基礎知識:需要對速度疊加原理的基本認識。
超綱內容:度規概念。
——
“萬星,有什麽事兒?”安琛平和地問道。
紀萬星把手裏的顯示屏遞給她,上麵正畫著安琛原本在思考的v^2/c^2的幾何意義。
“我迴去算了一下兒,後麵v^2/c^2這一項好像還真的是對的。”紀萬星頗有些興奮地說道,“因為光速是目前已知最快的速度,假設咱們認為信息傳遞的速度就是光速,那麽對於靜止的a,它接收到以速度運動的b迴傳的信號,本身就比b上的時鍾存在延遲,因此——”
“呃,等等,咱們的衛星信號是通過互聯網迴傳的,因此在傳播上並不存在延遲。”安琛糾正她道。
蜂王國被稱作“互聯網”的東西,本質上並不是以電磁波為媒介傳播的,因此它的信息傳遞並不受到光速的限製。這是一種被皇宮壟斷的技術,互聯網的公共服務器建立在生育田中,也就意味著它的維持必須需要阿爾法女性的卵細胞供應。安琛離開皇宮時還太小,尚未完整地學過這一技術。但這也是帝空之盾必須要以農業監測的名義發衛星的根本緣由,互聯網通信被皇宮壟斷,衛星所攜帶的通訊裝置必須從皇宮直接管理的生育田購買。
“先不考慮互聯網的問題。”紀萬星堅持地繼續說道,“隻考慮電磁波傳播信號,a接收b的時間信號的延遲,算出來正好就是這根號下1-v^2/c^2。”
“但這跟咱們衛星的實際情況並不符合。”安琛不得不說道,“而且這也跟精準對時的方式不符,要知道現在所有地方的對時都是通過無延遲的互聯網。”
或許是她反駁的語氣有點兒強了,紀萬星一時間沒有再開口。
安琛意識到跟內向的人打交道還是得以平和為主,於是補救道:“不過萬星你先繼續說。”
“我計算的是一個不考慮互聯網的情況,對於僅以電磁波為最高信息傳播速度的情況下,時間延遲就是如這個方程所描述的這樣。”紀萬星繼續對著她的計算過程解釋道,“而基於現在的觀測基礎,除了無延遲的互聯網之外,信息傳遞最快的速度仍是光速。所以……或許可以假設,對於沒有互聯網的‘非生命’世界,最大的速度是光速,而那個世界中運動快的物體上,時鍾就比在靜止物體上走得慢。”
安琛沒法理解這是什麽腦迴路:“你完全可以覺得時間是以光速的信息傳遞作為衡量標準的,但如果用音速為標準,這個延遲會變得更大。”
“如果用音速為標準,的確會有更大的延遲,但音速是符合伽利略-牛頓速度疊加原理的。”紀萬星反而說道,“但是光速具有不變性——在解麥克斯韋方程的時候,已經默認了光速是不隨參考係變化而變化的。也就說在電磁學的範疇裏,光速不符合速度疊加原理。而如果假設光速真的是不變的,而時間流速是可變的,那正好就可以既符合麥克斯韋方程組,又符合這個算式……”
安琛看著紀萬星的手稿,也意識到這遠不是換坐標係的把戲那麽簡單。事實上她已經寫出了一個能以幾何方式描述這個方程m=0是時現象的坐標係,它的線元表達式是:
ds^2=-dt^2+dx^2+dy^2+dz^2
(注:這就是閔可夫斯基度規)
這也就是往普通的歐幾裏得坐標係裏加了一個時間項,然而加上這個時間項之後,就能夠同時表示出一個點在“時間-空間”中的坐標。而如果默認沿時間軸的最大“速度”也就是斜率為光速c,那麽這個坐標係就跟安琛剛剛所構思的內容完全一致了。
紀萬星顯然跟她想到了同樣的東西,隻不過她比安琛快了一步。
但時間流速怎麽可能是可變的呢?這不符合常識,而且也跟整個牛頓物理學的基礎都不相符。如果時間本身是因參考係而異的,那一切不同參考係之間的換算都會出問題,也就意味著要全部進行修改……
安琛立刻意識到了,修改的方法就是全部采取紀萬星算出來的這個“時間-空間”坐標係。
