艾爾伯特愛因斯坦作為 20 世紀最偉大的思想家之一,他引入了革命性的概念,動搖了我們對物理世界的理解,從而永遠改變了科學的面貌。
愛因斯坦最具決定性的品質之一是他透過想像現實生活場景來概念化複雜科學思想的非凡能力。 他稱這些場景為」思想實驗「,這就是德文「思想實驗」的意思。
以下是一些思想實驗,展示了愛因斯坦的一些最具突破性的發現。
想像一下你正在追逐一束光。
這是愛因斯坦的東西當他16歲的時候就開始思考。 如果你追逐穿過太空的光束,會發生什麼事?
愛因斯坦推斷,如果你能以某種方式追上光,你就能夠觀察到凍結在太空中的光。 但光不能在太空中凍結,否則它就不再是光了。
最終愛因斯坦意識到光不能減慢,並且必須始終以光速遠離他。 因此,其他一些事情必須改變。 愛因斯坦最終意識到時間本身必須改變,這為他的狹義相對論。
想像一下你站在火車上。
想像你是站在列車上而你的朋友站在火車外面,看著它經過。 如果如果閃電擊中火車的兩端,你的朋友會同時看到兩道閃電。
但在火車上,你更接近火車駛向的閃電。 所以你先看到閃電是因為光的傳播距離較短。
這個思想實驗表明,對於一個移動的人來說,時間的移動與對於一個靜止的人來說是不同的,這鞏固了愛因斯坦的信念,即時間和空間是相對的,同時性不存在。 這是愛因斯坦狹義相對論的基石。
想像一下你在一艘火箭飛船上有一個雙胞胎。
這個思想實驗是眾所周知的愛因斯坦光鐘思想實驗的變體,它與時間的流逝有關。
比方說你有一個雙胞胎,幾乎和你同時出生。 但是,當你的雙胞胎出生的那一刻,他或她就被安置在一艘太空船中,並被發射到太空中,以接近光速的速度穿越宇宙。
根據愛因斯坦的狹義相對論,你和你的雙胞胎的年齡會有所不同。 由於時間越接近光速,時間流逝得越慢,所以你的雙胞胎的衰老速度會更慢。
當太空船返回地球時,你可能正在努力解決你的退休問題,而你的雙胞胎正試圖度過青春期。
想像一下你站在一個盒子裡。
想像你是漂浮在盒子裡,看不到盒子外面發生的事情。 突然,你跌倒在地板上。 所以發生了什麼事? 盒子是被重力拉下來的嗎? 或是盒子是被繩子向上拉而加速的嗎?
這兩種效應會產生相同的結果,這一事實使愛因斯坦得出結論:引力和加速度之間沒有區別——它們是同一件事。
現在考慮愛因斯坦先前的斷言:時間和空間不是絕對的。 如果運動可以影響時間和空間,而重力和加速度是同一件事,那就意味著重力實際上可以影響時間和空間。
引力扭曲時空的能力是愛因斯坦理論的重要組成部分。
想像一下你正在丟一枚雙面硬幣。
愛因斯坦並不是量子理論的最大支持者。 事實上,他總是想出思想實驗來試圖反駁它。 但正是這些思想實驗向量子理論的先驅提出了挑戰,要求將其完善到最精細的細節。
愛因斯坦的思想實驗之一與量子糾纏,愛因斯坦喜歡稱之為「幽靈般的遠距離作用」。
想像一下,您有一枚雙面硬幣,可以輕鬆地分成兩半。 你拋硬幣,看也不看,把一面交給你的朋友,另一面留給自己。 然後你的朋友登上一艘火箭飛船,穿越宇宙。
然後你看看你的硬幣。 你看到你手裡拿著硬幣的正面,你立刻就知道你的朋友,此時距離你數十億光年,拿著的是反面。
如果你認為這些硬幣的側面是不確定的,在正面和反面之間來回變化,直到你看到一枚硬幣的時間點,那麼硬幣就可以繞過光速,無論有多少光,都會立即相互影響歲月將他們分開。
本文原刊於商業內幕。
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