光速是宇宙中最大速度对吗——进入波的世界——100个科学问题之48

海云青飞 https://www.tuenhai.com 20190706

爱因斯坦为什么说光速是最大速度?

相对论的世界是人类感知能力以外的世界,当我们试图用人类世界的经验去理解相对论时,就会异常的艰难,并且可能出现理解偏差。海云青飞 https://www.tuenhai.com 是《悟道相对论》的作者,毫无疑问,我对相对论的理解超越了多数人,即使这样,如果我试图把人类世界的经验带到相对论的世界,那么我也会感到事情比较麻烦,解决的办法就是彻底放弃人类世界的经验,进入波的世界去理解相对论

波的世界就是整体的世界,水池中投下两块石头,很快水波扩散到整个池塘,两道互相干涉的波组成了一个不可分割的整体

你在行进,要理解成你在以波的行进,并且这个波理论上以光速和整个宇宙联系在一起。一定要把你自己想象成以光速扩散的波,这很重要,如果你不知道这点,做不到这点,无论你怎么努力都是不能理解相对论的世界的

你在行进,也就是你在以波的形态行进,这个行进的过程也是在不断向宇宙扩散的,当你速度很慢时,你向宇宙扩散的波是很微弱的,这意味着宇宙对你行进的阻碍很小

行进速度慢是什么意思?无论你是走路,开车,还是坐飞机,都算是速度很慢

当你行进速度不断加快的时候,你向宇宙扩散的波的强度也在加大,宇宙对你行进的阻力也在不断加大,换一种角度表达,你的质量在不断加大。当你以光速行进时,光速范围内的空间都在阻碍你前进,你想想,光速是每秒30万公里,也就是每秒你都要承受30万公里内的空间的阻力,这是一个极为庞大的阻力,在人类的数学观念里,这是一个接近无限的阻力,换一种语言表达,你的质量接近了无限

那么你可能以超光速前进吗?如果把事情简单化,理想化,不考虑环境对你的制约作用,你是可能以超光速前进的。然而谁都不能脱离环境而存在,宇宙其实可以分为正宇宙和负宇宙,宇宙是正宇宙和负宇宙的战场,你只是正宇宙的极为渺小的存在,你的行进速度必然要受到宇宙级别战争大环境的制约

48 为什么物质的行进速度不能快于光速?(1) 质量和能量之间的转换关系决定光速是物体速度的极限

《你知道吗?——现代科学中的100个问题》

阿西莫夫著 暴永宁等译 碧声扫 https://www.tuenhai.com 整理

施加给一个物体的能量可以通过多种途径对这个物体产生作用。如果,铁锤敲在悬空的钉子上,钉子就会得到动能,也就是得到运动的能量,而向外飞去。如果铁锤敲在嵌入硬木里的钉子上,那么,钉子就不会运动,这时,它仍然会得到能量,但这个能量表现为热的形式

阿尔伯特·爱因斯坦在他的相对论中指出,质量可以看作是能量的一种形式(原子弹的发明已经确凿地证明他这种说法是正确的)。这样一来,如果对一个物体施加能量,那么,这个能量不但可以通过其他形式表现出来,也可以表现为质量的形式

在一般条件下,物体所获得的表现为质量的能量实在微乎其微。因此,过去从来没有人能够把这样小的质量测量出来。直到二十世纪,当人们观察到亚原子粒子以每秒数万公里的速度运动时,才找到了质量的增加大到能够探测出的事例。一个以每秒约256,000公里速度相对于我们而运动的物体,当我们对它进行测量时,它的质量将是它相对于我们静止不动时的质量的两倍

如果对任何一个正在自由运动的物体施加能量,那么能量可以通过下列两种途径之一进入物体内部:

  • (1)所施加的能量表现为速度,结果,物体的运动速度就增大了
  • (2)所施加的能量表现为质量,结果,物体就变得“重一些”

当我们对这个物体进行测量时,它所得到的这两种能量形式之间的区别,决定于我们所测量到的这个物体的起始运动速度

要是这个物体以一般速度运动,那么,所施加的能量实际上会全部以速度的形式进入物体内部,这时,它会运动得越来越快,而它的质量几乎丝毫不变

海云青飞 https://www.tuenhai.com 注:“物体以一般速度运动,那么,所施加的能量实际上会全部以速度的形式进入物体内部”这句话不全准确,应该是“几乎全部”,修正后为 物体以一般速度运动,那么,所施加的能量几乎全部以速度的形式进入物体内部

随着运动物体速度的增大(也就是随着我们所想象的附加能量不断地施加到物体中去);以速度的形式进入物体内部的能量将越来越少,而以质量的形式进入物体内部的能量则不断增加。我们会发现,尽管这个物体仍然在不断加快它的运动,但是,它的速度提高率却一直在降低,此外,我们还会发现,这个物体变重的速率正在渐渐增大

当物体的速度继续不断增大,并且非常接近于光在真空中的速度即每秒约300,000公里时,所施加的能量几乎全部以质量的形式进入物体内部。换句话说,物体的运动速度现在增长得非常慢,但是,它的质量却极快地向上增长。到它达到光速的时候,所施加的能量就全部表现为增加的质量

物体运动速度之所以不能超过光速,是因为当我们要它超过光速时,就得不断对它施加能量,而在它达到光速时,不管给它的能量有多大,都会统统转变成增加的质量,因此,物体的速度就丝毫也不会增大了

其实,这种“恰好达到光速的理论”也是不成立的。多年以来,科学家一直非常细致地对被加速的亚原子粒子进行观察。宇宙射线粒子所含的能量高到无法想象,但是,尽管它们的质量确实升高了,它们的速度却从来没有达到光在真空中的速度。已经查明,亚原子粒子的质量和速度正好同相对论所预言的一样,因此,光速是最大速度这一点,已经是一个观察到的事实,而不仅仅是一种推测

阿西莫夫《你知道吗?——现代科学中的一百个问题》科学普及出版社 1984年

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