科學(xué)探索與科技創(chuàng)新06_時(shí)空旅行

1、外星文明與時(shí)空旅行：在科學(xué)與幻想之間科學(xué)探索與科技創(chuàng)新課 關(guān)于外星球生命的問(wèn)題，幾個(gè)世紀(jì)以來(lái)經(jīng)歷過(guò)好幾個(gè)階段：糊里糊涂的推測(cè)，無(wú)拘無(wú)束的猜想，墨守成規(guī)的保守觀念和毫無(wú)想象力的漠不關(guān)心，最后，才算成熟。目前已到達(dá)采用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)技術(shù)方法來(lái)進(jìn)行研究的實(shí)際階段。這項(xiàng)工作在科學(xué)上已經(jīng)受到尊重，其重要意義也為人們廣泛了解。外星球生命的想法，已經(jīng)到達(dá)該實(shí)際研究的時(shí)候了?？査_根UFO：外星文明的使者？ 從常識(shí)出發(fā)來(lái)推論，無(wú)法排除外星 高等文明存在的可能性。 卡爾薩根：“我們沒(méi)有理由自詡為空前絕后或最理想的生物?！?迄今為止，人類既沒(méi)有發(fā)現(xiàn)外星高等文明存在的證據(jù)，也未能提供外星高等文明不存在的證據(jù)。 外星高等

2、文明是否存在，科學(xué)上一直是有爭(zhēng)論的。 在外星高等文明是否存在這個(gè)問(wèn)題上，常見(jiàn)兩種策略：1、試圖“證明”外星文明不可能存在2、宣布對(duì)外星高等文明的討論屬于“偽科學(xué)”德雷克公式及其估算值銀河系中的高等文明數(shù)恒星總數(shù)恒星擁有行星系統(tǒng)的概率行星系統(tǒng)中產(chǎn)生生命的概率生命中產(chǎn)生智慧生命的概率智慧生命進(jìn)入技術(shù)時(shí)代的概率技術(shù)時(shí)代的平均持續(xù)時(shí)間銀河系年齡 由德雷克（Frank Drake）與卡爾薩根（Carl Sagan）提出 在1961年美國(guó)科學(xué)院空間科學(xué)委員會(huì)請(qǐng)德雷克主持組織的第一次搜尋地外生命的學(xué)術(shù)會(huì)議上，被作為主題來(lái)討論。 當(dāng)時(shí)推算的結(jié)果是取值在1000100,000之間 若取值為1，就“證明”了外星高

3、等文明不存在。這個(gè)“證明”遠(yuǎn)非無(wú)懈可擊： 邏輯上的問(wèn)題：無(wú)限與 0 中間各項(xiàng)數(shù)值的估計(jì)隨意性太 大，很難有確切值。 公式中的“生命”僅限于地球上 的生命模式是偽科學(xué)嗎？是現(xiàn)代神話嗎？ “偽科學(xué)”說(shuō)：對(duì)于增進(jìn)人類知識(shí)毫 無(wú)貢獻(xiàn) 哲學(xué)思路：“一個(gè)現(xiàn)代性的神話” 地外文明是一個(gè)無(wú)法進(jìn)行科學(xué)檢 驗(yàn)的問(wèn)題 有一定道理，但并非無(wú)懈可擊。智慧外星人會(huì)不會(huì)和我們聯(lián)絡(luò)？ 問(wèn)題一：星際航行是否可能？只有得出肯定的答案，UFO才有可能是外星文明的使者。 問(wèn)題二：高等文明是否愿意與低等文明交往？ 問(wèn)題一：星際航行是否可能？ 對(duì)于恒星之間的星際航行，科學(xué)家已經(jīng)設(shè)想了多種技術(shù)方案，但均難以實(shí)施： 核爆炸推進(jìn)火箭 核聚變推

