日期：2012-5-14 21:06:00
　　《文盲正侃时间史》 下部
　　根据惯例，开篇总得搞点什么做个引子，就像乡长讲话，总要先咳嗽两声，吹吹话筒，环顾环顾妇女乡亲们什么的，事先还得副手或者秘书打个前场，才好开腔。讲什么不要紧，要紧的是把架子先端起来，上来就讲，显得会议一点也不隆重，讲话一点也不重要。
　　好吧，咱没有秘书，只能自己打场子。
　　其实，上部已经说了二十几万字，在下部开始之前，真没什么好说的了。所以，我们只好回忆一下，上部都说了些什么。按照本土的风俗习惯，回顾过去，才好展望将来嘛。

　　在很久很久以前，我们的祖先学会了思考。
　　他们好奇地看着能看到的一切，不明白为嘛会有这么多稀奇古怪的东西。
　　他们凭经验，能判断和预测很多事情。比方说，乌云来了可能会下雨，老虎来了可能会吃人，月亮既然从西边落下去了，那么太阳就可能从东边升起来。
　　但他们不知道这一切是为了什么。
　　于是，他们向天空看去，相信那里，有巨牛无比的神仙在管理着万事万物，这些神仙勤劳勇敢，事必亲躬，业务包括斗转星移、莺飞草长、以及我们的吃喝拉撒睡。
　　有一天，祖先发现，不管神仙咋样，万物该咋样还咋样。

　　于是，一些祖先的头脑逐渐清醒起来。
　　泰勒斯上看下看左看右看，说，水是万物之本。
　　毕达哥拉斯表示严重不同意，他认为，自己挚爱的数才是万物之本。
　　留基伯和德谟克利特相互对视了下，摇摇头，你们都不对，原子才是万物之本。
　　老子骑在青牛上掐指一算，哪有什么万物之本，无，才是一切的开始。

　　苏格拉底一听急了，无中生有可不行，咱们还是先搞搞清楚怎么思考，再去思考吧！
　　墨子已经搞清楚怎么思考了，他在研究力学、光学、数学之余，还思考了时空问题。但是，千学万学，不如孔子研究的帝王心理学。墨子被无视。
　　柏拉图用纯粹的理性去寻找万物的真相，这是一条新路子。而他的学生亚里士多德把这条路走到了极致，他认为，万物依靠自己的本性运行，而我们仅凭思考，就能搞清楚这个本性。
　　亚里士多德凭着智慧的脑袋瓜，取得了很多成就，当然，也犯了很多错误。但是，他的形式逻辑学，成为人类开疆拓土的超级武器。
　　欧几里得把这一超级武器耍到了极致，用十条傻瓜式的公理和公设，构筑了人类智慧的一个巅峰：《几何原本》。方法和成就都令人叹为观止。

　　阿基米德忠实践行了理论联系实践的宗旨，以人类最著名的一次裸奔，向人类昭示了：力学的魅力，丝毫不亚于行为艺术。
　　旷世全才达?芬奇扯破了中世纪漫长的夜空，引领了伟大的文艺复兴，使科学方法进一步推向实践。
　　人类认识事物的方法，从直觉走向经验，从经验走向归纳，从归纳走向理性、逻辑，乃至于公理演绎与观测、实践的完美结合。
　　每一个台阶，都要跋涉漫漫长路；每一个台阶，都让我们上升到前所未有的高度。
　　而每一个高度，都让我们看到不一样的世界。
　　往前看，一片幽深；往回看，一路稚嫩。

　　看得越远，感觉世界越大，我们知道的越少。
　　我们的知觉太有限，就像向铁窗外张望的囚徒，渴望振翅冲向蓝天。
　　时间是嘛？空间是嘛？物质又是嘛？
　　还有，我们在哪儿？
　　日期：2012-05-14　21:17:28
　　有人说，我们的大地是平的，飘在水上，或者驮在龟背上。天是一个圆圆的盖子。

