愛因斯坦說:“時間是一種錯覺。”
那么,如果我們忘記時間,能不能脫離人類壽命的束縛,達成“長生不老”呢?古今中外,大概沒有人能抗拒這種誘惑。
基于這個猜想,NASA(美國航空航天局)在1989年進行了一場“時間剝奪實驗”。
讓實驗對象在地下密閉生活210天,這里沒有自然光線,沒有任何顯示時間的設(shè)備、沒有聲音、沒有可以參照時間流逝的媒介。他們則會24小時跟蹤記錄實驗對象的心理及生理變化。
實驗建造的房子
準備就緒后,NASA開始招募志愿者。
想想看,你只需要在這個房間呆130天,期間有人提供你吃喝玩樂,醫(yī)生定期為你檢查身體,確保你不會有意外。唯一不適的只是不能感知時間而已,但實驗結(jié)束后會發(fā)給你一筆獎金。
這難道不是夢想中的宅家生活??因此,人們蜂擁報名。
最終,這位叫做費里尼的27歲女生通過層層篩查,當選為這項實驗的參與者。
費里尼開始了她隨心所欲的生活,除了吃飯睡覺,每天就是看書、打游戲。
費里尼進入地下
一開始,她還能保持和外界同步的作息,過了一段時間后,她的生活便開始混亂起來,晝夜顛倒,毫無規(guī)律,可能一睡十幾個小時,清醒很長時間。
她開始焦躁、食欲下降,甚至停經(jīng)了。但是盡管不適,費里尼卻沒有按下終止實驗的按鈕。
最終,考慮到她的健康情況,NASA在第130天時宣布實驗終止。
費里尼表示,她以為剛剛過去60天。
實驗結(jié)束后費里尼接受媒體采訪
實驗結(jié)束沒多久,費里尼的生活完全恢復(fù)正常,月經(jīng)也照常規(guī)律出現(xiàn),身體健康狀態(tài)和實驗前沒有任何區(qū)別。
在想象中,大家或許認為獨自度過的時間會顯得非常漫長。
但維耶爾特定律卻告訴我們,人們通常把短的間隔時間預(yù)估得更長,卻會把更長的時間預(yù)估得更短。
時間,或許是解讀宇宙的關(guān)鍵,它如此神秘,以至于人們對它有太多猜想。
有趣的是,我國古代流傳的傳說“地上一年,天上一天”,從現(xiàn)代科學的角度來理解其實是成立的……
地上一年,天上一天居然是真的?
在青年科學家張宇識的作品《今天,你更博學了嗎》中,他就兒時《西游記》中的傳說“地上一年,天上一年”展開了討論。
《西游記》里面有很多神仙都有自己的“坐騎”,也有人說這“坐騎”其實就是寵物,因為神仙可以騰云駕霧“說走就走”,并不需要代步工具。
而故事中經(jīng)常有這樣的情節(jié):神仙一時沒注意,坐騎就“翹班”偷跑下界了,天上剛過去幾天的時間,它就已經(jīng)在凡間“自立為妖”好幾年了。
這是因為中國古代神話傳說中有個說法,叫作“天上一天,地上一年”。
而在愛因斯坦的狹義相對論中,和時間相關(guān)的一個現(xiàn)象叫作“時鐘變慢”,也可以說是“時間膨脹”。
假設(shè)一艘飛船相對于地球高速飛行,速度接近于光速,飛船上的時鐘是會變慢的。這里所說的“慢”和平時鐘表沒電走不動了的那種不一樣,飛船上的人看時鐘是正常的,相對于飛船來說時鐘并沒有慢。
但相對于飛船以外的地球來說,也就是在地球上看飛船的時鐘是慢了的。
慢了多少呢?也是有公式可以計算的,總之飛船越接近光速,就慢得越厲害。
飛船上的時間和地球的時間是不一樣的,飛船上的人剛過了一天,地球上的人可能已經(jīng)過了好幾天,如果飛船再快些,就會真的出現(xiàn)“飛船一天,地球一年”的現(xiàn)象。
運動是相對的,飛船相對于地球在接近光速運動,地球相對于飛船也在接近光速運動,所以在飛船上的人看來,地球上的時間應(yīng)該也同樣變慢了。
這樣一來,到底是“天上一天,地上一年”還是“地上一天,天上一年”呢?
實際上這和我們平時對時間的理解是不同的,可以簡單理解為飛船上和地球上有各自的時間內(nèi)體系,我玩我的,你玩你的。
那么問題又來了,假設(shè)“天上”和“地上”都看到對方的時間變慢了,孫悟空來到天上求助的時候,他和地上的唐僧都會覺得自己的一天是對方的一年,那么當孫悟空再回去的時候,到底誰比誰的時間慢?
這其實就是著名的“雙生子佯謬”問題:一對孿生兄弟,其中一個坐著接近光速的宇宙飛船旅行,另一個留在地面,當前者旅行回來的時候,到底誰比誰年齡大?
實際上,狹義相對論討論的是慣性參考系,飛船做勻速直線運動的時候沒問題,但是當其中一人坐上飛船出發(fā)的時候,肯定會經(jīng)過加速過程,回來的時候也肯定有減速過程,而這些過程中就不再是會“互相覺得對方慢”了。
一般可以用廣義相對論的內(nèi)容來討論和計算,得出的結(jié)論是:
經(jīng)歷過加速、減速過程的“飛船兄弟”會更年輕。
其中的原理可以簡單理解為“加速”和“減速”的過程讓坐飛船的兄弟時間真的變慢了,不過他并不會感覺“自己的時間過得慢”,而是感覺“別人過得快了”。
怎么樣,大家繞明白了嗎?
張宇識作為被人民日報表揚的國民段子手,一直將“把科普講成段子”作為創(chuàng)作目標。在《今天,你更博學了嗎》書中,他梳理了自己從小到大最關(guān)注的話題,涉及物理、化學、生物、醫(yī)學、心理學等多個方面。
本書想逐個辟謠朋友圈的震驚體,拓展你好奇心的邊界。
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