22 空即是色，色即是空（8）

    我差点惊出一身冷汗——要让一个我这种智商水平的初中生去挑战全世界科学家都解决不了的难题！这简直是比赶鸭子上架还要令人发指的事！就算米西雅自己什么都知道，可是我并不一定能听懂她讲的呀！

    就在我还在心虚犹豫的时候，米西雅已经拉着我一头扎进了这个无底深渊：“我们刚刚猜出，能量是不均匀的时间，物质是不均匀的空间，现在我们必须要证明猜得对不对。怎么证明呢？就是我讲过的，根据这个假设推导出一些结论，看看这些结论是否全都符合客观事实或者已经得到充分验证的定理和公理。但‘不均匀’只是一个模糊的说法，如果说一种介质中的某处不均匀，可以包括两种情况：第一，这里的密度比介质中其它地方的密度大；第二，这里的密度比介质中其它地方的密度小。或者换句话说，一种情况是此处的介质被压缩；一种情况是此处的介质被拉伸。”

    我问：“那我们从哪里开始证明呢？”

    “就从时空介质的这两种不均匀的情况开始。”米西雅故意加重声音说，“下面就是那个世界的爱因斯坦研究出来的相对论的思想核心了——时间和空间分别是时空这种介质的不同侧面，时空介质本身的‘体积’是不可压缩的，所以如果空间被压缩，时间就一定会膨胀；如果空间被拉伸，时间就一定会收缩。反之，如果压缩时间，空间就会膨胀；如果拉伸时间，则空间收缩。说白了，相对论里的时空介质其实就像……一块大小不能压缩，但可以任意变形的橡皮泥！”

    “可是，空间的单位……是米吧？时间的单位是秒，它们不是同一种量，怎么计算时空介质的体积呢？时空的体积单位又是什么呢？”我忽然意识到时间和空间本质上是完全不同的，好像不能强行捏到一起。

    “你这个问题问得很好。时间和空间确实完全是两回事，所以在相对论里采用了一种换算来统一它们。”

    “到底怎么换算呢？”

    “非常简单，空间距离 = 时间×速度。不过这里的速度需要一种普适的速度，它是只由时空介质本身的特性所唯一决定的速度，与其他任何因素都无关，而不是随便哪种物体运动的速度。你能猜猜是哪种速度吗？”

    我漫无边际地胡思乱想了一阵，然后注意到这种速度要满足只由时空介质本身的特性所决定，与其他任何因素都无关这个要求，又冥思苦想了几分钟，终于想起了去年米西雅告诉我的空间的自然单位值和时间的自然单位值，它们的比值也是一个常数——光速，于是毫不犹豫地回答：“是光速！”

    “完全正确！你看，只要完全理解透了的东西，你就能记住。”米西雅似乎又准备表扬我了，不过还好，这一次她没有真的这样做，“还记得去年我告诉你的计算三维空间中任意两点之间距离的方法吗？假设t0时刻一束光从空间中的O点经过，然后在t时刻到达空间中的P点，光在这段路上花费的时间是t－t0，显然光所走过的路程c（t－t0）就是O点和P点之间的距离，对不对？”

    我点点头，然后在湖边的沙地上写出了光所走过的路程与两点间距离的等式[1]，米西雅看了看这个式子，然后又继续讲：“不过这样列出来的表达式有点复杂，在我们后面的研究中可能会让计算比较麻烦。既然坐标原点是可以自由选择的，我们何不选一个能让问题简化的位置来作为原点建立坐标系呢？”

    我一时没有反应过来：“那要怎么建立这个坐标系呢？”

    “很简单，在这个问题中我们不关心光在经过O点之前还到了哪些地方，所以可以认为光就是从O点出发的，到达的第一站是P点，于是我们就可以把坐标原点放在O点，这样O点的坐标就全是零，自然光出发时的时刻t0也是零，那么光走过的路程就是P点离原点的距离，光走过这段路所花的时间就是到达P点的时间。你试试看，这样写出来的表达式是不是更简单了？”