手稿裏還有紀萬星代入電磁學理論的計算。看得出來她翻了不少很早期的文獻,無不顯示出光速不變的結論。然而這個事實鮮少被研究宏觀世界的人關注,因為光速如此之快,它在不同慣性參考係裏是否相同,其實對解決實際問題的影響不大。
直到人類開始發展航天,人類的飛行器能夠突破千分之一光速。在描述宏觀世界的方程中光速值不在約等於無窮大,光速不變的結論必然會引發關注。
但是這算得對不對呢?安琛又檢查了一遍,沒有發現紀萬星計算過程裏的問題。她剛想讓紀萬星去重新把這推導過程整理出來,抬頭卻看到她這位年輕的助理研究員臉上明顯的黑眼圈——那看起來顯然並不是普通的黑眼圈。
“萬星,你不會昨天晚上一直在算這個吧?”安琛關切地問道。
“也不是……”紀萬星咕噥了一句,“其實主要都是在查文獻。”
查文獻得通過帝空之盾的內網,因為很多期刊的查閱都是收費的,帝空之盾總部作為機構購買了這些期刊的權限,才能讓內部員工能夠免費讀文獻。這也就意味著,紀萬星昨天晚上恐怕是在這裏自願加班兒了,甚至都有可能根本沒有迴家。
“你還是先去休息區睡會兒吧。”安琛拍了拍她的肩,“別為了研究地外時間差效應而把身體搞壞了,還是健康最重要。”
“安……安琛,我算得對不對?”紀萬星有些緊張地追問道。
安琛才意識到她是擔心自己的成果不受重視,於是連忙解釋道:“你這絕對是一流的發現。但我擔心你再這麽工作會對身體有影響,所以才讓你去休息一會兒——手稿我會再檢查一遍,整理完善之後再去找你。”
紀萬星這才點了點頭,又忍不住露出一絲喜悅的笑容,仿佛她剛剛費勁千辛萬苦而取得了莫大的勝利。
的確,她真的有可能戰勝了物理學中那個名為“光速不變”的怪物,但很可能將引入一朵理論上更大的奇葩。
超綱內容:度規概念。
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“萬星,有什麽事兒?”安琛平和地問道。
紀萬星把手裏的顯示屏遞給她,上麵正畫著安琛原本在思考的v^2/c^2的幾何意義。
“我迴去算了一下兒,後麵v^2/c^2這一項好像還真的是對的。”紀萬星頗有些興奮地說道,“因為光速是目前已知最快的速度,假設咱們認為信息傳遞的速度就是光速,那麽對於靜止的a,它接收到以速度運動的b迴傳的信號,本身就比b上的時鍾存在延遲,因此——”
“呃,等等,咱們的衛星信號是通過互聯網迴傳的,因此在傳播上並不存在延遲。”安琛糾正她道。
蜂王國被稱作“互聯網”的東西,本質上並不是以電磁波為媒介傳播的,因此它的信息傳遞並不受到光速的限製。這是一種被皇宮壟斷的技術,互聯網的公共服務器建立在生育田中,也就意味著它的維持必須需要阿爾法女性的卵細胞供應。安琛離開皇宮時還太小,尚未完整地學過這一技術。但這也是帝空之盾必須要以農業監測的名義發衛星的根本緣由,互聯網通信被皇宮壟斷,衛星所攜帶的通訊裝置必須從皇宮直接管理的生育田購買。
“先不考慮互聯網的問題。”紀萬星堅持地繼續說道,“隻考慮電磁波傳播信號,a接收b的時間信號的延遲,算出來正好就是這根號下1-v^2/c^2。”
“但這跟咱們衛星的實際情況並不符合。”安琛不得不說道,“而且這也跟精準對時的方式不符,要知道現在所有地方的對時都是通過無延遲的互聯網。”
或許是她反駁的語氣有點兒強了,紀萬星一時間沒有再開口。
安琛意識到跟內向的人打交道還是得以平和為主,於是補救道:“不過萬星你先繼續說。”