　　亚里士多德告诉我们，大地其实是个球。
　　托勒密制造了史上最精密的宇宙模型，日月星辰都绕着老亚说的那个地球转来转去。
　　教会表示大力支持。
　　老亚还说，一轻一重两个球，重的落地比较快。
　　一切似乎很美很和谐。

　　但哥白尼破坏了这个大好局面，他说模型正中间那个东西放错了，它应该是太阳，而不是地球。
　　伽利略也来凑热闹，说老亚太主观，要不咱就试试看，到底谁先落地。这一试，老亚的粉丝明白了，不联系实际，脑袋瓜再聪明，也有不灵的时候。
　　伽利略还搞了个望远镜，亲眼看到木星的四个卫星围着木星转，不像托勒密说的那样非得围着地球转。略哥还搞来一条船，告诉大伙，力学定律在所有匀速直线运动的参考系都是相同的，这叫伽利略相对性原理。
　　哥白尼、伽利略说了真话，教会很不爽。于是他俩一个被烧，一个被关。
　　人类正在迷茫之际，第谷和开普勒开始了那段奇妙的合作。
　　开普勒继承地心说粉丝第谷老师的遗志，把日心说发扬光大，他给天空的星星们制定了法律。

　　星星很听话，人类很惊讶。
　　因为大家不知道星星为嘛这般听话。
　　一只苹果砸醒了人类史上最伟大的脑袋。
　　牛顿摸了摸头说，那是因为万物之间有引力！
　　其实笛卡尔、布里阿德、惠更斯、胡克这些大牛也在猜引力的事，但他们只是猜，那个引力有多大？怎么统治万物，谁也算不出来。

　　牛爷算出来了。
　　他还顺便铸成了史上最伟大的科学利剑——微积分，它被无数大大小小的科学家当成最趁手的兵器，披荆斩棘，所向披靡。
　　牛顿一鼓作气，出了一本人类史上最伟大的书，告诉人们，力啊、运动啊、质量啊、时间啊、空间啊这些东西都是怎么档子事儿。
　　人类恍然大悟，噌噌进步，一脚踏进工业文明。如果说，此前的人类发展是在爬行，那么现在，人类开始直立行走了。
　　牛爷还研究了光。

　　其实不止牛爷研究光，很多人都在研究光。
　　莫洛利克观察彩虹堪称史上最牛，他看出了7种颜色。
　　开普勒用实验搞定了小孔成像原理，但是折射定律却怎么也搞不定。
　　擅长测量的斯涅耳搞掂了这件事。人们总结出几条简洁的光学定律。
　　但是国家干部、史上最牛业余数学家费马还嫌麻烦，他用一句话把这几条定律搞掂：光走最短路径。

　　正当大家玩得很happy之际，那边打了起来。为了一个在大清看来闲得蛋疼的问题：光到底是波还是粒？
　　古人云，光是粒。
　　笛卡尔说，光可能是粒，还可能是波。
　　格里马尔迪把一根小棍棍伸进光束，看着衍射说，光是波。
　　从此光学界分成波粒两派。
　　波义耳吹了个肥皂泡，双方都严正声明：这是我方证据。
　　胡克说，别吵了，光就是波，看我的证明！
　　牛爷那时还年轻，他说，我也有证明，光是粒。胡克立即严重鄙视之。二人从此针尖对麦芒。
　　波粒互殴，打了个平手，关键时刻，惠更斯插了一脚，用先进的理论武装了波军头脚。胡惠联手，一时间，粒军形式急转直下。
　　但是牛爷为了全面摧毁胡克理论，在胡惠死后，祭起牛顿环，用他的力学理论为粒军开了个大挂，所向披靡，波军全面溃败。
　　危急时刻，托马斯?杨挺身而出，千里走单骑。奇人杨出马，粒军鸭梨山大。
　　拉普拉斯为了结束这场噩梦，下战书，布军阵，欲使波粒试比高。
　　马吕斯用一块冰川石挡住了波军的去路。

