時空基本原理：第一部分
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0:06 - 0:10"空間"描述事情何地發生
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0:10 - 0:13"時間"則描述事情何時發生
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0:13 - 0:14我們能分別觀察事發地點
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0:14 - 0:16和事發時間
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0:16 - 0:17但現代物理學發現
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0:17 - 0:19事發的時間與地點
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0:19 - 0:22其實都屬於同一個問題
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0:22 - 0:25因為如果要了解宇宙
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0:25 - 0:28就得捨棄傳統思維：
三維空間加上一維時間 -
0:28 - 0:30改用另一個觀念
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0:30 - 0:34那就是四維時空
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0:34 - 0:36我們將在一系列的動畫中
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0:36 - 0:38解釋四維時空的概念
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0:38 - 0:39動畫?
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0:39 - 0:40沒錯
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0:40 - 0:43但我們不怎麼靈活吧?
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0:43 - 0:47怎麼會!我還能瞬間移動呢!
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0:47 - 0:49你怎麼辦到的?
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0:49 - 0:50移動速度多快?
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0:50 - 0:52用跑的還是走的?
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0:52 - 0:53難道還沿直線移動?
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0:53 - 0:57要回答你,
得先把誇張的動畫物理學 -
0:57 - 1:00變得更符合實際物理學
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1:00 - 1:02需要更多圖
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1:02 - 1:05請秀更多圖
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1:05 - 1:10每張圖安德魯都在不同位置
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1:10 - 1:12每張記錄不同時間
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1:12 - 1:15安德魯所在位置
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1:15 - 1:19說得好,但要看得更清楚
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1:19 - 1:20就得更細分圖片
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1:20 - 1:23把細分的幾百張疊起來
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1:23 - 1:26就像本手翻書
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1:26 - 1:28就是這樣,現在開始翻頁
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1:28 - 1:31就能看到一張又一張圖
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1:31 - 1:34每秒能翻24張
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1:34 - 1:36我就說吧!這就是動畫
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1:36 - 1:39你現在能看到我走路的過程
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1:39 - 1:42畫出這些圖並做成手翻書
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1:42 - 1:46只是紀錄我動作的其中一種方式
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1:46 - 1:50這就是動畫和電影的原理
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1:50 - 1:52結果發現我走路的速度
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1:52 - 1:56經過一段圍籬得花兩秒
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1:56 - 1:59每段圍籬長四公尺
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1:59 - 2:00這樣一算,我的速度...
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2:00 - 2:02也就是我在空間中移動得多快
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2:02 - 2:05也就是每秒兩公尺
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2:05 - 2:08但我連翻圖也不用翻
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2:08 - 2:11就能算出結果
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2:11 - 2:13從手翻書邊緣
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2:13 - 2:15就能看到每張圖的圍籬
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2:15 - 2:16和安德魯
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2:16 - 2:20他在每張圖的位置都有些不同
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2:20 - 2:26這樣就能預測
每秒翻24張的狀況 -
2:26 - 2:28安德魯移動的速度
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2:28 - 2:30用看的就知道
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2:30 - 2:33連翻都不用翻
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2:33 - 2:35手翻書邊緣呈現的圖
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2:35 - 2:38就叫做時空圖
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2:38 - 2:40沒錯,就是呈現安德魯
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2:40 - 2:42移動時的時空狀態
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2:42 - 2:45這條代表安德魯移動軌跡的線
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2:45 - 2:48就叫世界線
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2:48 - 2:50如果我不用走的,而用跑的
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2:50 - 2:54經過圍籬可能只花一秒
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2:54 - 2:56他可沒什麼運動細胞
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2:56 - 2:59總之,從邊緣看手翻書時
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2:59 - 3:02能用同樣方式分析
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3:02 - 3:04安德魯慢跑的世界線
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3:04 - 3:05比起走路的世界線
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3:05 - 3:08更陡斜
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3:08 - 3:11能看出他的速度變成兩倍快
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3:11 - 3:15不用動手翻就一目了然
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3:15 - 3:17有趣的地方來了
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3:17 - 3:20物理學鼓勵
從不同觀點分析同個問題 -
3:20 - 3:22畢竟物理定律
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3:22 - 3:24適用於所有人
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3:24 - 3:26否則不能成為定律
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3:26 - 3:29所以重新看看我們的動畫
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3:29 - 3:32讓鏡頭跟著安德魯跑
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3:32 - 3:35看看圍籬如何在他身旁移動
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3:35 - 3:38形式還是手翻書
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3:38 - 3:40不需重畫
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3:40 - 3:43只要角度稍微轉一下
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3:43 - 3:45讓安德魯的世界線
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3:45 - 3:48變成垂直線
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3:48 - 3:51翻翻看就知道怎麼一回事
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3:51 - 3:54好,現在我原地跑步
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3:54 - 3:56一直處在畫面中心
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3:56 - 3:58在手翻書邊緣
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3:58 - 4:00我的世界線垂直向上
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4:00 - 4:03使得一個個圍籬經過我
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4:03 - 4:06是圍籬的世界線變傾斜
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4:06 - 4:09這種轉換畫面的方式
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4:09 - 4:12就叫做伽利略變換
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4:12 - 4:16這讓我們從不同角度
分析物理現象 -
4:16 - 4:18這就是從我的角度看
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4:18 - 4:22總之換種角度看事情總是不錯
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4:22 - 4:27尤其是觀眾以不同速度移動時
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4:27 - 4:31只要速度不要太快就好
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4:31 - 4:33如果是以光速前進的宇宙射線
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4:33 - 4:38這本手翻書就不夠用了
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4:38 - 4:40為了避免這種狀況
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4:40 - 4:42必須把每張圖都黏在一起
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4:42 - 4:45而不只是一張張疊起來
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4:45 - 4:48我們需要的是一個堅固的時空圖
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4:48 - 4:51這會在下個動畫解釋
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- 時空基本原理：第一部分
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完整課程請見：http://ed.ted.com/lessons/the-fundamentals-of-space-time-part-1-andrew-pontzen-and-tom-whyntie
空間描述事情何地發生，而時間描述事情何時發生。有時為了觀察宇宙，必須結合這兩個概念。這一系列三部動畫講解的是時空的觀念，幽默的主持人安德魯‧旁森（Andrew Pontzen）和湯姆‧懷提（Tom Whyntie）在第一部分以翻翻書為例，介紹時空的基本概念及時空密不可分的關係。主持人：安德魯‧旁森和湯姆‧懷提
動畫製作：Giant Animation Studios - Video Language:
- English
- Team:
closed TED
- Project:
- TED-Ed
- Duration:
- 05:06
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