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性,这是否意味比光速快的速度不可能存在呢?
不见得。如果承认虚的固有质量存在,我们便可以利用超光
速粒子来满足爱因斯坦的狭义相对论方程。然而这样的粒子显示
出一种佯谬的性质:它们走得越慢,所含的能量也就越多。这和我
们宇宙中的情形正好相反,而可能是虚质量的特性。一个具有虚
质量的粒子在碰到阻力时会加速,而受到一个力推动时会减速,随
着能量的减少,它愈走愈快,直到能量为零时,它的速度会是无限
大;随着能量的增加,它愈走愈慢,直到能量趋近于无穷大时,会降
低到接近光速。
像这种速度超过光速的粒子,美国物理学家范伯格起了个名
字叫超光速粒子。这个词在希腊文中是“速度”的意思。
因此我们可以想象存在着两种宇宙:一种是我们的宇宙,叫次
光速宇宙,在这种宇宙里所有粒子的速度都比光速低,而随着能量
的增加逐渐加速到近乎光速;另一种叫做超光速宇宙,在这种宇宙
里所有粒子的速度都比光速高,而随着能量的增加逐渐减速到近
乎光速。介于两者之间的,是无限窄的光速墙,可以被视为由两
种宇宙共同所有。
如果一个超光速粒子有足够的能量使它足够慢地运动,这足
够的能量或许能使它停留在某一点很久,而在这段时间内爆发出
可以探测到的光子。即使在真空中,超光速粒子也会以切伦科夫
辐射的形式,留下光子的痕迹。科学家们正在观察着这些光子的
爆发,但是,这些爆发很少发生,而且发生时间只有
1万亿分之一
秒甚至更短,所以要使一具仪器正好放在爆发产生的地方,这种机
附录:科学中的数学
附录:科学中的数学
会实在不是很多。
有一些物理学家相信,凡事只要不是不可能,就一定会发生。
换句话说,任何现象只要不违反守恒定律,则必然会在某些时候发
生;或者说,只要超光速粒子不违反狭义相对论,则它们必然存在。
然而,即使最相信这是宇宙必具的一种“整齐性”的物理学家,也会
很乐于得到一些不受禁止的超光速粒子的证据。到目前为止,他
们尚未有任何发现。
爱因斯坦方程
爱因斯坦将洛仑兹方程的结果加以发展,产生了可能是科学
界有史以来最伟大的方程。
洛仑兹方程可以写为:
22 。1/2
M' =
M (1。v / c )
因为代数符号
1/
x可以写为
x-1/2。这样这道方程便可以用牛顿
发现的一个公式(即二项式定理)展开,也就是转换成一个项系列。
洛仑兹方程所能展开的项数无穷多,但由于每一项都比前一
项来得小,如果只取前两项的话仍大致正确,其余项的总和太小,
以致可以被忽略。展开后成为:
2
22 。1/2 1/2 v
(1。
/) =
12
vc +
……
c
代入洛仑兹方程,得到:
。
1/ 2 v2 。
1/ 2 Mv 2
M' =
M 1+=
M +
。
。
c2 。
c2
。。
在经典物理学中,
1/2Mv2表示一个运动物体的能量,若我们
以符号
e代表能量,则上式变成:
M'M +
e /2
=
c
。
c2
M'M =
e /。
阿西莫夫最新科学指南
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由运动所引起的质量增加(
M'-M)可以用
m来表示,所以:
m=e/c2
或者:
e=mc2
正是这个方程第一次指出,质量是能量的一种形式。爱因斯
坦继续证明这个方程适用于所有的质量,而不仅是由于运动所增
加的质量。
在这里牵涉到的大部分数学知识同样只有高中程度。但它却
展现给世人一个新的宇宙观,比牛顿的宇宙观还要伟大、还要广
阔,同时它也指出了获得具体结果的道路。例如,它指出了通向核
反应堆和原子弹之路。
(陈崇光 译)
人名译名对照表
人名译名对照表
①
A
Abbe; Ernst Karl 阿贝
Abderhalden; Emil 阿伯德哈顿
Abel; Frederick Augustus阿贝尔
Abelson; Philip 艾贝尔森
Acheson; Edward Goodrich 艾奇孙
Adam亚当
Adams; John Couch J。 C。 亚当斯
Adams; Leason Heberling L。 H。 亚当斯
Adams; Walter Sydney W。 S。 亚当斯
Addison; Thomas 艾迪生
Adrian; Edgar Doublas艾德里安
Agamemnon 阿伽门农
Agassiz; Jean Louis Rodolphe阿加西斯
Aiken; Howard艾肯
Airy; George Biddell 爱里
Albert; (prince) 阿尔贝特(王子)
Alburger; David Elmer 阿尔贝格
Alcmaeon 阿尔克美翁
①此表包括本书上下册的全部人名。
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Alder; Kurt 阿尔德
Alfven; Hannes 阿耳文
Alhazen 海桑