　　而玩转了考古的奇人杨重装归来，抛出横波理论，把这块魔法石收归己有。
　　粒军安排了一场论文赛，发动大决战。阵前，粒军名将如云，既是裁判员又是运动员。
　　眼看对峙就要变成围捕，却不料，波军阵前杀出一匹黑马，菲涅耳单刀赴会，一套横波理论耍得滴水不漏，娴熟霸气，势不可挡。
　　粒军大将泊松敏锐地发现一个破绽，领军杀入，却不料，这是个钓饵，后以上钩者名之：“泊松亮斑”。
　　白门楼变成了长坂坡。菲涅耳一战成名。
　　多年以后，波粒二军才发现，原来他们是在同根相煎，遂握手言和，敲定了光的波粒二象性。

　　日期：2012-05-14　21:23:21
　　两军对垒期间，罗默、布拉得雷、斐佐、傅科等牛人做了一件牛事：测光速。
　　卡文迪许、库仑、伽伐尼、伏打、奥斯特、欧姆、安培玩电磁玩出了名堂，他们发现电和磁的关系越来越密切，还鼓捣出一些公式。
　　法拉第玩得最爽，在实验中捉住了电磁感应，发电机降临人间，人类对蒸汽时代的新鲜劲儿还没过去，就惊喜地跨进电气时代。刚刚学会直立行走的我们开始跑步前进了。
　　法拉第还发现了电场、磁场，图解了电力线和磁力线，提出了最重要的科学概念之一：力场。
　　遗憾的是，法拉第数学成绩不太好，研究不能继续深入。
　　各科成绩都很优异麦克斯韦加入了这场游戏，他把众多大玩家的经验通汇贯通，单枪匹马在电磁学世界攻坚克难，开疆扩土，收伏光、电、磁三大门派，一统江湖，建立了以人类最美方程组——麦克斯韦方程组为标志的电磁王国。
　　麦克斯韦方程不仅中看，而且中用，在电磁世界言无不信，攻无不克，它毫不犹豫地预言了一个精灵——电磁波。
　　看着大家将信将疑的眼神，赫兹挺身而出，捉住了这个看不见摸不着的精灵。电磁波无处不在、神通广大，开启了人类文明的新纪元，刚跑没几步的我们，骑上了欢乐的自行车。幸福来得太快了！
　　日期：2012-05-14　21:24:54
　　麦爷的电磁王国与牛爷的力学王朝共同支撑着人类的科学世界。

　　但是，他俩闹起了矛盾。
　　麦爷说，电磁波的速度——也就是光速——是“固定”的。
　　牛爷一听急了：要么你找出它相对于什么固定，要么你推翻我再说。
　　这可了不得，他俩不和谐，科学的天就要塌！离开了科学，人类还不如猴子呢！
　　为了拯救世界，让两位大神团结友爱共创美好未来，有人和稀泥说，光速相对于以太固定。

　　迈克尔逊和莫雷兴致勃勃地搞了个MM实验，然后一头雾水地宣布：没有以太。
　　不管光源怎么动，也不管观测者怎么动，任何参考系测任何参考系，测得的光速都TMD固定的！
　　整个物理界凌乱了。
　　见多识广的白胡子老头开尔文男爵说，虽然我们见过很多乌云，但这是最苦逼的两朵。其中一朵，说的就是光速不变。
　　其实在MM实验时，马赫就看牛顿力学不爽，给牛顿体系挑了很多刺，还把牛爷用来证明绝对时空观的那只水桶抢过来，用来证明自己的相对时空观。

