907.光速中的瑪利亞悖論,被玩壞的瑪利亞理論

作者:符華
兩天時間,瑪利亞和玻爾就回到了彼得格勒。

  只不過,新聞發佈會並沒有立即進行,在瑪利亞的建議下,這場新聞發佈會稍微推遲兩天時間。

  這兩天時間裏面,瑪利亞需要做一件事,那就是帶着玻爾,四處串門。

  串門哪些門?當然是彼得格勒內的各所大學。

  回來彼得格勒途中,瑪利亞特意向玻爾提出建議,希望他能答應,跟自己一起去彼得格勒的大學串一串門。

  儘管不知道瑪利亞的這種做法是有什麼原因,但玻爾答應了。

  不知爲何,在列車內,玻爾對瑪利亞的態度多了更多的放開和尊重,瑪利亞只道是自己的錯覺。

  像玻爾這樣的科學家,最看不起的人,其實就是政治家。

  科學家看不起政治家,這樣的事實在是太平常了,能夠讓科學家比較滿意的政客,也就只有瑪利亞了。

  但也只是比較滿意,僅此而已。

  隨着瑪利亞和玻爾兩人回到彼得格勒,他們便展開了第一天的行程。

  由於安德羅波夫的提前安排,最重要的幾所大學,如聖彼得堡國立大學和聖彼得堡航空宇宙大學,都相繼得到了通知。

  如果只是一般的科學家前來串門,他們可能還真瞧不起。

  今時不同往日,蘇聯的科技水準早就超過歐美等資本老牌國家。

  可是,當他們得知前來拜訪串門的人,是尼爾斯·玻爾時,學校上下都欣喜若狂。

  其狂熱程度,甚至蓋過了一開始聽到瑪利亞時的熱情。

  當然,因爲時間關係,原本預定好的幾所大學,最終只能串門兩所,其餘的得在新聞發佈會之後才能繼續下去。

  對於這樣的安排,玻爾沒有任何怨言。

  儘管玻爾已經60歲人了,但他的精氣神依舊充盈,彷彿有用不完的精力一樣。

  首先到串門的,是聖彼得堡國立大學。

  在衆多師生的狂熱歡呼下,玻爾出現了,而瑪利亞則默默地站在玻爾身邊,絲毫不搶玻爾的風頭。

  如果不是瑪利亞的樣子早就被蘇聯人民所知曉,恐怕會被誤會成玻爾身邊的小跟班了。

  玻爾被這股熱潮所震驚,這股對玻爾的狂熱歡呼,是玻爾在其他國家中從未有過的待遇。

  玻爾是科學家,而科學家是以理性和冷靜著稱的。

  然而,玻爾也是一個人,只要是人就會有七情六慾,就會對這種熱情的歡呼心生萌動。

  這是人之常情。

  瑪利亞會將玻爾帶去串門,自然是有這樣的原因在裏面,通過他們的熱情來表達出蘇聯人民對科學的百分百熱衷。

  以此方式,促進玻爾對蘇聯的改觀,增長玻爾對蘇聯的熱愛。

  只要能成,即使把玻爾放出去,他也會憑藉自己的影響力,不斷地給蘇聯做宣傳,無論是有意的還是無意的。

  但瑪利亞還是低估了現在蘇聯學生對科學的狂熱,如果不是做好了防衛工作,恐怕玻爾會被這羣狂熱的學生給直接淹沒。

  看着這學生浪潮,瑪利亞不禁回想起原時空的蘇聯,好像也沒這麼誇張吧。

  無奈之下,瑪利亞只能親自下場,協助這裏的安保工作,避免學生太過於狂熱而把玻爾給活活衝死。

  隨着瑪利亞的加入,安保工作開始走向平穩。

  不知過了多久,學生們的躁動纔得到安撫,只不過看他們的眼神就能發現,如果給他們一點機會,他們就會毫不猶豫地衝向玻爾。

  雖說恐怖,但玻爾絲毫不害怕,反而對此感到了一絲滿足。

  他平穩地走向講臺,在擴音器的支持下,以帶有口音的英語向臺下衆多學生髮出問候。

  這一聲問候,再一次引爆學生們的歡呼浪潮,但最起碼沒有像一開始那樣衝動。

  看着浪潮一般的師生,玻爾緩緩地說出開場白。

  “一個人的死,對宇宙而言不算什麼,總質量守恆,總能量守恆,生命不過是一個熵減到熵增的過程。”

  “這是熱力學第二定律所帶來的空洞和悲觀。”

  “但是,這是遵守經典物理學的規律,也就說,在熱力學第二定律中,熵減必將趨向於熵增,時間是沒方向性。”

  “但真的沒有方向性嗎?”

