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大胖球: 源四(科學讀物, 無趣莫進)
送交者: 大胖球 2009年03月28日15:09:02 於 [五 味 齋] 發送悄悄話
光速為什麼是個標杆? 根據相對論, 當物體運動速度非常接近光速的時候, 該物體很多物理指標發生變化. 首先, 其質量迅速變大. 在另一個勻速觀察系看的話, 該物體的長度迅速接近0, 時間變得越來越慢. 當該物體達到或超過光速的時候, 其質量變成無窮大, 長度變0或虛數. 這從我們現在的角度無法理解. 如果按照中學生的解題思路, 因為結論不可能, 所以原因不可能發生. 所以一般物體的速度不可能達到或超過光速. 跳出中學生的思維, 這難道真的不可能發生麼? 在我們的三維空間裡, 物體長度是一個正數. 如果我們存在一個或多個維度, 它們的長度是虛數呢? 我稱這些維度為虛維. 為了能夠理解長度是虛數的概念, 我們必須理解一下, 什麼是空間. 各維度之間的關係是什麼. 它們有什麼特殊性. 空間是一個很縹緲又很實際的東西. 從古到今, 空間有一條公理(不很嚴格): 在同一時刻(固定時間後的切片), 同一空間只能被一個物體占據. 也就是說, 空間是有大小的, 你不能無限制塞東西進去. 到了愛因斯坦那裡, 被加了條定理: 空間可以彎曲. 空間的彎曲程度與作用在它上面的重力有關. 到了黑洞理論出來後, 前面提到的公理突然好象有些動搖. 一個黑洞, 突然空間變成了奇點. 密度變成無窮大. 大家可以看見, 這重力如此之特殊, 居然能扭曲空間. 而廣泛存在的電磁力就沒有這麼大本事. 空間的三維具有互換性. 也就是說, 你可以隨便指一個方向說這是長, 然後根據它定義寬, 高. 你如果定義那方向是寬, 你能推理出來的結論不變. 所以說時間這一維就很有些特殊了. 有人說它的特殊在於只能向前, 不能向後. 這實際上不對. 這是觀察系的問題, 不是時間的本質. 負時間在物理推導中是有意義的. 時間目前最大的特殊是它不能跟空間的任何一維互換. 而時間不受重力影響. 如果我們換個思路, 承認空間三維的特殊性. 那麼它們的互換性僅是一個特殊現象. 而其它維之間的非互換性是普遍現象. 這麼一來, 就打開了一扇寬闊的門. 我們可以把特殊的維組合起來看成一維, 而原來的長寬高則變成了該維下的三個次維. 這就是維中維的概念. 從數學的角度, 各維之間必須是嚴格的不相干. 在X, Y, Z 體系中, Z必須完全不受X, Y的影響. 但時間這一維跟空間維是有關係的. 當在空間維的變化接近光速的時候, 時間維的速度會減慢。 可見, 不相干不代表完全沒有規律. 下面將提到, 質量可能本身就是一獨立維. 另外是關於長度為0的解釋。 最後是哲學上關於終級之神的討論.
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  維來維去,還在萬維  /無內容 - 西城 03/28/09 (91)
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