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《盗梦空间》中的广义相对论等效原理

已有 6440 次阅读 2010-9-21 17:35 |系统分类:科普集锦

乍看题目估计有人会问:这两样东西能扯一起?

别急,待我慢慢道来。这部电影拍的真是非常棒,看过的人都是意犹未尽,大家都在猜测结尾那个陀螺会不会倒下,迪卡普里奥是不是真的回到了现实,很多人也认为画龙点睛之笔在这里。

当然,作为天天搞物理搞的头疼的我,认为影片的画龙点睛之笔在别处,即第二层梦的最后,迪卡普里奥的助手在失重状态下击倒一票defenders(因第一层梦的面包车坠河而失重),然后发现失重状态下不能让队友们用摔倒的方式惊醒穿越,于是他想到了一个妙计,去日光灯里抽出电线将大家捆绑在一起。刚开始我还以为他要用电击方案,结果发现我彻底被编剧打败了。之间者哥们将捆好的队友们缓缓送入电梯,然后凭音乐掐准时间按下了上升键让电梯加速上升。。。。。。

bingo!想起爱因斯坦的等效原理了吧。一个加速系统产生的惯性力等效为一个物体产生的引力。也就是说,电梯的加速使队友们感受到了一个等效的重力,等到音乐停得那一刻,电梯也停了,队友们重新变成失重状态然后重重撞在电梯的天花板上,完成惊醒穿越。

当然等效原理还有更深层次的物理含义,就是一个物体的惯性质量和引力质量相等,可以看做同一个物理量,于是在时空局部区域无法分辨加速系统产生的惯性力和引力场产生的引力。等效原理是广义相对论的一个公理。至于加速电梯实验则是爱因斯坦一个非常著名的思想实验。

关于等效原理的介绍和实验验证参见:http://zh.wikipedia.org/zh-cn/%E7%AD%89%E6%95%88%E5%8E%9F%E7%90%86
当然,英文版更专业:http://en.wikipedia.org/wiki/Equivalence_principle

至于影片中为什么不同层次的梦时间快慢走的不同?不要乱猜,那跟狭义相对论钟变慢效应无关:)现阶段研究结果说那是人脑处理信息速度的变化,影片中也有提及。

祝大家中秋节快乐!


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