹙主觀因素﹚有密切關係，我們再也無法企求絕對唯一的客觀。
　　愛因斯坦說：「我們力圖借助物理學理論，在迷宮中為自己尋求一條道路，藉著通過大量已觀察到的情況，來整理和理解我們的感覺印象。我們希望觀察到的情況，能夠與我們對實在界所作的概念相符合，如果不相信我們的理論結構能理解客觀實在界，如果不相信我們世界的內在和諧性，那就不會有任何科學。這種信念，並且永遠是一切科學創造的根本動機……在我們所有努力中，在每一次新舊觀念之間的戲劇鬥爭中，我們堅定了永恆的求知欲望……當在求知上所遭遇的困難越多，這種欲望與信念也越增強﹙註七﹚。」儘管愛因斯坦始終期待實在界與現象界的緊密統一，正如同他始終不願放棄物理決定論，但是思潮的發展卻離他的期待越來越遠，而諷刺地，他的相對論正是這個趨勢一開始的源頭。
　
2005-11-11 16:45:34 補充：
和大家聊聊「特殊相對論」！
2005-11-11 16:46:06 補充：
相對性（同等性）原理：在所有慣性系（不受外力作用，作直線等速運動的系統）中，物理法則是相同的。
光速不變。（不受光源、慣性系或觀測者的運動影響）
2005-11-11 16:47:11 補充：
依照《特殊相對論》，會得到許多與古典物理相悖，及根據常識想像不到的結果，我現在一一介紹：同時刻的相對性：在A系統中同時發生的事，在B系統看來，不一定是同時的。什麼意思呢？比方在一輛火車車廂的正中央裝設一個光源，當車廂的前後門接收到光源所發出的光時，車門就會打開。我們把車廂當成A系統，對於一個待在車廂裡的人來說，因為前後門離光源一樣遠，所以不管車廂是靜止的還是運動的，前後門一定是「同時」打開的。
但是，對於待在月台上（B系統）的人來說，可不一定是這樣唷！^_^
2005-11-11 16:47:18 補充：
當火車靜止時，對月台上的人來說，車廂前後門也是「同時」打開的。
但是，如果車廂不是靜止的，而是向左邊運動，那麼，對於待在月台上靜止不動的人看來，光源的光會先到達後門，才到達前門。所以，後門先打開、前門才打開，前後門不是「同時」打開的。
這表示什麼？這意味著在運動中的火車裡看見的「同時」，和在外面看見的「同時」並不一樣。這就叫做「同時刻的相對性」。^_^
2005-11-11 16:47:46 補充：
勞倫茲收縮：物體運動速度越快，長度越短。
這個更玄了？！那麼如果我們跑得飛快，不是就變「瘦」了？！（嘻嘻！太好了，不必去“媚 × 峰“了！^_^）
沒錯！的確如此，而且這個神奇魔術，其實和前面提到的「同時刻的相對性」有關喔！
再以車廂作例子。我們能看見東西，是因為光線進入我們眼中的關係！如果車廂是靜止的，那麼，我們站月台上離車廂兩頭等距離的位置，車廂兩頭（A點和B點）的光進入我們眼睛的距離是相等的，所以對於站在月台上的我們來說，我們可以「同時」接收到來自A點和B點的光，因此，我們看見的車廂就是原來的長度。（車廂長度＝原長）
2005-11-11 16:48:47 補充：
但是，如果車廂往左邊運動，那麼，A點離我們的距離越來越遠，B點離我們的距離越來越近，所以，當我們看見某一時刻來自B點的光時，同一時刻來自A點的光只走到半路；而真正進入我們眼中的光，其實是更早的時候（A′）發出的。也就是說，我們「同時」看見的，是來自A′和B的光，因此，我們看來，車廂就變短啦！（車廂長度＜原長]
2005-11-11 16:48:55 補充：
不過「勞倫茲效應」在生活中是體驗不到的！因為它有個前提，就是物體的運動速度必須要接近光速才行！我們都知道光速每秒約300000公里，如果一架太空船以每秒258000公里的速度飛行，那麼，太空船在靜止的我們看來，長度會縮短一半；當然囉，從太空船裡看我們，我們的身體也瘦了一半喔！^_^
2005-11-11 16:50:04 補充：
E＝mc2：質量與能是等價的。
「E＝mc2」這個公式幾乎已經等於「相對論」的代名詞，任何人講到相對論，即使完全不懂相對論是“蝦密東東“，也能脫口而出“E＝mc2“！這個公式說明了質量與能量的等價性，這在古典物理裡面，這是根本不可能得到的結論。
這個公式可以從兩方面來看：
第一、當物質得到能量進行運動時，它的質量也會隨著增加。也就是，能量在此轉換成質量。公式如下：
從這個公式可以清楚看出：在速度v遠小於光速c時，物體質量m幾乎等於靜止質量m0；但是當v逼近光速c時，m就會急速暴增，逼近無窮大！這也說明了：超越光速的運動是不可能的！

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