    我把O点作为原点的空间坐标（0，0，0）和时间坐标0带入等式，式子中少了几个变量，长度确实短了不少，但看起来也并不是特别简单呀。

    “写成这样主要是为了方便我们接下来的推导。相信我，最后你一定会看到这个等式可以变得非常非常的简单！”米西雅笑得一如既往的神秘，“这个等式的物理意义很简单，相信你已经明白了。但这个等式更重要的意义在于，它建立了时间和空间的变换关系，利用光速这个变换系数，把时间的量纲变成了空间量纲，实现了时空的统一！可以说，没有这个等式就没有那个世界的相对论！”

    虽然这几天米西雅所讲的内容已经让我多次惊掉了下巴，但这个等式的另一层意义还是大大出乎我的意料——自己怎么就想不到那里去呢？

    “等你知道的东西足够多了，理解得足够透彻了，自然慢慢就能想到自己过去想不到的地方。不用急，你正在成长，只要有了目标，给自己的心一点时间，好吗？”米西雅轻轻拍了拍我的肩膀。“下面就是非常非常关键的地方了，一定要把每个字都听懂吃透，如果听不懂就立刻告诉我，明白吗？”

    “明白。”

    “一开始我们已经半猜半推地讨论了时空与物质和能量的两种关系——一，能量是不均匀的时间；二，物质是不均匀的空间。假如这两个结论是正确的，会发生什么呢？要解决这个问题，必须先确定时空的不均匀程度在数学上究竟怎么表示。刚才我说过，介质的不均匀可以分为介质中的某个区域被压缩和被拉伸这两种情况，对于空间来说，就是某个空间区域中两点之间的距离比这个区域之外要小，或者比这个区域之外要大。而对于时间来说，就是某段时间内两点之间的距离比这一段时间之外的部分要更长或更短。这个你理解吧？”

    “嗯。”

    “可是，你知道吗？这样做会有一个很大的问题！要想把某个空间区域内两点间的距离和这个区域外两点间的距离进行比较，或者把某段时间内两点间的距离和这段时间外两点间的距离进行比较，必须得有一个度量基准吧？如果我们在均匀的空间里取一米的距离，在被压缩或拉伸的空间里也取一米的距离，比较的结果不会有任何区别！因为用来度量距离的尺子是物质构成的，因此也是由不均匀的时空介质构成的，构成尺子的这些时空介质不均匀的程度也会随着尺子所在的时空而变化，一把尺子从均匀的空间中拿到不均匀的空间区域内以后，长度不会还是在均匀的空间中时的长度，所以，我们根本就不可能知道均匀空间中的一米和不均匀空间中的一米究竟是不是一样长，虽然理论上它们应该不一样，但由于找不到在不均匀的空间中也能和在均匀空间中保持完全一致的不变的长度基准，谁也无法对它们进行比较，找出差异。对于时间，也会有同样的情况：我们用秒表在均匀和不均匀的时间中各测出一分钟的时间长度，但是却不可能知道这两个一分钟究竟是不是真的一样长，也不可能知道它们究竟相差了多少！”

    原来米西雅在前面讲的东西竟把我带到了一个大坑里！如果不是她现在自己开口否定了自己前面所讲，我肯定还会继续往这个坑里走下去！既然比较均匀和非均匀的时空间距是一条行不通的路，那还有什么办法可以表示时空的不均匀程度呢？

    “看样子我们得彻彻底底换一条思路了。”我遗憾地说。但米西雅没有马上接着往下讲，像是要故意留时间给我自己思考，可惜我绞尽脑汁地拼命想了很久，最后还是觉得表示时空不均匀程度的方法——是不存在的！

    “其实，要想表示时空的不均匀程度，现在最好的办法就是利用微观时空的离散性了。”看着我想要放弃了，米西雅终于提示道，“到了极其微小的尺度，哪怕是真空的时空也成了一张到处布满斑点... -->>
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