4、進(jìn)火箭 反物質(zhì)推進(jìn)火箭 太陽(yáng)能宇宙飛船 “光帆”宇宙飛船問(wèn)題二：高等文明是否愿意與低等文明交往？ 有人認(rèn)為：如果外星文明已經(jīng)可以到達(dá)地球，那他們的科學(xué)技術(shù)必然比我們發(fā)達(dá)很多。但他們?yōu)槭裁催€總是躲著我們呢？為什么不堂而皇之地和我們交往呢？ 所以，所謂的UFO肯定不是外星文明使者。對(duì)待外星文明探索活動(dòng)的態(tài)度 民間自發(fā)的UFO探索活動(dòng)持續(xù)不斷，而且熱情很高。 中國(guó)天文學(xué)界對(duì)UFO問(wèn)題的普遍恐懼：極少有天文學(xué)家愿意和這項(xiàng)活動(dòng)或這個(gè)話題沾邊。 怕被指為“偽科學(xué)”？相對(duì)論與時(shí)空旅行 在日常生活和生產(chǎn)中，用時(shí)鐘測(cè)量時(shí)間，在日常生活和生產(chǎn)中，用時(shí)鐘測(cè)量時(shí)間，用米尺測(cè)量長(zhǎng)度，也是司空見(jiàn)慣的事情。無(wú)論用米尺測(cè)量長(zhǎng)

5、度，也是司空見(jiàn)慣的事情。無(wú)論是運(yùn)動(dòng)的描述，還是運(yùn)動(dòng)規(guī)律的說(shuō)明，都跟時(shí)是運(yùn)動(dòng)的描述，還是運(yùn)動(dòng)規(guī)律的說(shuō)明，都跟時(shí)間和長(zhǎng)度的測(cè)量有關(guān)。對(duì)于不同的參考系，長(zhǎng)間和長(zhǎng)度的測(cè)量有關(guān)。對(duì)于不同的參考系，長(zhǎng)度和時(shí)間的測(cè)量結(jié)果是否是一樣的？對(duì)上述問(wèn)度和時(shí)間的測(cè)量結(jié)果是否是一樣的？對(duì)上述問(wèn)題的討論，物理學(xué)經(jīng)歷了一場(chǎng)關(guān)于時(shí)空觀的變題的討論，物理學(xué)經(jīng)歷了一場(chǎng)關(guān)于時(shí)空觀的變革，從牛頓時(shí)代的經(jīng)典力學(xué)跨越到愛(ài)因斯坦的革，從牛頓時(shí)代的經(jīng)典力學(xué)跨越到愛(ài)因斯坦的相對(duì)論。愛(ài)因斯坦的狹義相對(duì)論告訴我們：運(yùn)相對(duì)論。愛(ài)因斯坦的狹義相對(duì)論告訴我們：運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘變慢、運(yùn)動(dòng)的尺子在運(yùn)動(dòng)的方向上縮動(dòng)的時(shí)鐘變慢、運(yùn)動(dòng)的尺子在運(yùn)動(dòng)的方向上縮短。這到底是

6、為什么？短。這到底是為什么？導(dǎo)入新課相對(duì)論簡(jiǎn)介相對(duì)論簡(jiǎn)介教學(xué)目標(biāo) 一、知識(shí)與技能一、知識(shí)與技能 （1 1）同時(shí)的相對(duì)性）同時(shí)的相對(duì)性 （2 2）運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度的收縮）運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度的收縮 （3 3）時(shí)間間隔的相對(duì)）時(shí)間間隔的相對(duì) （4 4）了解時(shí)空相對(duì)性的驗(yàn)證）了解時(shí)空相對(duì)性的驗(yàn)證 （5 5）了解相對(duì)論時(shí)空觀與經(jīng)典物理時(shí)空觀）了解相對(duì)論時(shí)空觀與經(jīng)典物理時(shí)空觀的主要區(qū)別的主要區(qū)別 二、過(guò)程與方法二、過(guò)程與方法 （1 1）理解同時(shí)相對(duì)性的推演過(guò)程）理解同時(shí)相對(duì)性的推演過(guò)程 （2 2）理解從）理解從“同時(shí)相對(duì)性同時(shí)相對(duì)性”出發(fā)得出出發(fā)得出“運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度和時(shí)間間隔的相對(duì)性運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度和時(shí)間間隔的相對(duì)性”的過(guò)程。的過(guò)程。

