《鬼脸物理课.经典物理学》素材节选13.空间的困惑（2020-6-22）

1、鬼脸物理课素材节选13空间的困惑其实我们每天都至少“被旅行”7 776万千米。为什么要说“至少”呢？因为我们还没算银河系所在的星系群共同飞行的距离！“坐地日行八万里，巡天遥看一千河。”毛主席他老人家指的仅是地球自转速度，算得还蛮准（地球自转的赤道速度为466 m/s，也就是每天80 524.8华里，1华里=0.5 km）。我们每时每刻都在以这样的速度旅行，并且永远不能回头,也没法知道怎样才算回头。在宇宙里，所有事物都是真正的流浪者。我们都没有故乡。* * * * * * * *我的地盘我做主，说起来和听起来都很high，不过，哪儿才是我们的地盘？现在，你自己待在屋里，认为这间屋子所囊括的区域是

2、属于你的空间。真的是这样吗？ 别忘了，我们是在地球表面生活地球以465 m/s的平均速度自转，以大约 30 km/s的速度绕太阳公转（不是绕太阳公公转），并跟随太阳一起以220 km/s的速度绕银河转，又在银河系的领导下以600 km/s的速度向仙女座星系方向狂奔现在，假如，除了你，所有物质都透明，有个相对“静止”的宇航员站在银河系外（不跟着银河系走）观察你，他会发现你沿着一条非常复杂的、奇怪的、类螺旋形的轨迹瞎折腾，以大约900 km/s的速度飘忽而去。宇航员看着你以一种奇怪的轨迹飘忽而去。如果你看完这段话用了1分钟，那么，刚才属于你自己的那个“空间”已经离你5.4万千米了（不要跟我说“直线

3、”距离，你没有参照物。初中物理告诉我们，参照物是衡量物体运动和静止的标准，而物体的静止和运动是相对的）。其实我们每天都至少“被旅行”7 776万千米。为什么要说“至少”呢？因为我们还没算银河系所在的星系群共同飞行的距离！“坐地日行八万里，巡天遥看一千河。”毛主席他老人家指的仅是地球自转速度，算得还蛮准（地球自转的赤道速度为466 m/s，也就是每天80 524.8华里，1华里=0.5 km）。我们每时每刻都在以这样的速度旅行，并且永远不能回头,也没法知道怎样才算回头。在宇宙里，所有事物都是真正的流浪者。我们都没有故乡。幸亏，地球有固体区块存在，这些区块在地球表面相对“固定”，我们可以在其中活动

4、，辨别“位置”和“方向”，这才有了归属感。亚里士多德是幸福的，因为他相信静止状态，特别是相信地球静止。根据牛顿定律，不存在关于静止的唯一标准。寒蝉凄切，对长亭晚，骤雨初歇你我正执手相看泪眼，还没等凝噎呢，我一狠心放开你的手，退后10步这是假定你不动，以你为参照物的说法。如果以我为参照物，那就是你相对我退后了10步，两种说法是等价的，也就是说都对。你还别不服气。别扭是吧？和我们习惯的看法不一样，有点不爽是吧？那就研究一下：我们暂时忘掉地球的自转、公转，现在跟我坐高铁，去马尔代夫。火车以100 km/h的速度向北前进，或火车是静止的，而地球以100 km/h的速度向南运动，随便你怎么说好了。咱俩在

5、火车上搞搞健康向上的、群众喜闻乐见的文化娱乐活动打乒乓球，这时发现，无论是在火车上，还是在铁轨旁边的地面上放一张球桌打乒乓球，球都不会改变运动方式，该怎么飞就怎么飞，该怎么跳就怎么跳，一样服从牛顿定律。那么，相对于跳来跳去的乒乓球来说，是火车在动还是地球在动？现在，我用手把乒乓球拿到球桌上方，松手。会发生什么事呢？乒乓球从手里落到桌面上，跳起来，落下去，又跳起来，又落下去球第一次落在桌面上，是一次事件，第二次落在桌面上，是另一次事件。我们来看看，这两次事件发生的时间和空间。咱俩在火车上，会看见乒乓球直上直下地弹跳，在1 s前后，两次撞到桌面上的同一处。也就是说，在相隔约1 s的时间里，这两次事

6、件是在同一位置，也就是同一空间发生的。车上观察乒乓球在火车上的运动现在麻烦你下车，我再做一次，你看看会发生什么。（乖，别噘嘴，去马尔代夫哦！）你会发现，球在一个点上弹起来时，随着火车前进的方向，画出一道抛物线，落在30 m外的另一个点上。因为火车在这1 s走了这么远。也就是说，同样在相隔1 s的时间里，两次事件发生的空间不同（相隔30 m）！车外观察乒乓球在火车上的运动完全相同的一个实验，两个不同的观测结果，只因为观测者的两次观测位置不同。从观测结论的准确度来看，我们没法说哪个更准，车上车下都是对的！这还是在假定地球不公转也不自转的情况下得出的结论。不然，就不是30 m的事了！ 可见，我们的世界没有什么是绝对静止的。所以，我们不能确定某件事发生在某个空间，也不能判断在不同时间发生的两个事件是否发生在同一空间。你看上句话和看这句话时，所处的空间已经相距至少2 000 km了。好，现在我们从马尔代夫返回。What?你光顾看乒乓球了没