超弦理论第十讲四维时空和质能方程

　　上文，我们知道了有关时间膨胀效应的知识。一个快速运动的物体，其不仅时间会发生膨胀，而在其它观测者看来，其物体的长度也会发生变化。
　　一个快速运动的物体我们是没有办法直接测量它的长度的，我们只能采用时间乘以速度的方法去间接的测量。但如果一个运动的物体其速度堪比了光速，则根据相对论效应，观测者所观测的时空相对来说则一定会变慢。那么在用此间接方法测量，也一定会发生物体长度变短的情况。
　　由此我们可知，狭义相对论是一个全新的有关于时间和空间的理论，在我们生活的这个世界里，时间和空间的形态和性质将密切依赖观测者所处的运动状态。
　　另外，根据合理的推导，狭义相对论还建立一种全新的理解时空的模型，这便是著名的闵氏时空图。运动的本质可以在时间和空间两个方向分解，就算我们本身在空间上没有发生变化，但在时间维度上我们依然可以看成是一种运动。
　　爱因斯坦以及它的老师闵可夫斯基创造性地给我们原本的运动学几何图形上添加了另外一个维度：时间维度。跟空间维度一样，时间维度也具有清晰的刻度和坐标。
　　根据光速不变的原理来看，速度是具有极限的。根据狭义相对论的预言我们可以知道，物体在时间维度和空间维度的运动是可以相互转化的。我们空间维度运动速度快一点，则在时间维度的运动相对来说就会慢一些。如果无限趋近于光速，那么时间就会无限膨胀下去。对于宇宙大爆炸产生的光子来说，几十亿年前的它跟现在它，相对来说其实根本就没有发生过变化。因为它本身，就不存在着时间。
　　狭义相对论的研究证明，所谓的绝对的时间和空间，其本质实际上是相互影响相互交织的。并且，爱因斯坦在这个基础之上，成功地推出了可以堪称是整个物理学中最重要的一个方程式，这便是大名鼎鼎的质能方程。物体的能量和质量不是两个独立的概念，一个物体的能量等于它的质量乘以光速的平方。
　　所以本质上能量和质量其实是一回事儿，它们两者是可以相互转换的。之所以核弹能够产生毁灭性的破坏，其本质便是其质量转化成能量的一种具体使用体现。就算一个质量再小的物体，如果全部都能够转化成能量的话，其具有的威力都是极具破坏性的。
　　当然，任何事物都具有两面性，核弹能够毁灭我们的世界，同样如果利用得当，核技术的发展也同样将给我们人类带来巨大的便利。当前的核电站其利用能量的方式几乎全部都是裂变法，这种方式质量的利用率十分低下。但就是如此，这么微乎其微的质量能够转化成的能量也远比一般的火力发电或者水力发电量多出无数个数量级。
　　如果将来可控核聚变成功地突破了，那将是我们人类一个全新时代。那个时候我们将再也不用担心能量短缺的问题了，人类也将真正起飞彻底地迈向宇航时代。
　　好了，以上四个章节我大致地讲了一下有关狭义相对论的重要结论。由于不是专门讲狭义相对论，而只是为讲超弦理论做一个铺垫，所以讲的也是十分的简单。如果想要对狭义相对论有更多了解的小伙伴，也可以自行查阅并学习。
　　从下一个章节开始，我们将进入广义相对论的学习，喜欢这一系列节目的可以点个关注
　　我们未来再会