7、三、情感態(tài)度和價(jià)值觀三、情感態(tài)度和價(jià)值觀 （1 1）體會(huì)相對(duì)論嶄新的時(shí)空觀，體會(huì)相）體會(huì)相對(duì)論嶄新的時(shí)空觀，體會(huì)相對(duì)論的建立對(duì)人類認(rèn)識(shí)世界的影響。對(duì)論的建立對(duì)人類認(rèn)識(shí)世界的影響。 （2 2）辯證地看待經(jīng)典物理理論）辯證地看待經(jīng)典物理理論 教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重、難點(diǎn)教學(xué)重、難點(diǎn) 從從“同時(shí)同時(shí)”的相對(duì)性得出運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)的相對(duì)性得出運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度和時(shí)間間隔的相對(duì)性。度和時(shí)間間隔的相對(duì)性。本節(jié)導(dǎo)航一、一、“同時(shí)同時(shí)”的相對(duì)性的相對(duì)性二、長(zhǎng)度的相對(duì)性二、長(zhǎng)度的相對(duì)性三、時(shí)間間隔的相對(duì)性三、時(shí)間間隔的相對(duì)性四、時(shí)空相對(duì)性的驗(yàn)證四、時(shí)空相對(duì)性的驗(yàn)證五、相對(duì)論的時(shí)空觀五、相對(duì)論的時(shí)空觀一、一、”同時(shí)同時(shí)“的相對(duì)性的相對(duì)性事

8、例事例1 按照狹義相對(duì)論，不僅按照狹義相對(duì)論，不僅“同時(shí)同時(shí)”是是相對(duì)的，有時(shí)候，甚至事情的先后也都相對(duì)的，有時(shí)候，甚至事情的先后也都是相對(duì)的。是相對(duì)的。 一節(jié)長(zhǎng)為一節(jié)長(zhǎng)為10米的列車，米的列車，A在車后部，在車后部，B在車前部。在車前部。當(dāng)列車以當(dāng)列車以0.6c的高速度通過(guò)的高速度通過(guò)一個(gè)站臺(tái)的時(shí)候一個(gè)站臺(tái)的時(shí)候,突然站臺(tái)突然站臺(tái)上的人看到上的人看到A先向先向B開(kāi)槍開(kāi)槍,過(guò)過(guò)了了12.5毫微秒毫微秒,B又向又向A發(fā)射。發(fā)射。因而站臺(tái)上的人作證：這場(chǎng)因而站臺(tái)上的人作證：這場(chǎng)槍?xiě)?zhàn)是由槍?xiě)?zhàn)是由A挑起的。但是，挑起的。但是，車上的乘客卻提供相反的情車上的乘客卻提供相反的情況，他們說(shuō)，是況，他們說(shuō)，是

9、B先開(kāi)槍，先開(kāi)槍，過(guò)了過(guò)了10毫微秒，毫微秒，A才動(dòng)手。才動(dòng)手。事件是由事件是由B發(fā)動(dòng)的。發(fā)動(dòng)的。 AB事例事例2到底是誰(shuí)先動(dòng)手呢？到底是誰(shuí)先動(dòng)手呢？沒(méi)有絕對(duì)的答案。在沒(méi)有絕對(duì)的答案。在這個(gè)具體事件中，誰(shuí)這個(gè)具體事件中，誰(shuí)先誰(shuí)后是有相對(duì)性的。先誰(shuí)后是有相對(duì)性的。在列車參考系中，在列車參考系中，B先先A后，而在車站參后，而在車站參考系中則是考系中則是A先先B后。后。AB 在十幾個(gè)毫微秒時(shí)間內(nèi)，光信號(hào)走不到十在十幾個(gè)毫微秒時(shí)間內(nèi)，光信號(hào)走不到十米遠(yuǎn)，所以米遠(yuǎn)，所以A A和和B B開(kāi)槍動(dòng)作的先后是相對(duì)的。開(kāi)槍動(dòng)作的先后是相對(duì)的。 光速不變性保證了因果關(guān)系的成立，保證光速不變性保證了因果關(guān)系的成立，保

