震撼科学：物体速度与全息电影

世人皆知爱因斯坦创立的是相对论，虽然这理论对许多人晦涩难懂，但“相对”这个词很容易理解。任何描述都是相对的——自行车相对于汽车很慢，但相对于蜗牛就很快；100相对于10000很少，但相对于1就很多。世上没有绝对的运动或静止，动仅仅相对于静才存在，反之亦然。

要描述一个物体的速度，必须“相对”于某个参照物。你认为正在看的这本书是静止的（速度为0），是因为你本能地用自己做了参照物。如果选太阳做参照物，书就正以每秒约30公里绕日运动。因为太阳系在绕着银河系的中心转动，相对于银河系的中心来说，这书正以每秒约250公里的速度运动。而银河系也在运动，相对于邻近星系来说，这书正以每秒约600公里的速度运动。

参照物如何选择呢？任由你定，太阳、月亮、一只正在飞的蚊子都可以，并没有一个公允的、每个人都必须使用的参照物。有没有什么东西是永远不动的，全人类可以把它当作“终极”参照物？牛顿以为有，就是“永恒时空框架”。直到今天，许多人也本能地以为有，但后面我们会看到，爱因斯坦证明这“框架”并不存在。

虽然没有一个全人类可以共享的参照物，每个人却有一个十分方便可靠的参照物——“自己”。因为我们永远离不开“自己”，每时每刻都必须通过自己的瞳孔看世界，用“自己”做参照物是个逻辑的选择。

用这参照物重新审视一下世界会很有趣。例如，你飞到美国去旅游，感觉在飞机上速度很快，像是走了很远。如果你选“自己”为参照物，你就没有动，只是美国大陆移到了你的脚下。这就好比在看一部“全息电影”，你坐着没动，只是美国被投影到了你的周围。

如果一辈子选择“自己”为参照物，整个人生就成了一场“全息电影”——你就像转轮上的老鼠，生活的场景迎面而来，你奔跑着，以为走了很远的路，其实没动地方。

世上任何东西是否在动，动得快慢，都会因为所选择的参照物的不同而不同，除了一个例外，那就是光。实验发现，光的速度相对于任何参照物都是恒定的（在真空中为299792.458公里/秒，一般用c表示）。如果你在坐着看书，光相对于你的速度是c；但如果你跳上一艘飞船以0.9倍光速（0.9c）去追光，光相对于你的速度仍然为c。假如存在一个永恒僵化的“时空框架”，即时间和空间是永远不变的，这种现象就不可能——飞船和光的相对速度应该是0.1c（c-0.9c=0.1c），而不是c。(www.zuozong.com)

爱因斯坦意识到，要想让光相对于任何参照物的速度都恒定为c，时间和空间就必须“可塑”——在不同的速度参照系里，时间和空间必须是不一样的。他发现，不存在绝对的“同时”，也就是说，并不存在一个人人共享的、绝对的时间。

让我用一个假想的、发生在外星的故事来阐明。

没有绝对静止的东西

世上没有绝对静止的东西。

要证明某个东西是绝对静止的，就必须以另一个绝对静止的东西做参照物，如此便成了循环论证。这就好比我们在茫茫大海上航行时遇到一艘船，如果海岸远得看不见，我们怎么知道它是静止的呢？我们可以把自己的船停下来（马达熄火，螺旋桨停转），如果另一只船相对于我们没在动，我们就认为它是静止的。这判断虽然符合直觉，却是错误的，因为我们并不能肯定自己的船是静止的（它的螺旋桨虽然没在转，却可能随着海流在漂），而且实际上，船在随着地球自转，绕着太阳公转，并不是静止的。

科学家们曾幻想出一种绝对静止的物质，叫做“以太”，并认为它无所不在又没有质量，但后来证明以太并不存在。