“我計算的是一個不考慮互聯網的情況,對於僅以電磁波為最高信息傳播速度的情況下,時間延遲就是如這個方程所描述的這樣。”紀萬星繼續對著她的計算過程解釋道,“而基於現在的觀測基礎,除了無延遲的互聯網之外,信息傳遞最快的速度仍是光速。所以……或許可以假設,對於沒有互聯網的‘非生命’世界,最大的速度是光速,而那個世界中運動快的物體上,時鍾就比在靜止物體上走得慢。”
安琛沒法理解這是什麽腦迴路:“你完全可以覺得時間是以光速的信息傳遞作為衡量標準的,但如果用音速為標準,這個延遲會變得更大。”
“如果用音速為標準,的確會有更大的延遲,但音速是符合伽利略-牛頓速度疊加原理的。”紀萬星反而說道,“但是光速具有不變性——在解麥克斯韋方程的時候,已經默認了光速是不隨參考係變化而變化的。也就說在電磁學的範疇裏,光速不符合速度疊加原理。而如果假設光速真的是不變的,而時間流速是可變的,那正好就可以既符合麥克斯韋方程組,又符合這個算式……”
安琛看著紀萬星的手稿,也意識到這遠不是換坐標係的把戲那麽簡單。事實上她已經寫出了一個能以幾何方式描述這個方程m=0是時現象的坐標係,它的線元表達式是:
ds^2=-dt^2+dx^2+dy^2+dz^2
(注:這就是閔可夫斯基度規)
這也就是往普通的歐幾裏得坐標係裏加了一個時間項,然而加上這個時間項之後,就能夠同時表示出一個點在“時間-空間”中的坐標。而如果默認沿時間軸的最大“速度”也就是斜率為光速c,那麽這個坐標係就跟安琛剛剛所構思的內容完全一致了。
紀萬星顯然跟她想到了同樣的東西,隻不過她比安琛快了一步。
但時間流速怎麽可能是可變的呢?這不符合常識,而且也跟整個牛頓物理學的基礎都不相符。如果時間本身是因參考係而異的,那一切不同參考係之間的換算都會出問題,也就意味著要全部進行修改……
安琛立刻意識到了,修改的方法就是全部采取紀萬星算出來的這個“時間-空間”坐標係。
手稿裏還有紀萬星代入電磁學理論的計算。看得出來她翻了不少很早期的文獻,無不顯示出光速不變的結論。然而這個事實鮮少被研究宏觀世界的人關注,因為光速如此之快,它在不同慣性參考係裏是否相同,其實對解決實際問題的影響不大。
直到人類開始發展航天,人類的飛行器能夠突破千分之一光速。在描述宏觀世界的方程中光速值不在約等於無窮大,光速不變的結論必然會引發關注。
但是這算得對不對呢?安琛又檢查了一遍,沒有發現紀萬星計算過程裏的問題。她剛想讓紀萬星去重新把這推導過程整理出來,抬頭卻看到她這位年輕的助理研究員臉上明顯的黑眼圈——那看起來顯然並不是普通的黑眼圈。
“萬星,你不會昨天晚上一直在算這個吧?”安琛關切地問道。
“也不是……”紀萬星咕噥了一句,“其實主要都是在查文獻。”
查文獻得通過帝空之盾的內網,因為很多期刊的查閱都是收費的,帝空之盾總部作為機構購買了這些期刊的權限,才能讓內部員工能夠免費讀文獻。這也就意味著,紀萬星昨天晚上恐怕是在這裏自願加班兒了,甚至都有可能根本沒有迴家。
“你還是先去休息區睡會兒吧。”安琛拍了拍她的肩,“別為了研究地外時間差效應而把身體搞壞了,還是健康最重要。”
“安……安琛,我算得對不對?”紀萬星有些緊張地追問道。
安琛才意識到她是擔心自己的成果不受重視,於是連忙解釋道:“你這絕對是一流的發現。但我擔心你再這麽工作會對身體有影響,所以才讓你去休息一會兒——手稿我會再檢查一遍,整理完善之後再去找你。”
紀萬星這才點了點頭,又忍不住露出一絲喜悅的笑容,仿佛她剛剛費勁千辛萬苦而取得了莫大的勝利。
的確,她真的有可能戰勝了物理學中那個名為“光速不變”的怪物,但很可能將引入一朵理論上更大的奇葩。