10、證我們不會(huì)看到任何倒因?yàn)楣默F(xiàn)象。我們不會(huì)看到任何倒因?yàn)楣默F(xiàn)象。概概 念念經(jīng)典力學(xué)經(jīng)典力學(xué)狹義相對(duì)論狹義相對(duì)論光光 速速相對(duì)的相對(duì)的絕對(duì)的絕對(duì)的同同 時(shí)時(shí)絕對(duì)的絕對(duì)的相對(duì)的相對(duì)的不可能有物理不可能有物理聯(lián)系的兩事件聯(lián)系的兩事件的次序的次序絕對(duì)的絕對(duì)的相對(duì)的相對(duì)的可能有物理聯(lián)可能有物理聯(lián)系的兩事件的系的兩事件的次序次序絕對(duì)的絕對(duì)的絕對(duì)的絕對(duì)的如誰(shuí)先動(dòng)手問(wèn)題如誰(shuí)先動(dòng)手問(wèn)題二、長(zhǎng)度的相對(duì)性二、長(zhǎng)度的相對(duì)性 v v車上的人看到的車廂的長(zhǎng)度：車上的人看到的車廂的長(zhǎng)度：車外的人看到的車廂的長(zhǎng)度：車外的人看到的車廂的長(zhǎng)度：0ll0ll201cvll注意：注意： 長(zhǎng)度縮短效應(yīng)長(zhǎng)度縮短效應(yīng)只發(fā)生在只發(fā)生在相對(duì)

11、運(yùn)動(dòng)的方向上。相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向上。如上例中的如上例中的 X X 軸方向上，在軸方向上，在Y Y 軸方向上無(wú)軸方向上無(wú)長(zhǎng)度長(zhǎng)度縮短效應(yīng)?？s短效應(yīng)。動(dòng)尺變短（空間收縮效應(yīng)）動(dòng)尺變短（空間收縮效應(yīng)）S SO O X X YYA B O O S SX XY Y u1xl 一條一條沿自身長(zhǎng)度方向運(yùn)動(dòng)沿自身長(zhǎng)度方向運(yùn)動(dòng)的桿，的桿，其長(zhǎng)度總比、桿靜止時(shí)的長(zhǎng)度小。其長(zhǎng)度總比、桿靜止時(shí)的長(zhǎng)度小。斐克小伙劍術(shù)精，斐克小伙劍術(shù)精，出刺迅捷如流星，出刺迅捷如流星，由于空間收縮性，由于空間收縮性，長(zhǎng)劍變成小鐵釘長(zhǎng)劍變成小鐵釘. .結(jié)論結(jié)論 伽莫夫的著名科普讀物伽莫夫的著名科普讀物物理世界的奇遇物理世界的奇遇：該城市里的光

12、：該城市里的光速異乎尋常地小，當(dāng)他騎自行車高速行駛時(shí)，發(fā)現(xiàn)周圍的一切速異乎尋常地小，當(dāng)他騎自行車高速行駛時(shí)，發(fā)現(xiàn)周圍的一切如圖中一樣的變扁了。如圖中一樣的變扁了。三、時(shí)間間隔的相對(duì)性三、時(shí)間間隔的相對(duì)性 a圖以車上的人作為參考系圖以車上的人作為參考系A(chǔ)B推導(dǎo)過(guò)程hht=2h/c=2h/c b圖以站臺(tái)上的人作為參考系圖以站臺(tái)上的人作為參考系A(chǔ)DAC推導(dǎo)過(guò)程ACA=ct 由由a a圖得出圖得出t t=2h/c =2h/c 由由b b圖得出圖得出ACAACA=c=ct t 以上面兩式消去以上面兩式消去h h可得：可得：因?yàn)橐驗(yàn)関cvtt t 2)(1cvtt 上面的推導(dǎo)公式表明在地面上觀測(cè)，火車上的

