Unit 18

　　Text A

　　为什么地图绘制得北方在上

　　现在很难想象一幅地图不是北方在上，但以前却不总是这样。

　　现在已知被人们认可的更古老的地图绘制于公元前3800年，地图显示幼发拉底河流经伊拉克的美索不达米亚平原北部。这幅地图以及后来的别的地图只不过是粗略地勾画出当地的地理特征；起码到许多世纪之后，古希腊人才把地图绘制学建立在可靠的基础上。

　　在此领域更早的先驱首推希腊数学家和哲学家克劳迪·托勒密厄斯（约公元90-168年）。历史上更常叫他托勒密。他作为古典时期的更后一位伟大的科学家，是以当时所有的知识为基础绘制地图的第一人，而不是用猜测和想象。在此之前，巴比伦人曾试图绘制世界地图，但他们把地图画得像个扁平盘子，而不是象托勒密那样画成球形。

　　鉴于那个时代的知识水平的情形，托勒密把事情搞错了。例如，他对中国和大西洋的估计远非准确。可是这是一次有用的尝试，而且一千多年中人们一直以该地图为准。事实上，克里斯托夫·哥伦布在航行寻找新大陆时曾使用过该地图的一个版本。这给他带来了许多航海问题，因为托勒密错误的计算了大西洋的面积，并且他不知道还有太平洋。

　　托勒密地图真正重要之处是北方在上。这样说的理由是他决定以朝北极星的方向作为地图的方向，因为北极星是那时航海者们信赖的不变的导航灯。

　　直到中世纪初期，地图北方朝上一直是人们所接受的布局。当时起教会势力开始严重妨碍科学的进步。依照教会的命令，地图仍然按托勒密的原则绘制，但是现在必须以耶路撒冷为中心，因为耶路撒冷被认为是基督教的信仰中心，于是东方被移到了上面。

　　这些地图常常被叫做“T”型地图，因为它们看上去只有欧，亚，非三大洲——它们被地中海和尼罗河所构成的“T”字形分开。从航海的观点看，这些地图几乎毫无用处。

　　随着贸易的开展和对罗盘的日益依赖，14世纪开始出现更为精确的地图。北方再一次呈现在地图上方的应有位置上。

　　Unit 18

　　Text B

　　两列火车正在沿着平行的轨道以同样的速度并列行驶。我们坐在其中的一列火车上，并且随身带了一个专门的测速表，用来测量这两列火车的相对速度。因为它们是同速行驶，它们的相对速度为零；因此，速度表的读数为“0”。

　　突然另一列火车似乎开始堤到我们这列车的前面去了。速度表显示的读数为每小时10英里。那列火车显然增加了速度。但是我们能够绝对地肯定它增速了吗

　　如果你回答“是”，你就错了。你之所以是错的是因为我们知道的全部只不过是两列火车的相对速度从0英里/小时增加到10英里/小时。仅此而已，这个变化可以由下列二者之一引起：

　　1.另一列火车增加了速度。

　　2.我们的火车降低了速度。

　　这样，有两种可能的解释说明这一速度的变化，但是我们不知道哪种解释是对的。此外，不管我们选择哪种解释，结果全都一样：另一列火车先到达车站。所以，说另一列火车提高了速度或者说我们的火车降低了速度，这都没有区别。

　　既然两种解释产生的结果是一样的，你可以任选其一。每当两个事物是相对的时候，你都可以任选其一。反过来也是这样：即每当你面临两个相同可能性的事物时，这两个事物就是相对的。

　　除非为了方便，否则没有什么理由选一舍一。两列火车的相对速度10英里/小时保持不变；而更终结果也会一样。

　　现在让我们假设两列火车都停在车站，上下旅客和装卸行李。半小时过去了，当我们从车窗看另一列火车时，我们看到自己的火车好像开始平隐，缓慢地移动。一分钟左右以后，我们的火车似乎在匀速行驶。我们的专门速度表显示这两列火车的相对速度是20英里/小时。但是当我们向窗外望去的时候，我们突然看到另一列火车的末节车厢从我们的视野里消失，并且发现车站被留在它后面原地未动。所以我们根本没有移动，是另一列火车一直在动。

　　这种特别而又常令人沮丧的经历是相对运动的结果。在车站上，我们分不清是我们的火车还是另一列火车的速度从0英里/小时变为20英里/小时。只有在另一列火车驶出车站以后，我们才发现是另一列火车而不是我们的火车在动。

　　现在让我们再一次提出这篇文章开头提出的问题：我们能够绝对肯定是另一列车确实增加了速度并在这种情况下驶出了车站吗

　　如果你回答“是”，那你又错了。我们能肯定的只是两列火车的相对速度改变了。

　　这些例子说明了狭义相对论的一条重要原理。如果A看上去相对于B以稳定的速度运动，我们并不能确切知道是否A真的在动。也许是A静止不动，而B在动。或者也许两者都在动。根据相对论，设计不出任何实验来解决这个问题。因为无法来判定两个物体中的哪个在动，我们可以选择任何一个作为运动的物体。理由是它们的运动是相对的。而相对性，正如我们所看到的那样，意味着我们做出选择。

　　如果两个物体彼此相对匀速运行，我们不可能判定哪个运动，哪个静止。这条原理适合于所有在宇宙中以直线匀速运动的物体。

　　在相对论里，你会发现当你在两种相同可能性的事物中做出选择时，你都在与相对事物打交道。例如，用钟和表来测量的时间是相对的，因为可以看出有不只一种时间系统。所有时间系统都同样可用，你可以随意选择你想要的系统。