文／沙達德．凱德

愛因斯坦（Albert Einstein）的相對論是有關「時間」跟「空間」的理論，時間跟空間我們當然懂，不過就是些很簡單的概念而已啊！可是仔細想，竟迸出一堆奇怪的事情。

當愛因斯坦還是青少年的時候，他的腦袋裡轉呀轉的總是那些大家覺得理所當然的事情。

由於不斷地認真思考，多年後，愛因斯坦就提出了自己的時空理論，也就是狹義相對論（這麼命名的原因是因為幾年後他又提出了廣義相對論，把重力的概念也加進去了）。

為了要理解時空理論，首先我們需要知道到底什麼是時間？什麼是空間？我們也要了解運動是什麼。一旦我們把這些東西整合之後，我們就會了解那些科幻小說裡的情節，竟然真的會發生！



我們今天先從測量「空間」開始，我們可以將空間描述成:物體所在以及事件發生的地方，我們也可以說它就是現實的舞台。那麼，其實我們能量的是距離，也就是兩個物體之間的長度。我們會用硬的東西來量距離，比如說棒子。

如果我們要測量兩點之間的距離，我們會把棒子頭尾相連放在2點間，算算看總共有幾個棒子長，舉例來說，算出來的距離可能是2個棒子長、4個棒子長、5又1／2個棒子長。

「可是……」（我就知道你會問）「我們怎麼知道棒子該做多長呢？ 」

想像一下，假如要橫跨河流造一座橋，橋的高度是5個棒子高。可是左邊的工人跟右邊的工人用的棒子不一樣長、地基也不一樣高，可想而知這該有多糟啊？

為了避免這類問題產生，於是我們統一了測量系統。

有人造了一根特殊的棒子，將它的長度定為一公尺，從那個時候開始，所有做成相同長度的棒子，我們都稱為一公尺長。

也就是說，人們在量距離的時候，終於有了一樣的標準。

「公尺」是科學家最常使用的長度單位。

除了這個統一的測量系統以外，有的國家會使用不同的測量單位，比如說英制中，是使用英寸、英尺、碼跟英里來量長度。

欲測公尺 深入敵營

一公尺的長度是在1799年制定的，法國的科學家以金屬鉑製作了一根模型棒子，這根棒子的長度就是一公尺。

為了計算這根棒子應該有多長，科學家們必須先測量從敦克爾克到西班牙的巴塞隆納城堡間的距離（子午線長度）。

當時西班牙跟法國正在打仗，不過由於這個任務實在太重要了，西班牙特別允許法國科學考察隊進入巴塞隆納，完成了量測與計算。 (待續)



本文摘自《我的第一本相對論》三民書局出版