13、上面的推導(dǎo)公式表明在地面上觀測(cè)，火車上的時(shí)間進(jìn)程變慢了，車上的一切物理過(guò)程、化學(xué)過(guò)程時(shí)間進(jìn)程變慢了，車上的一切物理過(guò)程、化學(xué)過(guò)程和生命過(guò)程都變慢了：時(shí)鐘走得慢了，人的心臟跳和生命過(guò)程都變慢了：時(shí)鐘走得慢了，人的心臟跳動(dòng)、呼吸、消化、思維活動(dòng)和一切生理過(guò)程都變慢動(dòng)、呼吸、消化、思維活動(dòng)和一切生理過(guò)程都變慢了了這就是時(shí)間間隔的相對(duì)性，也稱為這就是時(shí)間間隔的相對(duì)性，也稱為“時(shí)間膨時(shí)間膨脹脹”或或“鐘慢效應(yīng)鐘慢效應(yīng)”。 2)(1cvtt 我們?cè)O(shè)想甲、我們?cè)O(shè)想甲、乙是一對(duì)孿生弟兄。乙是一對(duì)孿生弟兄。他們計(jì)劃做一次高他們計(jì)劃做一次高速飛船旅行，來(lái)檢速飛船旅行，來(lái)檢驗(yàn)一下狹義相對(duì)論。驗(yàn)一下狹義相對(duì)論。甲留在

14、發(fā)射基地，甲留在發(fā)射基地，乙周游天外。當(dāng)飛乙周游天外。當(dāng)飛船再度回到基地時(shí)，船再度回到基地時(shí)，是甲比乙年輕，還是甲比乙年輕，還是乙比甲年輕？是乙比甲年輕？甲甲乙乙事例事例1 這里有兩種這里有兩種答案：（答案：（1）甲看）甲看乙船上的鐘變慢乙船上的鐘變慢了，所以，甲說(shuō)了，所以，甲說(shuō)乙應(yīng)該比他更年乙應(yīng)該比他更年輕一些。（輕一些。（2）乙）乙也看到基地的鐘也看到基地的鐘變慢了，所以乙變慢了，所以乙說(shuō)甲應(yīng)該比他更說(shuō)甲應(yīng)該比他更年輕些。這是個(gè)年輕些。這是個(gè)有名的疑難，叫有名的疑難，叫“雙生子佯謬雙生子佯謬”。甲甲乙乙 問(wèn)題的關(guān)鍵是乙要回到出發(fā)點(diǎn)。乙的飛行路線必然是有問(wèn)題的關(guān)鍵是乙要回到出發(fā)點(diǎn)。乙的飛行路

15、線必然是有來(lái)有去，或者是轉(zhuǎn)一個(gè)圈子。因此，在甲看來(lái)，乙是在做有來(lái)有去，或者是轉(zhuǎn)一個(gè)圈子。因此，在甲看來(lái)，乙是在做有速度變化的運(yùn)動(dòng)，在乙看來(lái)，甲相對(duì)于他也在做變速運(yùn)動(dòng)。速度變化的運(yùn)動(dòng)，在乙看來(lái)，甲相對(duì)于他也在做變速運(yùn)動(dòng)。 按照運(yùn)動(dòng)鐘變慢的理論，甲看乙鐘變慢，乙看甲鐘變慢按照運(yùn)動(dòng)鐘變慢的理論，甲看乙鐘變慢，乙看甲鐘變慢這種對(duì)稱性，這種對(duì)稱性，只有當(dāng)甲和乙的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度不變時(shí)，才能保只有當(dāng)甲和乙的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度不變時(shí)，才能保持持?；蛘哒f(shuō)，只有互相作勻速直線運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)慣性參考系，?；蛘哒f(shuō)，只有互相作勻速直線運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)慣性參考系， 互相之間才是等價(jià)的。一旦出現(xiàn)了互相之間才是等價(jià)的。一旦出現(xiàn)了變速的相對(duì)運(yùn)動(dòng)

