從相對論的時空觀談「光年」


【明慧網2001年9月1日】在愛因斯坦的相對論裏,不存在一個絕對的時間,兩個相對運動的人,他們對各自時間的測量是不同的。一個在接近光速的宇宙飛船中的人點燃一支雪茄,在外面的人看來,好像是慢動作。可是對飛船裏的人來講,一切都是正常的節奏。同樣,也不存在一個絕對的空間。一個人拿著1米長的物體,在另一個人看來可能只是半米。當然,我們平時運動的速度遠低於光速,所以我們對時間和空間的變化毫無感覺。這也就使我們認為時間和空間是不相干的,並且是絕對的。但在很多物理現象中,相對論是非常必要的。如宇宙射線中有一種粒子叫MUON可以在地表用儀器觀測到,可是它們的平均壽命只有2.2微秒。這麼短的壽命是不可能使它們在大氣層上層產生後旅行10公里在地表被觀測到的。但為甚麼我們可以觀測到它們呢?因為接近光速運動的MUON在我們看來從生到滅遠遠長於2微秒,雖然從它們自己的角度它們只活了2微秒。

在相對論裏,時間和空間是一個整體,叫做時空(SPACE-TIME)。不同的參照系裏的時空坐標服從洛倫茲變換,在這個變換中,時間坐標的變換和空間坐標有關,而空間坐標的變換又和時間坐標有關。兩個事件的間隔不再是片面的相距有多遠和相隔有多久,因為多遠和多久在不同的參照系裏是不一樣的,而且是糾纏在一起的。在不同參照系中時間本身已不再是一個不變量,不變量是時間坐標乘以光速的平方減去三維空間坐標的平方和,叫時空區間(SPACE-TIME INTERVAL),其單位既可以是公里也可以是光年。這個區間既有時間性也有空間性,也就是說,時間和空間是等價的、可以相互轉換的,時間可以用「米」來描述,而空間也可以用「秒」來描述。有興趣的讀者可以參見著名的《費曼物理教程》第一卷第17章。在關於此問題的討論中,作者問「一秒有多遠」(WHAT DISTANCE IS A 「SECOND」?)和「一米有多久?」(WHAT IS A METER OF TIME?)

所以《轉法輪》中用光年來描述宇宙中發生的事件的間隔,與相對論不無相合之處。但筆者在此申明,此文並非是用相對論來證明覺者的論述,因為覺者講法從來不會站在人的角度,包括相對論。筆者此文只是想奉告世人,不要固守自己的知識來研讀佛法。