好奇星人
为什么美好的日子总是这么短暂?科学地讲是因为…
2017-10-07 17:02:58 蔡一超
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国庆中秋双节同庆,假期有多快乐,就有多不舍得。相信这两天对大多数人来讲,最痛苦的不是堵车,而是看日历💔


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“什么!⚡⚡⚡

假期只剩下一天了!明明感觉我的假期才刚开始,怎么又要结束了?”


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为何平时上班的时候明明“度秒如年”,为何一到放飞自我的假期就“度年如秒”“倏忽而逝”?难道假期里的时间流逝得真的更快吗?

英国心理学家哈蒙德将这种现象称为“假期迷思”。

在工作日内通常由于没什么新鲜事发生,每两周的记忆中只会增加6到9件新鲜事。而在假日期间,记忆会在一天内突然增加很多新鲜事。 我们的大脑对时间流逝的判断是一种“相对论”。当人们对过去的时光进行回忆时,那段时间内汇集的新鲜事的数量是大脑对时间长短进行评估的依据。由此,大脑对这段时光进行回忆时,就会觉得经历了好多,因此认为时间过得特别快。

原来这只是大脑产生的奇特作用。

那有没有办法,让假期的时间走得慢一点、再慢一点呢?或者说,在我们看来永远一分一秒流逝的时间可以被改变吗?


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1905年,爱因斯坦在《狭义相对论》中告诉我们:时间流逝的速度确实能够发生变化!

既然要说《相对论》,那就不得不提到光速这个概念。我们常常会用光速来形容物体运动速度之快,那究竟快到什么程度呢?来打个比方吧。地球最粗的地方就是赤道,周长达到了4万公里(大约相当于上海轨交总里程数的65倍)。假设你的速度和光速一样快,那1秒钟就可以绕地球跑上7圈半。事实上,光在真空中的速度达到了299,792,458米/秒!

真是很长的一串数字,在这种情况下,速度不仅仅是我们所认知的X/T(距离除以时间),而是一种足以让时空观念发生改变的“力量”。

狭义相对论告诉我们,观察一个物体的时间会随着它运动的速度发生变化,相对速度越快,相比静止时的时间就越慢。

通俗地来说就是,运动的钟比静止的钟走得更慢。这被称为“钟慢效应”,也叫“时间膨胀效应”,公式如下:


T=运动时时间;To=静止时时间;V=运动速度;C=光速;

光是看这个公式还是会让人觉得有些抽象,因为时间看不见也摸不着,我们很难理解时间究竟是怎样被速度改变的。关于钟慢效应有一个非常著名的假设叫做“孪生子效应”。

有一对双胞胎兄弟,其中哥哥是宇航员。他驾驶着亚光速宇宙飞船,在外太空进行了数百天的太空旅行。经过不断加速、减速,最终回到地球后,发现地球上早已物是人非,原来地球上已经过了好几十年,弟弟是一个白发苍苍的老头了。


图片来自pcm.my-magazine.me

这就是“钟慢效应”所说的“运动的钟比静止的钟走得更慢”。飞船里的哥哥就好比运动的钟,在地球上的弟弟看来,他的时间流逝速度要比弟弟更慢,因此回到地球后比弟弟还要年轻。

一定有人觉得“孪生子效应”也不过是个假设,现在没有任何人造飞行器可以接近光速,如何才能看到“钟慢效应”给时间带来的影响呢?

确实,受材料技术等种种限制,人类对于飞行器速度的提高进入了瓶颈。但反过来思考,只要计量时间的精度足够高,那是否就可以测量到在相对低速运动的情况下,时间有没有被速度改变了呢?

有两位科学家就设计了这样一个实验。


科学家与铯原子钟(图片来自维基百科)

他们在地面与两架飞机上分别安装了数台精确校准过的铯原子钟(一种精度极高的计时设备,可达到2000万年误差 1 秒),飞行员驾驶着两架飞机分别沿东西方向绕着地球飞行一圈。由于受到地球自转的影响,两架飞机上和地面上的三组原子钟的相对运动速度是不相同的。最终,当两架飞机重新相遇时,各铯原子钟之间果然出现了时间差。经测算确实符合“钟慢效应”,且误差在可接受范围内。


图片来自百度百科

除此之外还有多个实验都证明了“钟慢效应”的正确性,速度确实改变了时间。

既然如此,那多坐几次飞机是不是有延年益寿的效果呢?

有兴趣的话不妨通过上面提到的“钟慢效应”的公式来做个计算:假设乘坐巡航速度可达两倍音速的客机协和号(V=680米/秒)连续飞行100年(To)不降落。


协和号突破音障( 图片来自百度图片)

那么乘客的寿命足足可以延长大约0.008秒(T)。


图片来自百度图片

这点增益可能还不够太空辐射带来的负面效果大!

两倍音速&100年也只能累积0.008秒的时间差,看来目前想要利用“钟慢效应”来延长假期时长是万万不可能的了。

不过还是要感谢爱因斯坦,他的《狭义相对论》(&《广义相对论》)打破了牛顿以来所建立的绝对时空观,创建了相对时空观,帮助我们更了解这个充满未知的宇宙。

在辛苦上班之际,不妨也抬头看看天、低头看看地,思考一下人生、探索一下时空,没准,就会有什么意外收获呢!


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鸣谢:罗会仟为本文提供科学指导
封面图片百度网页,并经后期处理


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