Allbutt; Thomas Clifford奥尔巴特
Alvarez; Luis walter阿尔瓦雷茨
Alvarez; Walter 阿尔瓦雷斯
Amagat; Emile Hilaire阿玛加特
Ambartsumian; Victor Amazaspovich阿姆巴楚米扬
Amontons; Guillaume 阿蒙通
Ampère; André Marie安培
Amundsen; Roald阿蒙森
Anderson; Carl David安德森
Andrews; Thomas 安德鲁斯
Angstrom; Anders Jonas埃斯特朗
Apian; Peter 阿皮安
Appert; Fran。ois阿佩尔
Appleton; Edward Victor阿普顿
Aquinas; Thomas 托马斯·阿奎那
Archimedes阿基米得
Archytas 阿契塔
Aristarchus阿利斯塔克
Aristotle亚里士多德
Armstrong; Edwin Howard E。 H。 阿姆斯特朗
Armstrong; Neil Alden N。 A。阿姆斯特朗
Arnon; Daniel Israel阿诺恩
Arp; Halton C。阿普
Arrhenius; Svante August阿伦尼乌斯
人名译名对照表
人名译名对照表
克
Aschheim; Selman 阿什海姆
Ashurbanipal亚述巴尼拔
Asimov; Isaac阿西莫夫
Astbury; William Thomas 阿斯特伯里
Aston; Francis William阿斯顿
Atlas阿特拉斯
Aumann; Harmut H。 奥曼
Avery; Oswald Theodore 艾弗里
Avogadro; Amedeo阿伏伽德罗
B
Baade; Walter 巴德
Babbage; Charles 巴贝奇
Babinet; Jacques巴俾涅
Babinski; Fran。ois Félix巴彬斯基
Bacon; Francis F。培根
Bacon; Roger R。 培根
Baekeland; Leo Hendrik 贝克兰
Baer; Karl Ernst von K。 贝尔
Baeyer; Adolf von 拜耳
Baffin; William 巴芬
Baird; John Logie贝尔德
Baker; B。 L。 B。 L。贝克
Baker; C。 P。 C。 P。贝克
Balfour; Francis Maitland鲍尔弗
Balmer; Johann Jakob 巴耳末
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Bang; Olaf班
Banting; Frederick Grant班廷
Bardeen; John 巴丁
Barghoorn; Elso Sterrenberg巴洪
Barkhausen; Heinrich 巴克好森
Barkla; Charles Glover 巴克拉
Barnard; Chistiaan C。 巴纳德
Barnard; Edward Emerson E。 E。 巴纳德
Barnes; D。 E。巴恩斯
Barringer; Daniel Moreau 巴陵格
Bartlett; Neil巴特勒特
Barton; Otis巴顿
Basov; Nicolai Gennediyevich巴索夫
Bateson; William 贝特森
Baum; William Alvin鲍姆
Baumann; Eugen鲍曼
Bawden; Frederick Charles鲍登
Bay; Zoltan Lajos 巴伊
Bayliss; William Maddock比德尔
Beadle; George Wells贝利斯
Becker; Herbert 贝克尔
Beckwith; Jonathan 贝克威思
Becquerel; Alexandre Edmond A。 E。 贝克勒耳
Becquerel; Antoine Henri A。 H。 贝克勒耳
Beebe; Charles William毕比
Beer; Wilhelm比尔
Beguyer de Chancourtois; A。 E。 比古耶·德·尚库图
人名译名对照表
人名译名对照表
贝林
Beijerinck; Martinus Willem 贝哲林克
Bell; Alexander Graham A。 G。贝尔
Bell; Jocelyn J。 贝尔
Bell; Peter M。 P。 M。贝尔
Bellingshausen; Fabian Gottlieb别林斯高津
Benda; C。本达
Beneden; Eduard van范贝内登
Benedict; Francis Gano 贝内迪克特
Bennett; Floyd 贝内特
Benz; Karl本茨
Berg; Otto柏格
Berg; Paul