　　牛顿王朝遭到空前挑战。
　　为了解决高速运动的问题，福格特、拉莫尔、亥维赛先后鼓捣出一些奇怪的公式，这些公式的关键因子很相似，好像运动都和C有着扯不清的关系。
　　斐兹杰惹和洛伦兹提出了长度收缩假设，洛伦兹还用这个假设推导出了变换式，用来解决MM实验的数学障碍。
　　史上最后一个数学全才庞加莱把式子完善了下，赐名“洛伦兹变换式”，嘴里嘀咕道：物理世界要改天换地了。
　　速度让经典物理后院起了火，这边专家正忙着辟谣呢，那边发来贺电说质量叛逃了！
　　罗兰、汤姆逊、亥维赛、西尔、维恩、考夫曼、亚伯拉罕等著名群众纷纷举报，牛爷认定忠贞不变的质量，其实说变就变，这不，他不仅是叛逃，而且还是和速度一起私奔！哈瑟罗尔等人还惊奇地发现，能量这家伙也靠不住。佛祖啊，上帝在搞什么？这正是：
　　骝马新跨白玉鞍，将登太行雪满山。
　　不识庐山真面目，拔剑四顾心茫然！

　　阿门陀佛！同志们集体晕菜了。
　　日期：2012-05-14　21:32:46
　　但是爱因斯坦没晕菜，这个瑞士专利局的三级技术员说，只要我们举起手来，放下绝对时间观念，那就一切都好商量。他说，光速无论如何也不变，是吧？那正好，咱拿它当共设；物理定律在匀速直线运动系都一样，没问题吧？咱也拿它当共设。他用这两个简单的共设推来导去，导出一堆惊天秘密：
　　质量可以随运动变化，速度越快，质量越大。
　　时间可以随运动变化。速度越快，时间越慢。

　　空间可以随运动变化。速度越快，空间越短。
　　任何有质量的物质或信息都不可能超过光速!
　　能量和质量是一体的！
　　时间和空间也是一体的！
　　闵可夫斯基老师见小爱同学玩得有板有眼，深以为然，一时技痒难挨，用优美的数学把这些思想表达了出来，四维时空横穿六合，纵贯古今。

　　这个理论叫做狭义相对论。它所发掘的这些秘密，只有在高速运动，也就是近光速运动下，才能显现出来。
　　低速运动下，它的结论和牛顿力学保持高度一致。所以，牛顿力学只是狭义相对论在低速下的一级近似。
　　至此，牛爷和麦爷的争端，总算是得到了解决，物理世界的天，好歹是没塌下来。
　　但是，硝烟散尽，并不代表幸福来临。乌云还在天上游荡，虽然面积看起来不大，但位置很重要，它挡住了阳光！
　　此时正值物理大牛辈出的年代，他们眼里不揉沙子，又岂能容忍乌云在头顶闲逛！那么，我们的盖世天才，在驱散乌云、追寻光明的征程上，踏平了多少坎坷，写就了怎样的传奇呢？
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　　在这里先起个头，占个位。
　　这几天，先把老帖里没回复的顶帖都回复掉，再来更新。
　　多谢诸位同好支持！
　　日期：2012-05-16 22:50:39
　　如果速度、方向发生了改变（非惯性系），他们的理论——当然包括狭义相对论就不成立了。

　　在惯性系中，狭义相对论所向披靡，不仅能够解释低速运动，还能够解释牛顿理论无法解释的高速运动。
　　但是，狭义相对论没有解决加速度的问题，而在自然界里，受错综复杂的各种力的相互影响，物体运动都有加速度，基本上不存在什么直线运动，所以很难找到真正的惯性系。
　　是不是开始迷糊了？
　　还是请牛郎织女这两口子来帮咱俩认识这个问题吧，反正他俩闲着也是闲着。
　　这是实验需要他俩见面，所以你的任务是，负责把王母的眼睛捂上，台词是：“猜猜我是谁。”以咱俩的名望，我估计那个八婆下辈子也猜不出来。所以，牛郎织女有充足的时间和理由来帮助我们做完这个实验。
　　牛郎织女沿着河岸同向、匀速、直线运动。神仙嘛，这个容易。
　　那么，根据三位大师的相对性原理，这都可以解释，我们可以说是牛郎织女在运动，也可以说是整个银河在运动。
　　现在，我们请牛郎织女从天上降落到人间相会（看清楚，不是降落到天上人间相会）。

