成為神奇先生

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本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點


看看浴室鏡子中的自己。 哇,你看起來比實際年齡年輕!

而且你離鏡子越遠,看起來就越年輕。 如果鏡子真的非常非常遠…… 還記得《2001:太空漫遊》中大衛·鮑曼看到自己像子宮裡的胎兒一樣的場景嗎? 嗯。

當你站在浴室裡向下看時,你腳上的皮膚看起來明顯比手上的皮膚年輕。 等等——向前彎腰摸摸你的腳。 它們看起來還年輕嗎?


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現在走到廚房開啟冰箱。 看到那棵生菜了嗎? 葉子很長——一直延伸到架子的後半部分。 前面的邊緣看起來是棕色和皺巴巴的,但更靠後的生菜仍然看起來新鮮翠綠。 如果你長時間盯著生菜看,你會看到皺紋慢慢向後移動,直到覆蓋整個生菜。

事情變得更奇怪了。 當你將手臂筆直伸到你面前時,它似乎在空間中拖動,就像海草在波浪中彎曲一樣。 手最終會趕上,但會有延遲。

https://www.youtube.com/watch?v=Z8cRD74MRsE

接下來,你穿過客廳。 當你走到另一邊時,你轉過身回頭看。 你注意到你的腳根本沒有移動。 它們好像粘在你之前站立的地板上。 你的整個身體從這裡到房間的另一側呈對角線拉伸,就好像你在表演神奇四俠的絕招一樣。 很快,你的腳也開始移動,最終它們會趕上你。

這都不是科幻小說,神奇先生。 我們看到事物是因為光線從這些事物傳播到我們的眼睛。 但光速是有限的。 物體越遠,光線到達你所需的時間就越長。 所以我們看到的一切,都帶有延遲。 這是一個非常小的延遲——對於十英尺遠的東西來說是 10 納秒。 對於實際用途而言,這太小了,我們用肉眼無法觀察到。 但這只是程度問題。

如果光速碰巧慢得多——例如,如果光速需要一秒鐘才能傳播一米——這種怪異現象就會變得顯而易見。 (一個例子,我在之前的帖子中提到過 空間曾經是紅色的,那就是如果你沉浸在一種突然從不透明過渡到透明的介質中——例如從冰到水——你會看到一個球形牆壁包圍著你,並以光速向各個方向擴充套件。)

要想象一個光速較慢的世界並不需要過多地違反物理定律。 光在不同的介質(水、空氣、玻璃)中已經以不同的速度傳播,在所有這些情況下,它在介質中傳播的速度都比在真空中傳播時慢。 事實上,在某些非常受控的情況下,物理學家可以減慢光速到幾乎靜止的程度。

真空也稱為空的空間。 而愛因斯坦著名的規則是:沒有任何東西的傳播速度能超過真空中的光速。 但原則上,沒有什麼能阻止物質在介質中移動得比光在同一介質中移動得更快。

在實踐中,光速很少會減慢到如此程度,或者物質很少會移動得如此之快以至於物質可以超過光速。 但在某些情況下,這種情況確實會發生:這種效應是造成容納核廢料的冷卻池發出藍色輝光的原因。 因此,你可以想象一種介質,它可以使光速減慢到光速比你自身運動速度還慢的程度。

所以,這是我對虛擬現實愛好者的建議:開發一個沉浸式系統,你可以在其中調整光速,看看你的身體和周圍的世界會發生什麼。 結果可能比《2001》更令人興奮。

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