为何说“天上一日,地下一年”说的是相对论?

“天上一日,地下一年”大部分人是通过西游记所熟知的。比如说天庭中神仙下棋,一盘棋没下完,孙悟空又来了,因为又再次碰到打不过的妖怪,或者玉帝一个早会没开完就来人禀报“猴孙又来了”,再到文殊菩萨的道场也有描述“山中方一日,世上几千年”。这些都与爱因斯坦的《广义相对论》相呼应。

那么古人就那么有前瞻性吗?或者说古人见识或者科学水平已经达到了某一个高度,现代人才刚刚理解?西游记虽然是小说,但是里面所引之处也是有源头的。关于天上与地下的时间观,据可查的文字记载,最早出自公元345~356年,东晋穆帝永和年间,虞喜在其所写的《志林》中描述了:

“信安山有石室,王质入其室,见二童子对弈,看之。局未终,视其所执伐薪柯已烂朽,遂归,乡里已非矣。”

简单来说就是一个樵夫看到有个山洞,里面有两个童子在下围棋,他就在旁边看,一盘棋没下完呢,他看到它的斧子已经烂了,于是赶紧回家,发现乡里的变化非常大,似乎已经过去了很久。

看到这里实际上谜题已经解开了,钥匙就是“斧子也烂了”,这与《相对论》所表达的相对时空矛盾了,这个后面再说。

从小到大,每次考古诗词都会有一道思想题,问此文(此诗)表达了作者什么样的思想感情,或者抒发了作者什么样的思想感情。你会发现中国的“古作者”都是有感而发,典型的就是李白,必须喝点酒才能出来“十步杀一人”,再就是被贬的,不得志的,闺中的等等,总之是需要一个宣泄口的。这是一个历史遗留问题,我们讲究儒家思想,到现在为止孔子学院都名扬海内外,而孔子的思想是“仁爱”,我是长辈,我说1+1=1,那就是等于1,你晚辈要尊重我,哪怕是错了,也不能当面指责,需要事后委婉的、旁敲侧击地,因此我们讲究“情”更重于“理”,所谓规矩难破,找对人就好使。

因此,古人好通过委婉的诗词来表达自己的难以言表的理,他们旁敲侧击地表达,中小学生就要苦思冥想的回答,《志林》中所要描述的并非时空观。要解题就要回到以前上学做题的思维,首先要看这人是被贬了,还是不得志。

虞喜这人不愿做官,就在家中做学问。很多人不知道地球公转一圈并非真正意义上的一年,而是恒星年,我们平时所用的是回归年,它们之间存在岁差,这点虞喜当时就发现了。因此,他是一个喜欢天天宅在家里,研究学问的大神。还有一句话叫,读万卷书不如行万里路,明白这点理解《志林》中所想表达的其实无外乎三点:

1.不能天天宅在家里,否者就是闭门造车,对外界的变化毫不知情。

2.为了表达其走出去,发现外面的世界,甚至找到灵感,茅塞顿开的心情

3.为了表达光阴似箭,天天宅在家里,不知白天黑夜,走出去才发现今天是礼拜几。

虽然作者上知天文,下知地理,但“天上一日,地下一年”与《相对论》并无瓜。通过阅读理解来揣测可能难以服众,毕竟这是我主观意见,那么下面我们就来聊聊客观的“钥匙”。

广义相对论——引力时间膨胀

讲这个之前,我们先要理解时间,爱因斯坦的时空观和牛顿时空观并不一致。牛顿的观念是我们大家内心比较容易接受的时空观,也就是光阴似箭,每个人的这把箭速度都是一致的,你我两个人手表一对,秒针走的速度都是一样的,大家都生活在同一个永恒不变的宇宙空间,也就是说空间与时间并无瓜葛,而且它们都是绝对的,这就是牛顿的绝对时空观。

现代科学的实验证据更支持爱因斯坦的时空观,这是基于光速不变原理与相对性原理提出的。首先时间与空间是不可分割的,简称时空,其次时间是相对的。要理解相对时间要先定义时间,如果大家的时间并非绝对的,也就是我们各自的秒钟走的速度不一样,也就相当于我们处于不同的“世界之中”(坐标),对于相对时间不用的人都需要用各自的坐标系来表达自己的运动,如果用自己的坐标系来表达别人的运动就会出现问题。因此,我们把自己的时间定义为本征时间,把别人的时间定义为非本征时间。

爱因斯坦在《狭义相对论》中提出速度时间膨胀,在《广义相对论》中提出引力时间膨胀,意为高速运动与更强的引力场都会让时间变慢。

如果就这么简单的阐述很容易让人误会,所谓的时间变慢(膨胀),指的是非本征时间,也就是别人看你慢,实际你不慢(本征时间)。更通俗的说,你在高速运动的飞船上有个时钟,当它走过一小时,你的手表走过了24小时(速度时间膨胀);或者像《星际穿越》中40多岁主角坐着飞船在黑洞的强引力场中呆了不到一个月(本征时间),回来的时候他还是40多岁,而他的女儿已经垂垂老矣,白发苍苍。

每个人的本征时间都是绝对的,你能活99,无论你跑得多快,跑到黑洞附近,本征时走了99年你依然要逝去,而你身边的斧子与你相对静止,跟你处于同一绝对时空之中,所以它不会烂,会烂的是地球上的斧子,比如你的时间由于膨胀走了99年,地球却已经到了3020年。而古人所说的对应上了引力时间膨胀,你在强引力场中呆一天,地球却已经过去了一年。