  “如果這只是我們人類短暫的生命時間,使得我們觀察不到時間的也能走向有序呢?”

  “既然無法通過觀察去證明熱力學第二定律是錯的,那麼,我們只剩下一個方法,數學。”

  “系統的相空間,中除了一個測度爲零的點集以外,在t=0時使系統從相空間中任何一有界點p出發,則對於任意給定的一個小距離ε0,都存在一個有限的時間t(ε),在這時間間隔內,系統必經過相空間的一點p。”

  “在這種定理中,我們可以看到,一個力學體系經過足夠長的時間後,總能回到任何接近初始狀態的那個狀態上。”

  “也就是說,在宇宙的若干年後,宇宙會迴歸到現在的樣子,我們能夠擁有一模一樣的來世,重新開始自己的人生。”

  “這意味着,當我們這次聚會走向結束,但我們的生命走向盡頭,我們將會在一個無法感知的時間流動場面後,重新睜開雙眼。”

  “我們將會重新看到童年時的那片星空,將會重新聚在一起,在這裏成爲你我他。”

  “現在,就請我們重新打一次招呼,這會是過去的問候,現在的問候,和未來的問候。”

  看着臺下衆人,玻爾張開雙臂,大聲笑道。

  “學生們,歡迎你們進入到科學領域。”

  站在玻爾邊上,瑪利亞也一同鼓起了掌。

  以龐加萊迴歸的理論作爲開場白,就科學家而言,着實是浪漫至極。

  因爲,龐加萊迴歸所帶來的,是一種科學賦予的浪漫,比任何宗教都要浪漫的夢幻圖景。

  一整天時間裏面,玻爾都泡在了聖彼得堡國立大學裏面,他甚至跟學生們互動,跟他們打成一片。

  這樣的事情,自然會被記者拍攝下來。

  由於玻爾的名氣實在會太大了,在波爾要串門大學的消息,被克格勃故意散佈出去後,各國記者自然會蜂擁而來。

  他們也很清楚,這不僅僅是科學意義,更是政治意義。第一天的行程,玻爾幾乎沉浸在聖彼得堡國立大學的學生熱情之中。

  至於身爲主角之一的瑪利亞,嗯?她來過嗎?沒看到,真沒看到。

  國立大學的校長都氣炸了,這可是怠慢了國家領導人啊,但在瑪利亞的安撫下,他還是平穩地接受這一事實。

  現在的國家學生,在對待科學的關注度遠勝於對待政治家的關注度,這一點是好事。

  瑪利亞所期待的,是一個科學蘇聯,而不是政治蘇聯。

  一整天時間就在這所大學中消耗完了。

  第二天,瑪利亞帶着他前往聖彼得堡航空宇宙大學。

  雖說這所大學的着重點是航空和宇宙,是屬於宏觀科學,但他們對玻爾這樣的科學家依舊充滿了期待。

  無論是宏觀還是微觀,都有一個共同語言,那就是數學。

  玻爾瞭解這一點,因此,當他來到聖彼得堡航空宇宙大學時,他所講解的並不是各種微觀物理,而是數學。

  他通過數學的方式,解答了何爲量子。

  同時,他還向聖彼得堡航空宇宙大學的學子們,分享了他對相對論的理解。

  “一輛列車穿過隧道,它的長度與隧道相等,速度接近光速,在隧道的參考系下,由於尺縮效應,列車的高速運動使其長度比隧道更短。”

  “然而,在列車的參考系下,隧道以相同速度向後運動,由於尺縮效應,隧道的長度應比列車更短。”

  “那麼,同學們,《狹義相對論》自相矛盾嗎?”

