《命运骰子——量子力学简史》（第52章）

发信人: yauzhang (penrsoe), 信区: Physics
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第52章 朗之万：全世界只有12个人懂相对论


(1)

劳 厄回到普朗克的身边,大大的夸奖了爱因斯坦一番,说爱因斯坦的狭义相对论真是在经典力学的瓦砾之场上建立了一个华美的都城。普朗克也大为所动，于是写信给 爱因斯坦说， 说了半年， 最后的通信让爱因斯坦看到以后心花怒放，因为 普朗克说：“爱因斯坦是当代活着的哥白尼”。
这是一句重话， 相当于现时代，杨振宁给一个大学生写信，说，你是当代活着的牛顿，这话传出去弄不好是要死人的。

爱因斯坦在专利局当然是不想呆不下去了，于是他就去伯尔尼大学当了一个不要薪水的无薪讲师。----主要是收一些学生的听课费，要是在中国，这也算是一种变相家教。

历 史的发展并不是一马平川的，而是蜿蜒曲折，狭义相对论的思想已经开始被普朗克等人在学术领域传播，这自然引起了一些观念上的革命，虽然爱因斯坦已经开始准 备发展广义相对论，但狭义相对论的市场化进程却刚刚开始，消费者们还没有准备好接受这一款雷人的新产品。因为狭义相对论说， 两个速度不一样的人，他们的衰老速度是不一样的。那还了得吗？

江湖上的各个门派和三教九流异口同声地说：“晕了。”


法国的朗之万也有点晕，他不知道到底有多少人已经理解了狭义相对论，于是他说：“全世界只有12个人能懂相对论。”


（2）
朗 之万的话一传出去， 新闻界也听懂了，于是报纸上开始不断引用朗之万的这句诡异的话。 这句话实在是太精辟了，看上去就象是一副名画《最后的晚餐》， 尤其是12个人，简直有了上帝的气息。而流言表明，这12个人，大多数是在柏林，而在法国的，显然也有一个人，这个人自然是巴黎的贞操朗之万。

可惜，朗之万是真的不懂狭义相对论，他不但不懂，而且还很糊涂，他的糊涂自然代表了时代的糊涂，因为他就象是科学界通往新闻界的喇叭，他又抛出了一个老妪能解的问题：双胞胎悖论。



双胞胎悖论中的姐姐上天去了火星一番，妹妹留在地球，等姐姐回到地球，发现自己还是如花似玉的大姑娘，但妹妹已经人老珠黄。 悖论说，那既然运动是相对的，那为什么故事的结局不是姐姐人老珠黄妹妹如花似玉的版本？

这个悖论一出来，街坊邻居们纷纷议论开了，茶楼酒肆咖啡屋里也争得甚嚣尘上。狭义相对论被朗之万这样用捣糨糊的方法一弄，伤了大众的脑筋。


（3）

如 果读者们回望一百年来的狭义相对论发展之道路，会发现这个悖论一直是一个丰碑。这个丰碑的底座，镌刻这多少前仆后继夙兴夜寐的身影。多少人为了在这个丰碑 上撞死而泪流满面痴心不改，多少人为了这个丰碑茶不思饭不想性欲减退，多少人为了这个丰碑抛妻别子走上了民间科学家的漫漫野路？试想大地苍茫，岁月沉浮如 波涛汹涌，又有多少人真正地理解了这个丰碑的意义？

走在路上。
死在路上。

就是为了看清楚这碑上到底写了什么字。
今天，曾经困惑的灵魂还没有走远，但这个丰碑上的字已经被风雨吹刷字迹班驳，我们只能仔细分辨，才能看到，这个丰碑之上，写着三个字：“世界线”


从地球去火星一趟回地球的姐姐，她的世界线是闵氏时空中的曲线C。
在地球的妹妹的世界线是闵氏时空中的直线L。

世界线的长度C小于L。 所以，姐姐的固有时间要比妹妹的固有时间流得慢。也就是说，姐姐是会比妹妹年轻的。

世界线的长短是一个积分过程，这个过程其实可以推广到弯曲的时空。世界线的长度是一个几何不变量，只有这样的不变量才代表真正的物理，也就是不会随着观察者本身的地位改变而改变的。


因为路径积分也可以认为是对世界线来进行的，因为，作用量也可以在世界线上定义。对于一个相对论性的粒子，如果要为它寻找一个作用量，最简单也最直观的办法，就是把世界线的长度定义为它的作用量。

（4）


萤火虫追着你跑，会在黑夜里留下一个光痕。虽然爱因斯坦的轮廓已经在夜色中淹没。但看到一个空间轨道，如果你总能想到沿着时间在时空中拉成一个世界线，你就象一个色盲，别人看到的世界是五颜六色，但你的眼睛里是黑白的，都是一条一条的世界线。


于是，一些基本的问题会象海浪一样涌上来。举个例子，你会问：
1。存在不存在闭合的世界线？
2。时空流形上的两个时空点之间，可能不可能有无穷多条测地线连接？
3。一条椭圆曲线能不能成为世界线？


这样的怪问题会越来越多，但只有这样，才可能有异常的眼神，人们看到的是时空点的集合，你看到的是线条的集合，这样下去，世界上也许会有第13个懂相对论的人。