第6章 空间和时间(1)[第1页/共4页]

直到1865年，当英国的物理学家詹姆斯・麦克斯韦胜利地将直到当时用以描述电力和磁力的部分实际同一起来今后，才有了光传播的精确的实际。麦克斯韦方程预言，在归并的电磁场中能够存在颠簸的微扰，它们以牢固的速率，正如水池水面上的波纹那样行进。如果这些波的波长（两个相邻波峰之间的间隔）为1米或更长一些，它们就是我们所谓的射电波。更短波长的波称做微波（几厘米）或红外线（善于万分之一厘米）。可见光的波长在一百万分之四十至一百万分之八十厘米之间。更短的波长被称为紫外线、X射线和伽马射线。

如许，不存在绝对静止意味着不能像亚里士多德信赖的那样，给事件指定一个绝对的空间位置。事件的位置以及它们之间的间隔对于在有轨电车上和铁轨上的人来讲是分歧的，以是没有来由觉得一小我的态度比别人的更优胜。

亚里士多德和牛顿都信赖绝对时候。也就是说，他们信赖人们能够毫不含混地测量两个事件之间的时候间隔，只要用好的钟，不管谁去测量，这个时候都是一样的。时候相对于空间是完整分离并且独立的。这就是大部分人当作知识的观点。但是，我们必须窜改这类关于空间和时候的看法。固然这类显而易见的知识能够很好地对于活动甚慢的诸如苹果、行星的题目，但在措置以光速或靠近光速活动的物体时却底子无效。

如许，在伽利略之前，没有一小我想看看分歧重量的物体是否确切以分歧速率下落。传闻，伽利略从比萨斜塔大将重物落下，从而证了然亚里士多德的信心是错的。这故事几近不敷以信，但是伽利略的确做了一些等效的事――让分歧重量的球沿光滑的斜面上滚下。这环境近似于重物的垂直下落，只是因为速率小而更轻易察看罢了。伽利略的测量指出，不管物体的重量多少，其速率增加的速率是一样的。比方，你在一个沿程度方向每走10米即降落1米的斜面上开释1个球，则1秒钟后球的速率为每秒1米，2秒钟后为每秒2米，等等，而不管这个球多重。当然，一个铅锤比一片羽毛下落得更快些，那只是因为氛围阻力将羽毛的速率降落。如果一小我开释两个不受任何氛围阻力的物体，比方两个分歧的铅锤，它们则以一样速率降落。在没有氛围停滞东西下落的月球上，航天员大卫，斯各特停止了羽毛和铅锤尝试，并且发明二者确切同时落到月面上。

亚里士多德的传统观点还觉得，人们依托纯粹思惟便能够找出统统制约宇宙的定律：不需求用观察去查验之。

牛顿把伽利略的测量当作他的活动定律的根本。在伽利略的尝试中，当物体从斜坡上滚下时，它一向遭到稳定外力（它的重量）的感化，其效应是使它恒定地加快。

这表白，力的真正效应老是窜改物体的速率，而不是像本来想像的那样，仅仅使之活动。同时，它还意味着，只要物体没有遭到外力，它就会以一样的速率保持直线活动。

这一思惟初次在牛顿于1687年出版的《数学道理》（即《天然哲学的数学道理》，下同――编者注）一书中明白地陈述出来，并被称为牛顿第必然律。牛顿第二定律给出物体在受力时产生的征象：物体在被加快或窜改其速率时，其窜改率与所受的外力成比例。（比方，如果力更加，则加快度也将更加。）物体的质量（或物质的量）越大，则加快度越小（以一样的力感化于具有两倍质量的物体时只产生一半的加快度）。小汽车可供应一个熟知的例子，发动机的功率越大，则加快度越大，但是小汽车越重，则对于一样的发动机，则加快度越小。除了他的活动定律，牛顿还发明了描述引力的定律：任何两个物体都相互吸引，其引力大小与每个物体的质量成比例。因而，如果此中一个物体（比方A）的质量更加，则两个物体之间的引力更加。这是你能预感获得的，因为新的物体A可当作两个具有本来质量的物体，每一个用本来的力来吸引物体B，以是A和B之间的总力更加。而如果，比如说，此中一个物体质量大到本来的2倍，另一物体大到3倍，则引力就大到6倍。现在人们能够看到，为何落体总以一样的速率降落：具有两倍重量的物体遭到将其向下拉的两倍的引力，但它的质量也大到两倍。遵循牛顿第二定律，这两个效应刚好相互抵消，以是在统统景象下加快度都是不异的。