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万物在四维时空中的运动速度都是光速,此刻的你也在光速飞行

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看到题目中的描述,你可能会一脸懵逼:纳尼?人类的最快速度也只有百米9.58秒,由博尔特创造的,现在你告诉我人类以光速飞行,你是不是疯了?



千真万确,我没有疯。

要想彻底弄明白我想表达的意思,需要解释一下何为“速度”!

平时我们所讲的速度,其实都是建立在空间的概念基础上,说白了就是空间上的位移除以时间。在单位时间里,你在三维空间里移动的距离,就是你的速度。



这种对速度的定义,当然是可变的。而且,这种定义下的速度,不可能超过光速,这在爱因斯坦的狭义相对论里有明确表达。

我想这也是为什么当我说“万物的速度都是光速”时,你会如此激动,如此扯淡。

其实要想明白我到底想表达什么,最关键的一点是对“时空”的理解。我所讲的“万物的速度都是光速”,指的是万物在时空,在四维时空里的速度,而不是空间里的速度。

所谓差之毫厘失之千里,空间与时空,虽然只有一字之差,但两者有本质区别,其实也是牛顿力学与相对论之间的本质区别。

说白了,牛顿力学是以三维空间或者说孤立的空间和时间为基础的,而相对论是以四维时空,时间和空间作为有机整体为基础的!



用物理学属于描述就是,牛顿力学的背景是欧式几何,而相对论的背景是闵氏几何。相对论中最基本的东西是事件,而一个事件肯定会包括四个基本要素,包括3个空间坐标和1个时间坐标,时间和空间在相对论里是平等的,也是不可分割的整体。

三维空间里的速度,也就是平时我们平时讲的速度,指的是三维空间里的速度,空间的位移除以时间,就是速度。

而到了相对论这里,速度是四维时空的速度,该如何定义这个速度呢?

按照三维空间里对速度的定义,四维空间的速度应该是这样的,从四维空间里的一个点移动到另一个点的“时空位移”处于时间,就是四维空间里的速度。



这里的重点是”四维时空里的“时空位移”,如果你之前对时空图或者世界线有所了解,自然就很容易理解“时空位移”的概念。当然如果不了解时空图也没关系,这里尽可能通俗讲解。

刚才讲了,四维时空中最基本的东西是事件,而一个事件有四个坐标,分别是三个空间维度坐标和一个事件维度坐标。那么,四维空间里的时空位移,就是从一个事件移动到另一个事件。

记住,四维时空有四个坐标,因此即便你坐在沙发上一动没动,并不代表你的时空位移为零。为什么?

因为你所谓的“一动不动”仅仅指你空间的三维坐标没动,但从四维空间的层面来看,你的时间坐标一直在流动。比如说,你从早上7点到8点一直坐在沙发上椅子不动,你在7点的时空坐标,与你在8点的时空坐标当然不是一个时空坐标了,是两个不同的事件,这两个事件之间就有时空位移。



而有位移,就有速度,而这种方式计算出来的速度就是四维空间下的速度。也就是说,即便你坐着一动不动,你在四维时空里仍旧有速度,而这个速度就是题目中所讲的“万物在四维时空中都以光速运动”的速度!

到这里,应该有感觉了吧,应该感觉到某些可以意会但不太好言传的东西了吧?

说白了,如果你能够明白“即便你一动不动,你在时间维度仍旧有速度”这个结论,问题就解决了一大半。而接下来只要我们能证明这个速度就是光速,问题就彻底解决了。

接下来,一起来一个思想实验。

你的一生,从出生到死亡,一刻不停体感受到时间永远在向前流动,直到死亡!对此,你无能为力,无论你如何折腾,你都无法挣脱时间长河无情地奔腾下去,一去不复返!



也就是说,你一动不动度过一生,与你快速奔跑度过一生,或者其他方式度过一生,其实并没有什么本质区别,时间都会静悄悄地流逝。

等等,真的没有什么区别吗?

非也!如果你运动起来,在空间上的坐标就发生了变化,意味着你在空间维度上获得了速度。空间上的速度会带来什么改变呢?



很多人可能都知道了吧:钟慢效应或者时间膨胀效应。

速度会让时间变慢,速度越快时间就越慢。说白了,空间上的速度,可以让你在时间维度的速度变慢。而且空间维度的速度越快,时间维度的速度就越慢。

当你空间上的速度达到最大,时间维度的速度就会最小。



空间维度的最大速度是多少呢?没错,就是光速。结论确实如此,当你的速度无限接近光速时,时间就趋于停止,时间维度的速度确实最小。

而如果你空间维度的速度最小时,也就是你静止不动时,时间维度的速度是最大的,其实就是光速。

也就是说,空间和时间维度的速度“总和”永远保持不变,就是光速,你完全可以根据自己的心情把光速分配给空间速度和时间速度!



你可能还会质疑:你这是信口开河,你怎么肯定空格和时间维度的速度“总和”是光速呢?

实际上,可以通过简单的计算就能推算出四维空间的速度公式,结果就是:四维空间里的四个维度的速度的模的平方,正好等于光速的平方。这当然不是巧合,而是必然。推导过程这里就不详述了,有兴趣的可以自己试一下。

到这里,你应该彻底明白我的意思了吧。

其实我们完全可以这样通俗理解,物理课上我们都学过合力的分解,光速就像是一个合力,而时间和空间维度的速度就像把合力分解,分解后的速度相当于“分力”!

总结

我们总是感叹时间太快了,时间都去哪儿了,其实我们有留住时间的方法。只要我们明白了空间维度的速度与时间维度的速度合起来是光速,接下来要做的就是尽可能提升空间维度的速度,也就是让自己动起来,那么时间流速的速度就会变慢!



所以,想要时间慢下来,赶紧动起来吧!

当然,平时我们经历的空间速度实在太慢了,对时间维度的速度影响微乎其微!如果未来某天人类能以亚光速飞行,或许能亲身感受到时间变慢带来的改变!

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