第5部分(第6页)
它是否弯曲;而可以留在这
个空间中进行一些实验,去查明欧几里得几何学的普通定律是不
是还能成立。
但是,你们也许会觉得奇怪:为什么我们在一切场合下都应
该指望空间的几何性质与已经成为“常识”
的欧几里得几何有所
不同呢?为了表明这种几何性质确实取决于各种物理条件,让我
们设想有一个巨大的圆形舞台,像唱片那样绕着自己的轴匀速地
转动着。
再假设有一些小量尺,沿着从圆心到圆周上某一点的半
径,头尾相接地排成一条直线;另一些量尺则沿着圆周排成一个
圆。
在相对于那个安放舞台的房间静止不动的观察者A看来,当
舞台在转动时,那些沿着舞台为圆周摆放的量尺是在其长度方向
上运动,因此,它们会发生尺缩(正像我在第一次演讲中说过的
那样)。
这样一来,为了把圆周补全,所用的量尺就必须比舞台
静止不动时更多一些。
而那些沿着半径摆放的量尺,它们的长度
方向正好同运动方向成直角,所以就不会发生尺缩,这样一来,
不管舞台是不是在转动,都要用同样多的量尺去摆满从舞台的中
心到圆周上某一点的距离。
可见,沿着圆周测出的距离C(用所需要的量尺数目表示)
必将大于一般情况下的2πr,这里r是所测出的半径。
我们知道,在观察者A看来,这一切都是合情合理的,因为
沿着圆周摆放的量尺的运动产生了尺缩效应。
但是,对于站在舞
台中心而且随着舞台转动的观察者B,情形又是什么样呢?她会
怎样看待这个问题呢?由于她所看到的两组量尺的数目和观察者
A相同,她同样会下结论说,这里的周长与半径之比不符合欧几
里得几何学的定理。
但是,假如舞台是处在一间没有窗子的封闭
房子里,她就看不出舞台是在转动。
那么,她会用什么原因来解
释这种反常的几何性质呢?
观察者B可能并不知道舞台在转动,但是却会意识到在她周
围正在发生某种奇怪的事情。
她会注意到,放在舞台上不同地方
的物体并不保持静止不动,它们全都从中心向外围进行加速运动,
其加速度取决于它们的位置和中心的距离。
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