你知道時間快慢也可以不一樣嗎？
你知道電影《火星救援》裡的引力彈弓並非編劇瞎開腦洞麼？
你知道這兩年的諾貝爾獎熱門引力波是怎麼回事嗎？
如果你也和周到君一樣是科技盲， 那你可以來這裡補補課了。
上海科技館首個更新改造項目“相對論劇場”——以真人表演與螢幕影像相結合的形式， 向觀眾講述一個星際航行的故事。
相對論、黑洞、引力波、人工智慧……當科幻電影中的場景走入現實， 你會大開眼界。
2070年， 地球人口劇增、環境惡劣， 一些科學家乘坐“探索者”號亞光速飛船， 離開地球尋找新的家園……植物學家小艾所乘飛船的目的地是X行星，
地球上的天體物理學家M博士通過全息影像告訴他， 由於狹義相對論的“鐘慢效應”， 這艘以接近光速飛行的飛船， 只需幾十天時間就能到達X行星。 愛因斯坦預言， 運動時鐘的“指標”移動速度比時鐘靜止時的速度慢。 當飛船以亞光速在宇宙中航行時， 飛船裡人和物的運動速度相對於地球上的運動速度來說， 會變得非常緩慢。
因此， 當小艾在“探索者”號度過幾十天后， 地球上的M博士已度過十多年。
在飛往X行星的航程中， 距離地球8000光年的兩顆互繞恒星因為引力波的釋放， 彼此軌道越來越接近， 最終碰撞形成黑洞。 這一宇宙中的大型“交通事故”， 引發了伽馬射線暴， 大量能毀滅生命的伽馬射線向外輻射， 同時激起一圈圈“時空漣漪”——引力波。
“這場伽馬暴是否會危及地球？”小艾焦急地詢問飛船上的人工智慧機器人， 得到的回答是：可能性較大。
於是， 小艾想借助“引力彈弓效應”改變航向返回地球， 與人類共存亡。 人工智慧機器人不允許， 因為此行的既定目標是X行星。
“你難道不遵守機器人第一定律嗎？”小艾質問機器人。 所謂“機器人第一定律”， 由美國科幻小說家阿西莫夫提出：機器人不得傷害人類個體， 或者目睹人類個體將遭受危險而袖手旁觀。
最終， 機器人被說服了。
“探索者”號利用一顆行星的引力場給自身變向加速， 朝著地球飛去。 在離開地球400多天后， 小艾回到了故土， 而此時， 地球上已過去30多年。
白髮斑斑的M博士與依舊年輕的小艾緊緊擁抱在一起， 告訴他， 地球生命不但沒有受到伽瑪射線暴影響， 而且人類已找到新的能源， 解除了能源和環境危機。
這是上海科技館首個更新改造項目“相對論劇場”的內容。
在改造以前， 劇場內容側重於介紹相對論研究過程中的歷史事件及相關科學內容。 相對論已經很深奧了， 再加上“歷史”和“科學”這樣嚴肅的字眼……聽上去就是小朋友和文科生拜拜的節奏。
改造後， 呈獻給觀眾的是一部立足未來的科普劇。
它以太空為題材， 介紹人類在太空探索過程中， 如何瞭解並應用相對論知識探索宇宙的故事。
其中還加入了近年來大熱的“引力波”“人工智慧”“黑洞”等知識， 設備方面也非常高大上：
4K全高清的LED螢幕， 結合舞臺道具的景深和環境投影、燈光與劇情發展同步的效果， 觀眾仿佛進入了一艘未來的亞光速飛行器。
周到君瞭解到，重新開放的《相對論劇場》觀眾區域保留原有的60席座位，目前實行預約參觀方式，觀眾可憑當日參觀票到指定地點免費領取預約券。
為了讓觀眾能看懂，上海科技館不僅在觀影前安排觀眾進入預演廳，這裡的牆面上有關於人物、相關知識的簡介，有助於觀眾理解故事內容。
而且，還通過線下教育的方式搭配劇場內容來進行科普。
最近，上海科普大講壇首次推出的青少年夏令營活動——2017年“未來科學+”暑期科學營。褚君浩、葛劍雄、俞立中、張雙南等12位不同領域的重量級專家，帶來天文、物理、生物、人工智慧、藝術、教育等方面的主題講座。
周到君就有幸聽到了其中的一場講座——由國家天文臺兼職研究員和空間科學部首席科學家張雙南帶來的《引力波與廣義相對論之美——科學的美學》。
其中，對於《相對論劇場》中不易看懂的一些問題進行了拓展解讀。
“小艾飛了幾十天，地球上過了幾十年”，咱們從小聽說的“天上一年、地上一年”神話故事裡的傳說，竟然有可能是真的。時鐘在高速運動的物體和黑洞附近可能走慢，速度和引力會影響時間快慢。
這與愛因斯坦的狹義相對論有關。
然而，狹義相對論只適用於勻速直線運動物體，而在有引力場的現實環境中，這根本就沒有用武之地。因此人們也很難真正看到“鐘慢效應”。
在全世界為狹義相對論歡呼的時候，提出者愛因斯坦本人卻很苦惱。
所以當十年後他從質疑牛頓的引力理論有缺陷出發，提出廣義相對論時，快樂得不行。
有一個比較直觀的愛因斯坦電梯假想實驗：
乘客在自由下落的電梯（左一）裡面扔一個球出來，發現球和乘客一起運動，也就是在乘客的坐標系中既沒有引力也沒有加速度，和在沒有引力的自由空間漂浮的電梯（左二）裡面的情況一樣。
乘客在靜止的電梯（右二）裡面扔一個球，球會因重力加速度下落，和在自由空間以同樣加速度上升的電梯（右一）中的情況一樣。