16、，就不能變速的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，就不能使用這種對(duì)稱性了。使用這種對(duì)稱性了。 甲和乙都生活在宇宙間。他們周圍還有大量天體。因此，甲和乙都生活在宇宙間。他們周圍還有大量天體。因此，雙生子問(wèn)題中有三個(gè)因素：甲、乙和他們周圍的宇宙，如果雙生子問(wèn)題中有三個(gè)因素：甲、乙和他們周圍的宇宙，如果甲留在基地上，他相對(duì)于大量天體并沒(méi)有做變速運(yùn)動(dòng)。在甲甲留在基地上，他相對(duì)于大量天體并沒(méi)有做變速運(yùn)動(dòng)。在甲看來(lái)，只有乙在做變速運(yùn)動(dòng)。在乙看來(lái)，情況與甲不同。他看來(lái)，只有乙在做變速運(yùn)動(dòng)。在乙看來(lái)，情況與甲不同。他不但看到甲在做變速運(yùn)動(dòng)不但看到甲在做變速運(yùn)動(dòng),而且整個(gè)宇宙都在做變速運(yùn)動(dòng)。一而且整個(gè)宇宙都在做變速運(yùn)動(dòng)。一邊是整個(gè)周圍的

17、宇宙，一邊只是一個(gè)飛船，這是明顯的邊是整個(gè)周圍的宇宙，一邊只是一個(gè)飛船，這是明顯的不對(duì)不對(duì)稱性稱性。所以由對(duì)稱性引起的兩難是不存在的。所以由對(duì)稱性引起的兩難是不存在的。 那么，到底誰(shuí)年輕呢？那么，到底誰(shuí)年輕呢？四、時(shí)空相對(duì)性的驗(yàn)證四、時(shí)空相對(duì)性的驗(yàn)證 1966年，真的做了一次雙生子旅游實(shí)驗(yàn)，用來(lái)年，真的做了一次雙生子旅游實(shí)驗(yàn)，用來(lái)判斷到底那個(gè)壽命長(zhǎng)，同時(shí)也一勞永逸地結(jié)束了純判斷到底那個(gè)壽命長(zhǎng)，同時(shí)也一勞永逸地結(jié)束了純理論的爭(zhēng)論。不過(guò)旅游的不是人，仍然是理論的爭(zhēng)論。不過(guò)旅游的不是人，仍然是子。旅途子。旅途也不在天外，而是一個(gè)直徑大約為十四米的圓環(huán)。也不在天外，而是一個(gè)直徑大約為十四米的圓環(huán)。子子

18、 從一點(diǎn)出發(fā)沿著圓軌道運(yùn)動(dòng)再回到出發(fā)點(diǎn)，這同從一點(diǎn)出發(fā)沿著圓軌道運(yùn)動(dòng)再回到出發(fā)點(diǎn)，這同乙的旅行方式是一樣的。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是，乙的旅行方式是一樣的。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是，旅行后的旅行后的子的確比未經(jīng)旅行的同類年輕了子的確比未經(jīng)旅行的同類年輕了。 我們似乎可以這樣作結(jié)論了：我們似乎可以這樣作結(jié)論了：誰(shuí)相對(duì)于整個(gè)宇誰(shuí)相對(duì)于整個(gè)宇宙做更多的變速運(yùn)動(dòng)，誰(shuí)就會(huì)活得更長(zhǎng)久宙做更多的變速運(yùn)動(dòng)，誰(shuí)就會(huì)活得更長(zhǎng)久。佯謬也。佯謬也就不存在了。就不存在了。19711971年銫原子鐘實(shí)驗(yàn)?zāi)赇C原子鐘實(shí)驗(yàn) 將銫原子鐘將銫原子鐘放在飛機(jī)上，沿放在飛機(jī)上，沿赤道向東和向西赤道向東和向西繞地球一周，回繞地球一周，回到原處后，分別到原處后，