　　怎么降落呢？作自由落体运动就OK了，对，就像2008年的股票那样。
　　咱俩知道，由于地球引力，他俩的速度会越来越快。重力加速度嘛。
　　现在，关键来了。
　　这时，站在瑶池边捂着王母眼睛的你，以及随着地球运动的我，处于不同的惯性系，这没错吧？
　　那么，不同的惯性系观测同一个事物的运动，观测结果会有所不同。比方说，观测一列时速200公里的火车。你站在铁道边，观测结果是200公里/小时；我坐在反方向行驶、时速200公里的另一列火车上观测，它的速度就是400公里/小时。对吧？

　　同理，咱俩观测郎女二人的运动状态，也会不一样，是不？
　　不一样怎么办？好办。
　　我们前面说过，不同参考系，可以用洛伦兹变换式来处理一下，就能把观测结果相互变换。嘿嘿，好像不怎么复杂。
　　很多事情往往是这样，动手做之前，好像没什么复杂的事；动手做起来，又好像没什么事不复杂。
　　咱俩列式子的时候，突然发现，强大无比的洛伦兹变换式不灵了！他俩有加速度，并且，这个加速度对你我都是相同的，都是“9.80665m/s^2”！

　　咦？这个怎么办？
　　你说看起来没什么大不了的？那是你广告看多了，问题想少了。
　　这事，还真不好办！
　　在牛顿理论中，加速度被规定是绝对的。无论观测者的运动状态如何，加速度总是相同的。这样解释看起来好像没问题。
　　但是，牛郎不干了，他说，别看我也是牛门之后，那我也不同意牛顿DD的意见，我看织女MM就没有加速度。织女也说，是啊，牛顿叔叔，我看牛郎GG相对我是静止的，没有什么加速度啊。
　　【图14.1】自由落体
　　对啊，他俩一起自由下落，加速度一样，所以彼此看对方是没有什么加速度的！
　　这就存在地位特殊的参考系了——这个参考系的物理定律与别处不同，为什么？！凭什么？！！搞什么？！！！要知道，搞特殊化，是违反宇宙规律的，不管你是参考系还是参谋长考官系主任。狭义相对论对此也没有给出解释。

　　存在特殊参考系，就破坏了自然的美感，不符合科学发展观，必须淘而汰之。科学规律应该是普适的，而不应该在这儿看是这样，在那儿看又是那样。
　　也就是说，物理定律应当与观测者的运动状态无关。
　　对于狭义相对论的局限性，爱因斯坦非常清醒，不论从美学出发，还是从科学出发，他都希望物理学彻底摆脱“特殊参考系”这个大BUG的困扰。
　　于是，刚刚建立狭义相对论的小爱，没等别人醒过神来，他自己率先发起了对狭义相对论的挑战。
　　俯瞰地球，大家忙着理解狭义相对论时，爱因斯坦却忙着构建广义相对论。

　　这个天才的思想远远地走在了人们前面，他的目标很清晰：给出更概括的理论，它对所有观测者都是一样的，不论运动状态如何。
　　但怎么走，才能接近这个目标？没谱。
　　知道什么是痛苦吗？眼看着，心想着，手够不着，这就是痛苦。
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　　感谢诸位力顶，第一天就翻页了：）
　　各位晚安^3^

　　日期：2012-05-18 18:51:59
　　侃史群：206813066
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　　等效原理
　　痛苦的爱因斯坦紧紧攥住那个抓手：

