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第二章 空间和时间(2 / 9)

星在距离小半时引力1/4。这个定律极其精确地预言地球、月亮和其他行星轨道。如果这定律变为恒星万有引力随距离减小得比这还快,则行星轨道不再是椭圆,它们就会以螺旋线形状盘旋到太阳上去。如果引力减小得更慢,则远处恒星引力将会超过地球引力。

亚里士多德和伽利略——牛顿观念巨大差别在于,亚里士多德相信存在个优越静止状态,任何没有受到外力和冲击物体都采取这种状态。特别是他以为地球是静止。但是从牛顿定律引出,并不存在个静止标准。人们可以讲,物体A静止而物体B以不变速度相对于物体A运动,或物体B静止而物体A运动,这两种讲法是等价。例如,们暂时将地球自转和它绕太阳公转置之旁,则可以讲地球是静止列火车以每小时90英里(1英里=1.609公里)速度向北前进,或火车是静止,而地球以每小时90英里(1英里=1.609公里)速度向南运动。如果个人在火车上以运动物体做实验,所有牛顿定律都成立。例如,在火车上打乓乒球,将会发现,正如在铁轨边上张台桌上样,乓乒球服从牛顿定律,所以无法得知是火车还是地球在运动。

缺乏静止绝对标准表明,人们不能决定在不同时间发生两个事件是否发生在空间位置。例如,假定在火车上乓乒球直上直下地弹跳,在秒钟前后两次撞到桌面上处。在铁轨上人来看,这两次弹跳发生在大约相距100米不同位置,因为在这两回弹跳间隔时间里,火车已在铁轨上走远。这样,绝对静止不存在意味着,不能像亚里士多德相信那样,给事件指定个绝对空间位置。事件位置以及它们之间距离对于在火车上和铁轨上人来讲是不同,所以没有理由以为个人处境比他人更优越。

牛顿对绝对位置或被称为绝对空间不存在感到非常忧虑,因为这和他绝对上帝观念不致。事实上,即使绝对空间不存在被隐含在他定律中,他也拒绝接受。因为这个非理性信仰,他受到许多人严厉批评,最有名是贝克莱主教,他是个相信所有物质实体、空间和时间都是虚妄哲学家。当人们将贝克莱见解告诉著名约翰逊博士时,他用脚尖踢到块大石头上,并大声地说:“要这样驳斥它!”

亚里士多德和牛顿都相信绝对时间。也就是说,他们相信人们可以毫不含糊地测量两个事件之间时间间隔,只要用好钟,不管谁去测量,这个时间都是。时间相对于空间是完全分开并独立。这就是大部份人当作常识观点。然而,们必须改变这种关于空间和时间观念。虽然这种显而易见常识可以很好地对付运动甚慢诸如苹果、行星问题,但在处理以光速或接近光速运动物体时却根本无效。

光以有限但非常高速度传播事实,由丹麦天文学家欧尔·克里斯琴森·罗麦于1676年第次发现。他观察到,木星月亮不是以等时间间隔从木星背后出来。不像如果月亮以不变速度绕木星运动时人们所预料那样。当地球和木

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