  底下的學生浪潮產生了激烈的討論,他們就‘列車更短是對’和‘隧道更短是對’這兩個問題點上進行了激烈爭論。

  但是,玻爾並沒有就此停下來,他需要激發學生們的發散思維,但有時候則需要一些引導。

  “同學們,狹義相對論所研究的是運動,任何複雜的運動,都可以從一維運動開始研究。”

  一邊說着,他一邊在身後的黑板上開始勾畫着一個座標圖。

  “常用的時空圖表示運動,爲x-t的圖像,一個時刻加一個位置確定一個時空點。”

  “同學們,我在這裏引入一個基本公理,即,光速不變。”

  “在光速不變這條公理基礎下,我們使用洛倫茲變換,可以對狹義相對論進行理解。”

  “現在,我再舉一個例子。”

  說着,玻爾將聽得津津有味的瑪利亞給拉到講臺上,在她一臉懵逼樣子中,玻爾笑道。

  “我曾經問過瑪利亞主席,她最期待的未來是什麼,她說是星空,是宇宙。”

  “那麼,根據計算,我們可以得知第一宇宙速度爲7.9km/s。”

  “可如果我們要進行星際旅行,其速度就必然要遠遠超過這個第一宇宙速度。”

  “一旦我們能接近光速,那麼,在狹義相對論裏面,我們又會變成怎麼樣呢?”

  臺下的爭論立馬陷入平靜,他們紛紛擡起頭,眺望着臺上的玻爾和瑪利亞。

  玻爾繼續笑道。

  “現在,瑪利亞主席乘坐着火箭離開地球,而我則繼續留在地球。”

  “那麼我們的時間流速會如何呢?”

  臺下的安靜又一次進入喧鬧,但因爲擴音器的原因,玻爾的聲音依舊佔據着主導。

  他對臺下的學生們繼續解釋道。

  “如果以我爲參考系,那麼,我的時間流速是正常的。”

  “但是,相對於瑪利亞而言就不這樣認爲了,在瑪利亞的參考系下,我的時間流速變慢了。”

  “那麼這矛盾嗎?不,這一點都不矛盾,因爲在瑪利亞乘坐火箭飛船,以接近光的速度離開時,我們之間的時間流速就不一樣了。”

  由於這涉及到火箭、速度和相對論,完全勾勒出學生們對玻爾所講內容的好奇心。

  “在這裏我得引出洛倫茲變換的另外一個特點,那就是鐘慢效應,也就是時間膨脹效應。”

  “根據以上的推論,以留在地球上的我爲參考系時,瑪利亞由於在進行高速運動,時間變慢,因此年齡更小。”

  “但如果在瑪利亞的參考系呢?那麼高速運動的就是留在地球上的我,我時間流速就應當更慢。”

  “既然在雙方不同參考系下,時間流速都不一樣,那麼,當瑪利亞從宇宙中回來時,我跟她的年齡誰更大,誰更小呢?”

  臺下的師生都陷入了沉思,他們的討論一直不停,而玻爾也很樂於見到這樣的情況。

  科學,從來都不是束於高閣的不可攀之物。

  科學,就應當融入人類生活,成爲所有人都能接觸到的知識。

  這一天,玻爾在聖彼得堡航空宇宙大學中,提出了列車-隧道悖論和玻-瑪年齡悖論。

  這兩個悖論,成爲了聖彼得堡航空宇宙大學的核心討論問題。

  他給出了一個思路,卻沒有給出答案。

  當這場大學‘串門’結束後,瑪利亞忍不住問了一聲:“我跟你的,究竟誰的年齡更大?”

  對此,玻爾笑着搖頭。

  “如果你真要較真的話,那你所需要運用的理論就不能只有狹義相對論,還有廣義相對論,將加速和減速也包括其中。”

  “這麼理解吧,當我留在地球上時,我身上沒有加速度,那麼我的世界線就是一條直線。”

  “反觀是你,你在飛船上時,存在着變速關係,你的時間線就是彎曲的。”

  “在這裏,就得運用李曼幾何裏面的度規張量,當然這個在數學上,叫做度量張量,反正都一樣。”

  “利用這個二階張量,就能計算出我在地球上的勻速運動世界線長度,也能計算出你在變速運動中的世界線。”

  “當然,這個是數學問題,如果真要去計算,可以用矩陣表示,這樣可能更加方便一些。”

  “停停,我說停停!”

  瑪利亞連忙制止了玻爾那充滿解說欲的準備。

  然而,頭已經開了,玻爾哪有停下來的可能。

  他也不顧瑪利亞是否聽得懂,直接就在賓館內拿出自己隨身攜帶的紙和筆,開始給瑪利亞展開計算。

  第二天清晨,瑪利亞一臉被玩壞的出現在祕書艾米爾面前。

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