這兩種情況都說明了引力和加速度的等效性，也就是引力品質和慣性品質的等效性。
這是廣義相對論的基石——等效原理，引力品質和慣性品質是等效的。
科普劇中提到的由於兩顆互繞恒星碰撞引發伽馬射線暴，激起了“時空漣漪”引力波。
近兩年咱們似乎經常聽說“引力波”，它到底是怎麼回事？
引力波是廣義相對論最重要的預言之一。經過近一個世紀的努力，人們終於在2015年9月14日直接探測到首個引力波信號GW150914。
引力波是科學美的集大成者。這是因為：
完全沒缺陷——驗證了引力波的探測原理和廣義相對論的引力波預言。
極端不常見——地上上最精密的距離變化測量儀器+上百單位參與+上千個作者論文，並創下五個“第一次”。
1、直接探測到引力波
2、利用一種從來沒有探測到的信號探索宇宙。
3、發現兩個黑洞的系統。
4、“聽”到兩個系統的合併。
難交流的外星文明
張雙南教授認為，人類和外星文明很難有交流的可能性。
這是因為，人類已知上千光年以內沒有先進文明，這意味著即使上千光年以外存在外星文明，則一來一回的通訊至少要幾千年，而對於一個文明來說，千年前後的通訊會變得完全不一樣，這使得彼此的聯絡無法進行。
也有觀眾提問，為什麼“相對論劇場”裡，宇航員可以站在艙內，他沒有失重嗎？
如果讓航天器旋轉起來，就會破壞艙內微重力的失重狀態，宇航員是可以實現站在艙內的動作的。但是為了防止宇航員暈眩，這時就會對窗外景色進行圖像修正，讓他看到的是靜止的假星空……
周到君瞭解到，重新開放的《相對論劇場》觀眾區域保留原有的60席座位，目前實行預約參觀方式，觀眾可憑當日參觀票到指定地點免費領取預約券。
為了讓觀眾能看懂，上海科技館不僅在觀影前安排觀眾進入預演廳，這裡的牆面上有關於人物、相關知識的簡介，有助於觀眾理解故事內容。
而且，還通過線下教育的方式搭配劇場內容來進行科普。
最近，上海科普大講壇首次推出的青少年夏令營活動——2017年“未來科學+”暑期科學營。褚君浩、葛劍雄、俞立中、張雙南等12位不同領域的重量級專家，帶來天文、物理、生物、人工智慧、藝術、教育等方面的主題講座。
周到君就有幸聽到了其中的一場講座——由國家天文臺兼職研究員和空間科學部首席科學家張雙南帶來的《引力波與廣義相對論之美——科學的美學》。
其中，對於《相對論劇場》中不易看懂的一些問題進行了拓展解讀。
“小艾飛了幾十天，地球上過了幾十年”，咱們從小聽說的“天上一年、地上一年”神話故事裡的傳說，竟然有可能是真的。時鐘在高速運動的物體和黑洞附近可能走慢，速度和引力會影響時間快慢。
這與愛因斯坦的狹義相對論有關。
然而，狹義相對論只適用於勻速直線運動物體，而在有引力場的現實環境中，這根本就沒有用武之地。因此人們也很難真正看到“鐘慢效應”。
在全世界為狹義相對論歡呼的時候，提出者愛因斯坦本人卻很苦惱。
所以當十年後他從質疑牛頓的引力理論有缺陷出發，提出廣義相對論時，快樂得不行。
有一個比較直觀的愛因斯坦電梯假想實驗：
乘客在自由下落的電梯（左一）裡面扔一個球出來，發現球和乘客一起運動，也就是在乘客的坐標系中既沒有引力也沒有加速度，和在沒有引力的自由空間漂浮的電梯（左二）裡面的情況一樣。
乘客在靜止的電梯（右二）裡面扔一個球，球會因重力加速度下落，和在自由空間以同樣加速度上升的電梯（右一）中的情況一樣。
這兩種情況都說明了引力和加速度的等效性，也就是引力品質和慣性品質的等效性。
這是廣義相對論的基石——等效原理，引力品質和慣性品質是等效的。
科普劇中提到的由於兩顆互繞恒星碰撞引發伽馬射線暴，激起了“時空漣漪”引力波。
近兩年咱們似乎經常聽說“引力波”，它到底是怎麼回事？
引力波是廣義相對論最重要的預言之一。經過近一個世紀的努力，人們終於在2015年9月14日直接探測到首個引力波信號GW150914。
引力波是科學美的集大成者。這是因為：
完全沒缺陷——驗證了引力波的探測原理和廣義相對論的引力波預言。
極端不常見——地上上最精密的距離變化測量儀器+上百單位參與+上千個作者論文，並創下五個“第一次”。
1、直接探測到引力波
2、利用一種從來沒有探測到的信號探索宇宙。
3、發現兩個黑洞的系統。
4、“聽”到兩個系統的合併。
難交流的外星文明
張雙南教授認為，人類和外星文明很難有交流的可能性。
這是因為，人類已知上千光年以內沒有先進文明，這意味著即使上千光年以外存在外星文明，則一來一回的通訊至少要幾千年，而對於一個文明來說，千年前後的通訊會變得完全不一樣，這使得彼此的聯絡無法進行。
也有觀眾提問，為什麼“相對論劇場”裡，宇航員可以站在艙內，他沒有失重嗎？
如果讓航天器旋轉起來，就會破壞艙內微重力的失重狀態，宇航員是可以實現站在艙內的動作的。但是為了防止宇航員暈眩，這時就會對窗外景色進行圖像修正，讓他看到的是靜止的假星空……