第二章 空間與時間 【20】

霍金理論中曾提出過一種叫做虛時間的概念，在虛時間裡粒子是可以超光速運動，甚至還可以向後倒退運動，在虛時間裡沒有任何形成宇宙開端或終點的奇點。虛時間的概念不很容易理解，其實大家也沒有必要準確地理解何為虛時間，只須知道它和我們通常的時間不是一個相同的概念就行了。

愛因斯坦的相對論，主要是針對宏觀宇宙空間極大範圍內的解釋。他在狹義相對論中提出了「尺縮」及「鐘慢」的解釋。他提出了質能方程式：E=MC^2，說明極小的物質可以變作巨大的能量。在廣義相對論中他對四種基本力中最弱的一種——引力作出了解釋：引力就是空間的扭曲。打破了人類千百年來一直固守的三維空間的那種不變的概念。他提出了新的四維空間——時間的概念，認為空間、時間本身是一種物質，它們隨時間的誕生而誕生、隨宇宙的滅亡而終止。在整個物理世界的變化過程中，四維空間——時間也始終處於不斷變化中，只是由於人類憑直覺感知的空間範圍太小了，而不易觀察到空間的曲折變化，同時由於人類難以獲得可與光速比擬的高速度運動，因而也很難感知反映時間變化的鐘慢現象。

對超光速表示質疑的觀點中，其中最典型的例子為提出「雙生子佯謬」，說得是一對雙胞胎，哥哥坐上光速火箭到太空中去旅遊了，而弟弟仍然滯留在地球上生活。二百年以後哥哥乘光子火箭回到地球上時，還很年青，而弟弟卻早已作古了。

另外在闡明光速是一切運動物體的最大極限時，有人舉證反駁超光速說到：如果有人坐上超光速火箭的話，他就可以回到過去的時代去殺死自己的祖父。這就是著名的「祖父悖論」，它是對超光速持有不同見解者，對超光速所做出的強有力駁斥；意思是說如果超光速存在，這樣就難以解釋有可能會發生的許多荒唐的甚至有違因果順序關係之事。愛因斯坦所建立的四維空間——時間，可以曲折，並且隨著運動速度的提高而出現的「尺短、鐘慢」現象會加劇。這與以往人們不變的空間、永恆的時間觀念大相徑庭。然而，曲折的空間在當時，用以解釋了困擾物理界千百年，一直未能解釋的引力現象本質。「尺短、鐘慢」在當時是用以解釋了光速在真空中30萬千米/秒的恆速問題，以及光速是一切運動物體的最大極限速度問題。

物理學希望能以簡潔、通俗的語言，清晰、準確地表達其內容。愛因斯坦的傳人，當代傑出的物理學家霍金在其名著《時間簡史——從大爆炸到黑洞》中亦追尋用最通俗的物理學表達語言，以使得能讓沒有什麼科學背景的廣大群眾，都能看懂似乎高深莫測的物理學的基本內容。

科學巨人愛因斯坦在經典物理陷入困境時，力挽狂瀾，撥開迷霧，引導人們進入了物理學的新時代——量子物理時代，為人類做出重大貢獻。他尋求及創造的四維空間——時間，精闢地為開拓宇宙的宏大領域為人們指出了新的道路。正如他自己所述，如果1905他不提出狹義相對論，那麼在五年之內一定會有人提出類似的見解。他又說如果1915年他不提出廣義相對論的話，也許在以後五十年內亦未必會有人提出相近見解。確實如此，已經過去80多年了，還沒有人在這方面提出過能替代他的理論。這足以可見該理論之深奧。據記載，20世紀20年代初，有一位記者對著名天文學家愛丁頓說過，他聽說世界上只有三個人能理解廣義相對論。

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