19、分別比靜止在地面上比靜止在地面上的鐘慢的鐘慢59納秒和納秒和快快273納秒。納秒。 地球以一定的角速度地球以一定的角速度向東轉(zhuǎn)，地面不是慣性系，向東轉(zhuǎn)，地面不是慣性系，而從地心指向太陽(yáng)的參考而從地心指向太陽(yáng)的參考系是慣性系（忽略地球公系是慣性系（忽略地球公轉(zhuǎn)）。飛機(jī)的速度總小于轉(zhuǎn)）。飛機(jī)的速度總小于地球自轉(zhuǎn)速度，所以無(wú)論地球自轉(zhuǎn)速度，所以無(wú)論飛機(jī)向東還是向西，它相飛機(jī)向東還是向西，它相對(duì)于慣性系都是向東，只對(duì)于慣性系都是向東，只是前者速度大，后者小。是前者速度大，后者小。而地面上的鐘的轉(zhuǎn)速度介而地面上的鐘的轉(zhuǎn)速度介于二者之間。于二者之間。 這暗示著，這暗示著，人要活得更長(zhǎng)人要活得更長(zhǎng)久，應(yīng)該不

20、斷久，應(yīng)該不斷地向東飛去，地向東飛去，使得地球的轉(zhuǎn)使得地球的轉(zhuǎn)動(dòng)速度疊加上動(dòng)速度疊加上飛機(jī)的速度。飛機(jī)的速度。 上述實(shí)驗(yàn)表明，上述實(shí)驗(yàn)表明，相對(duì)于慣性系轉(zhuǎn)速越大的鐘走相對(duì)于慣性系轉(zhuǎn)速越大的鐘走得越慢得越慢。這和孿生子問(wèn)題所預(yù)期的效應(yīng)是一致的。這和孿生子問(wèn)題所預(yù)期的效應(yīng)是一致的。所以似也不應(yīng)再說(shuō)：所以似也不應(yīng)再說(shuō)：“孿生子佯謬孿生子佯謬”，而應(yīng)是，而應(yīng)是孿生孿生子效應(yīng)子效應(yīng)了。了。 然而人們所獲得的然而人們所獲得的比一秒還短得多的生命比一秒還短得多的生命延長(zhǎng)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及劣質(zhì)飛延長(zhǎng)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及劣質(zhì)飛機(jī)餐對(duì)健康的殘害！機(jī)餐對(duì)健康的殘害！霍金霍金時(shí)間簡(jiǎn)史時(shí)間簡(jiǎn)史 這暗示著，人要活這暗示著，人要活得更長(zhǎng)久，

21、應(yīng)該不斷地得更長(zhǎng)久，應(yīng)該不斷地向東飛去，使得地球的向東飛去，使得地球的轉(zhuǎn)動(dòng)速度疊加上飛機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度疊加上飛機(jī)的速度。速度。五、相對(duì)論的時(shí)空觀五、相對(duì)論的時(shí)空觀 絕對(duì)時(shí)空觀認(rèn)為時(shí)間和空間是脫離物質(zhì)絕對(duì)時(shí)空觀認(rèn)為時(shí)間和空間是脫離物質(zhì)而存在的，是絕對(duì)的，時(shí)間和空間之間也是而存在的，是絕對(duì)的，時(shí)間和空間之間也是沒(méi)有聯(lián)系的。沒(méi)有聯(lián)系的。 相對(duì)論時(shí)空觀認(rèn)為有物質(zhì)才有時(shí)間和空相對(duì)論時(shí)空觀認(rèn)為有物質(zhì)才有時(shí)間和空間，時(shí)間和空間與物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)。間，時(shí)間和空間與物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)。 絕對(duì)時(shí)空觀與相對(duì)論時(shí)空觀的區(qū)別：絕對(duì)時(shí)空觀與相對(duì)論時(shí)空觀的區(qū)別： 絕對(duì)時(shí)空觀絕對(duì)時(shí)空觀相對(duì)論時(shí)空觀相對(duì)論時(shí)空觀光速光速同時(shí)同時(shí)時(shí)