　　引力。
　　就是引力！引力之于宇宙，胜过钱之于人，它不是万能的，但没有它是万万不能的！
　　星空灿烂。
　　爱因斯坦深邃的目光探向更深邃的宇宙，一个声音在胸中回荡：必须要考虑引力，不仅要能解释时间，还要解释引力！
　　可是，从何入手呢？没有资料可供翻阅，没有实验可供参考，没有经验可供借鉴，甚至，没有教训可供吸取……

　　思考，还是思考，只有思考！
　　思想是自由的，然而，它难以飞跃我们自身经验认识的壁垒，冲出去，就是另一番天地！但，这要思想的翅膀够硬才行！
　　一个思想实验，可以连续做几天，几个月，甚至一年、两年……伯尔尼专利局四楼八十六号办公室里，已升为二级技术员的爱因斯坦完成本职工作后，眼望窗外，外表沉静如水，内心战火纷飞，无数次冲刺，转眼又陷入重围，暗夜中的那颗星，似触手可及，又似远隔几十亿光年。
　　灵感，就像梦中情人，又像那枝头灵雀，你知道她就在那儿，你为之辗转反侧、魂牵梦萦、痴醉癫狂，却无法触及，那般滋味啊，文盲有词联为证：
　　卜算子?枝头灵雀

　　入眼即入心，待近如何近。只恐惊飞杳渺时，举目空遗恨。
　　忽来亦忽去，将寻为底寻。尤惜巧点灵犀处，开怀更动人。
　　等等！如果我从这扇窗跳下去会怎样？在下落的过程中，如果我被一个盒子封闭起来，盒子随我一起下落，那么，我无法判断自己是否在下落，但这时，引力在哪？
　　亮了！就是它！
　　牛郎织女呢？还没落到地面？那太好了，麻烦你俩回去重新降落一次。
　　这次我们准备了一个电梯，电梯地板上放一台秤，牛郎织女就站在秤上，看了一下秤的读数，体重和两千年前一样正常。思念，就是最好的瘦身运动。然后，我们让电梯向地球作自由落体加速运动，会发生什么呢？
　　【图12.2】电梯向地球自由下落，电梯内一切呈失重状态，引力消失。
　　电梯内，一切如旧，牛郎和织女处于同一参考系，看对方以及其他物体都是静止的。

　　但有一点不同，他俩发现，随着电梯的下落，秤的读数快速归零，电梯里所有物体，包括秤的重量都消失了，现在，织女MM拔下发髻的金钗，松手，金钗飘在空中，不落向地板。这种状态和在失重的太空没什么分别，重力来自引力，重力消失意味着引力消失。当然，这是电梯参考系的看法，在电梯外的咱俩看来，引力依旧，导致他们正在随电梯飞速撞向地球。

　　Stop！
　　这个游戏很危险，请小盆友们不要模仿。
　　OK，牛郎GG织女MM，为了减少交通事故，咱不去地球了。
　　这回咱离地球远点，还是乘这个电梯，逃出地球的引力场，停下来，对，就是这儿，这里几乎是没有什么引力了。
　　“和刚才没什么分别啊！”织女MM说道。

　　“是啊，大家都在飘，没有重量。”牛郎GG一贯赞同织女MM的任何意见，但这次是心里话。
　　OK，现在让电梯朝顶棚方向运动，运动的加速度和刚才向下落的加速度一样，会有什么好玩的事情发生呢？
　　只见所有物品都落到地板上，牛郎织女站到秤上，秤的读数正是两个人的正常体重。织女又拔下一支金簪，松手，金簪毫不犹豫地落到地板上。
　　“七妹，我们是不是又回到地球上了？又可以我耕田来你织布了！”牛郎GG兴奋地叫道。
　　……

　　【图12.3】电梯在无引力状态下，以地球重力加速度9.80665m/s^2运动，加速度产生的惯性力等效于地球引力。
　　其实这种体验，咱们这些凡夫俗子每次乘电梯都经历过，上升加速时重力增强，下降加速时重力减弱，只不过速度没那么快，效应没那么明显而已。