二九文学

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第7章 空间和时间2（第4页）

当光从地球的引力场往上行进，它失去能量，因而其频率下降（这表明两个相邻波峰之间的时间间隔变大）。

在上面的某个人看来，下面发生的每一件事情都显得需要更长的时间。

1962年，人们利用一对安装在水塔顶上和底下的非常准确的钟，验证了这个预言。

发现底下的那只更接近地球的钟走得较慢，这和广义相对论正好相符。

目前，随着基于卫星信号的非常精确的导航系统的出现，地球上的不同高度的钟的速度的差异，在实用上具有相当的重要性。

如果人们无视广义相对论的预言，计算的位置会错几英里。

牛顿运动定律使在空间中的绝对位置的观念寿终正寝。

而相对论摆脱了绝对时间。

考虑一对双生子。

假定其中一个孩子去山顶上生活，而另一个留在海平面，第一个将比第二个老得快些。

这样，如果他们再次相会，一个会比另一个更老一些。

在这个例子中，年纪的差别会非常小。

但是，如果有一个孩子在以近于光速运动的航天飞船中作长途旅行，这种差别就会大得多。

当他回来时，他会比留在地球上另一个年轻得多。

这叫做双生子佯谬，但是，只是对于头脑中仍有绝对时间观念的人而言，这才是佯谬。

在相对论中并没有惟一的绝对时间，相反，每个人都有他自己的时间测度，这依赖于他在何处并如何运动。

1915年之前，空间和时间被认为是事件在其中发生的固定舞台，而它们不受在其中发生的事件的影响。

即便在狭义相对论中，这也是对的。

物体运动，力吸引并排斥，但时间和空间则完全不受影响地延伸着。

空间和时间很自然地被认为无限地向前延伸。

然而在广义相对论中，情况则完全不同。

这时，空间和时间变成为动力量：当物体运动，或者力作用时，它影响了空间和时间的曲率；反过来，时空的结构影响了物体运动和力作用的方式。

空间和时间不仅去影响、而且被发生在宇宙中的每一件事影响。

正如人们没有空间和时间的概念不能谈论宇宙的事件一样，同样地，在广义相对论中，在宇宙界限之外讲空间和时间也是没有意义的。

在以后的几十年中，对空间和时间的这种新理解是对我们宇宙观的变革。

旧的宇宙观被新的宇宙观取代了。

前者认为宇宙基本上是不变的，它可能已经存在了无限长的时间，并将永远继续存在下去；后者则认为宇宙在运动、在膨胀，它似乎开始于过去的某一个时间，并也许会在将来的某一个时间终结。

这个变革正是下一章的内容。

几年之后，它又是我研究理论物理的起点。

罗杰·彭罗斯和我证明了，爱因斯坦广义相对论意味着，宇宙必须有个开端，并且可能有个终结。