22、間與時(shí)間與空間空間相對(duì)的相對(duì)的相對(duì)的相對(duì)的絕對(duì)的絕對(duì)的絕對(duì)的絕對(duì)的與運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)，與運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)，絕對(duì)的絕對(duì)的與運(yùn)動(dòng)聯(lián)系，與運(yùn)動(dòng)聯(lián)系，相對(duì)的相對(duì)的一、一、“同時(shí)同時(shí)”是相對(duì)的是相對(duì)的二、長(zhǎng)度的相對(duì)性二、長(zhǎng)度的相對(duì)性三、時(shí)間間隔的相對(duì)性三、時(shí)間間隔的相對(duì)性201cvtt201cvll課堂小結(jié)相對(duì)論成為科幻影片思想資源 一個(gè)人如果高速運(yùn)動(dòng)著，時(shí)間對(duì)他來(lái)說(shuō)就會(huì)變慢；如果他的運(yùn)動(dòng)速度趨近于光速，時(shí)間對(duì)他來(lái)說(shuō)就會(huì)趨近于停滯以光速運(yùn)行就可以永生。 如果運(yùn)動(dòng)的速度超過(guò)光速（盡管相對(duì)論假定這是不可能的），會(huì)發(fā)生什么情況？推理表明，時(shí)間就會(huì)倒轉(zhuǎn)，人就能夠回到過(guò)去這就有點(diǎn)象Wells的時(shí)間機(jī)器了 溝通外星文明的途徑：蟲(chóng)洞

23、 史蒂芬霍金時(shí)間簡(jiǎn)史：蟲(chóng)洞就是一個(gè)時(shí)空細(xì)管，它能把幾乎平坦的相隔遙遠(yuǎn)的區(qū)域連接起來(lái)。因此，蟲(chóng)洞正和其他可能的超光速旅行方式一樣，允許人們往過(guò)去旅行。時(shí)間機(jī)器與時(shí)空旅行 1895年，H. G. Wells的科幻小說(shuō)時(shí)間機(jī)器（The Time Machine），想象利用“時(shí)間機(jī)器”在未來(lái)世界（公元802701年）旅行。 “時(shí)空旅行”：既可以前往未來(lái)，也可以回到過(guò)去。 時(shí)間機(jī)器最早出現(xiàn)于英國(guó)科幻作家威爾斯的科幻小說(shuō)時(shí)間機(jī)器中。書(shū)中說(shuō)，時(shí)間旅行家發(fā)明了一種時(shí)間機(jī)器，回到了公元802701年的世界。發(fā)現(xiàn)未來(lái)的人進(jìn)化為兩類，一類生活在地面上，是由剝削階級(jí)進(jìn)化來(lái)的，美麗，優(yōu)雅，但四體不勤，養(yǎng)尊處優(yōu)，體力和智力嚴(yán)重退化；另一類生活在地下，是由勞動(dòng)人民進(jìn)化來(lái)的，他們丑陋，野蠻，卻充滿力量，以地面上的人為食。 時(shí)間機(jī)器的理論依據(jù)，來(lái)自于愛(ài)因斯坦的相對(duì)論。在相對(duì)論提出之前，人們認(rèn)為時(shí)間是絕對(duì)的和普遍的，即不管人們處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)還是靜止?fàn)顟B(tài)，時(shí)間對(duì)于我們每個(gè)人都是一樣的。但是，愛(ài)因斯坦的狹義相對(duì)論認(rèn)為，時(shí)間對(duì)處于不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的人來(lái)說(shuō)是不一樣的，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的兩名觀察者，對(duì)于同樣的兩個(gè)事件會(huì)體驗(yàn)到不同的持續(xù)時(shí)間。例如，乘坐宇宙飛船，在太空高速飛行，其時(shí)間流逝要比待在地球上慢。愛(ài)因斯坦的這一推論，已被實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。 關(guān)于這一點(diǎn)，中國(guó)人似乎早就認(rèn)識(shí)到了。遠(yuǎn)在晉代，就有關(guān)于王質(zhì)“爛柯忘歸”的故事。 如果這樣，只要有