用理论定义现实
在生活和工作中,我们经常会遇到类似的问题:当逻辑和实践相矛盾时,你相信谁?我相信绝大多数人会说选择相信眼见为实,因为实践是检验真理的唯一标准。但是爱因斯坦的经历告诉我们,如果逻辑与现实相矛盾,那就改变现实吧。所以,在没有任何证据的情况下,爱因斯坦的狭义相对论“悍然”宣布:时间的“绝对地位”被下移了,时间变成相对的,而光速才是运动的绝对参考系,光速不变是“一”。
虽然在当时受到科技水平的限制,爱因斯坦的理论无法通过科学实验被证明,但是现在,在先进的科技设备的支持下,我们通过对宇宙中天体运动的观测,已经证明了爱因斯坦狭义相对论的正确性。甚至有很多艺术作品,都开始以爱因斯坦的相对论理论为基础去塑造未来的时空旅行场景。
2014年,由英国著名的导演克里斯托弗·诺兰(Christopher Nolan)执导的电影《星际穿越》在全球上映,影片讲述了一支科学探险队利用发现的虫洞进行时空穿越的故事。男主角是探险队中的一名宇航员,在进行星际穿越之前,他的女儿还是一个孩子。因为他们以光速运动的形式穿越了虫洞,所以对他们来说,时间是相对静止的,但他的女儿生活在地球上,在正常流速的时间之下。所以当他穿越回来,发现虽然他的年龄并没有明显的变化,但他的女儿已经变成了一位风烛残年的老者。虽然在这部电影中存在一些在科学家看来并不严谨的科学细节,但这个故事的主线充分地说明了爱因斯坦的狭义相对论。
从形式上讲,狭义相对论在提出之时还是一个假设理论,但后人用实际的证据和实验的结果证明了这种假设的正确性。换句话说,爱因斯坦是在不具备相对论理念诞生基础的时代,仅凭思想实验和纯逻辑推理,在没有通过观测实证的情况下,推翻了牛顿的绝对时空说,提出了超前的理论。
美国的科学哲学家托马斯·库恩(Thomas S. Kuhn)在其著作《科学革命的结构》中曾经说:“一般人认为‘新发现’是科学的标志,但几乎所有的科学革命都不是新发现的革命,而是概念的革命。”用超前的理念来重新定义已有的现实,这就是爱因斯坦狭义相对论建立的过程。
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