古人说“天上一日,地下一年”,竟和相对论效应相似,是巧合吗?

“天上一日,地下一年的”快回去吧,你师傅快等不及了!我们儿时看《西游记》的时候常会听到这样的话语,在我们当时还是小学文化水平的时候,觉得这句话好有道理,简直无力反驳,毕竟人家是仙界,控制着万物的生长、发展与死亡,岂能和我等凡人一样食五谷杂粮、被欲望左右,为时间的流逝、容颜的衰老而烦恼。

等到我们稍微长大一些,获得了些许的科学知识,直到第一次接触到爱因斯坦的《相对论》的时候,发现了里面描述的时间膨胀效应,顿时就被这种违反人类直觉的科学效应所吸引。而且我们也能发现“天上一日,地下一年的”的古老说法也正好契合或与相对论效应相似,曾经我一度也想过我国古人真是了不得,居然道出了如此深奥的科学知识。那当时古人这种看似超乎时代的思想是怎么来的?有科学依据?还是随口一说的巧合?

古老思想和现代科学

要知道《西游记》成书时期为明朝中期,具体时间不详,但吴承恩本人大约是1500年—1583年的人,这可是16世纪,人们当时连地球的形状和大小都还搞不清楚,而且这个时期西方的现代科学也刚启蒙。

哥白尼质疑维持了几千年的地心说,并在1543年发表了著名的《天体运行论》提出日心说以后,随后的第谷·布拉赫通过自己异于常人的视力获得大量的观天资料,开普勒在前人的基础上,运用自己非凡的数学能力在16世纪末才发现了著名的行星运动三大定律,至此人类才初步确立了日心说。

当然伽利略在这个时期也为日心说的确立做出了重要的贡献,例如:他通过望远镜首次发现了围绕木星运行的四颗伽利略卫星。这个时候还没有牛顿什么事,虽然此时的人们相信太阳系的众多行星都在围绕同一质点(太阳)运行,但并不知其中的原理,也就是为什么会行星要围绕太阳运行?

于是传说中,一颗苹果就砸在了牛顿的头上,使他在1687发表了自己一生中最伟大的科学成就《自然哲学的数学原理》,这也是人类近代科学的开端,也是人类科学史上的巅峰之作。万有引力和三大定律的出现为人类拨开云雾见天日,它几乎完美地解释了人们在地球上,乃至在太阳系中所看到的一切物理运动。不管是你生活中的一举一动,还是路上跑的汽车、天上飞的飞机、绕地球运行的卫星,甚至是围绕太阳运行的地球,都逃不过牛顿定律的掌控。

牛顿的成功让当时的人们觉得物理学已经趋于完备,往后在怎么发展,也只是在牛顿的基础上做些比较小的修改或进步,但是牛顿自身知道自己理论存在局限,那就是他到死都无法回答的一些问题:为什么质量物体之间会有引力,而这个引力是如何作用的?这个力是顺势到达,还是有传播速度?这些问题完全超出了牛顿的认知能力,他只能说:这一切都是上帝的杰作。

随着人类观测手段的进步,牛顿经典理论也表现出了些许的不足,它无法解释水星异常进动的问题,正是这个问题成为了压死牛顿理论的最后一根稻草。而解决这个问题的正是上文提到的《相对论》,爱因斯坦最伟大的成就。在狭义相对论中,物体的运动速度可以改变其时间的流逝速度,运动速度越快时间流逝得越慢。

而广义相对论在牛顿理论的基础上为我们解释引力的真实本质,引力其实是质量物体导致的时空弯曲,而弯曲的时空又左右着质量/能量物体的运动。

而广义相对论中最重要的思想就是等效原理,也就是说不管一个物体的运动状态如何,不管它是静止还是加速,其物理定律不变。在一个封闭的电梯内,我们无法通过任何实验手段来区分这个电梯是处在静止的引力场中,还是在做加速运动。话句话说就是,加速度和引力等效,无法区分。因此爱因斯坦就将狭义相对论中的时间膨胀效应引入到了引力场中。

那么古人为何会说出与近代科学如此相似的话?

其实古人能产生这样的思想,完全是对自然的一种向往和敬畏,当时人们的认知十分具有局限性,平时看到的日常现象根本就无法解释到底是为什么。

例如,天上的星宿,太阳,刮风,下雨,这些在我们现在看来十分自然的现象,但在古人哪里就觉得一定是存在某种神秘的力量在操控着一切。于是就为各种未知现象找原因,也就找到了各位神仙!其实你可以回想下,每一种自然现象背后都有一个掌控它的神仙。虽然现在看来很愚昧,但是这也为人们心中找到了一种寄托、向往和敬畏。

人们幻想着神仙生活在九天之外,那里的一切都是那么的美轮美奂,神仙们没有七情六欲,不受人间疾苦,不食五谷杂粮,不争名夺利,他们可以长生不老,掌控着凡间的生老病死。

那么这个长生不老,就说明人家可能跟凡人的寿命不同,和我们的时间不一样,再加上人们的幻想就有了“天上一日,地下一年的”这种说法,也不足为怪,说白了这就是一种巧合,并无科学道理。在现代科学理论中,要想达到这样的情况,神仙必须生活在引力特别强的星球上,或者整天以接近光速的速度在飞行。