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66661周前
空间的本质到底是什么?时间真的存在吗?从伽利略的船舱到爱因斯坦的相对论,这个视频将带你一路回顾人类对时空探索过程。 早在公元前四世纪,哲学家们就开始探讨空间的本质。柏拉图认为空间是万物生成的舞台,却没有任何实质属性。他的学生亚里士多德则坚持虚无无法存在真正意义上的空间概念,直到两千多年后的科学革命才逐渐清晰。 十七世纪现代科学兴起,宇宙运行被抽象为物理定律,人类开始用数学而非神话去理解世界。在这场变革中,艾萨克·牛顿奠定了基础,但伽利略的贡献同样不可忽视。 一六三二年,年过六旬的伽利略出版了《两大世界体系的对话》,将自己对空间与宇宙的思考汇集成书。为了绕开地球绕太阳运动的争议,他设计了一个想象实验:一名水手被关在船舱里,舱内有餐具、金鱼缸、几只昆虫和飞鸟。船停泊时一切静止有序,风浪来临,船舱摇晃,餐具翻落,水溢出鱼缸,鸟虫惊飞。 然而当船恢复平稳航行,舱内又仿佛静止无事。由此伽利略意识到,在没有外部参照的情况下,人无法通过舱内的观察判断船是否在运动。他得出结论:空间中不存在绝对静止,平稳均匀的运动对观察者来说就像静止一样,一切运动都是相对的,这正是相对性原理的最初雏形。 伽利略设想的水手轻轻漂浮在船舱中,任凭地球自转、绕太阳公转、太阳系在银河系中旋转以及银河系在宇宙中缓慢移动,他却丝毫毫感受不到到任何震动。在这浩瀚的宇宙旅程中,即使离开出发地数百万公里,他仍旧安然无恙。 伽利略通过这一想象实验让我们意识到,没有直接感知的窗口,运动与静止本质上是相对的。然而这本书一经问世,再次触怒了教会,坚持日心说的伽利略被判定为异端,他的著作也被列入禁书目录,直到一八三五年才被移出。 伽利略的遭遇并未让探索停止,几十年后,欧洲迎来了两位围绕“空间本质”展开激烈辩论的思想巨匠:一位是艾萨克·牛顿,1642年生于英国,正值伽利略逝世的次年,他被后世视为科学史上最伟大的思想家之一,奠定了经典力学的基础;另一位是德国的莱布尼茨,1646年出生,既是是数学家也是哲学家,他提出了许多深刻的形而上问题,其中最耐人寻味的是“为何宇宙中有‘存在’,而非‘虚无’?” 牛顿与莱布尼茨的冲突最初源于微积分的归属问题,虽然莱布尼茨率先发表了成果,但牛顿坚称自己的思想被剽窃。作为皇家学会会长,牛顿设立委员会调查,结果支持了他,这让两人的敌意进一步加深。紧接着,他们在另一个问题上再次交锋——旋转
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