假如你在一艘光速飞船上奔跑，是不是意味着你超光速了？

发布者：水军一号 2023-6-3 20:04

直觉告诉我们：你确实超光速了！但理性告诉我们：你没有超光速，因为如果你的速度超光速了，就打破了光速限制，意味着爱因斯坦的狭义相对论就被推翻了。

如果这么容易就被推翻了，狭义相对论也不可能经历一百多年屹立不倒，再者说了，也完全轮不到我们去推翻，前人早就推翻了。

这说明什么呢？说明很多时候我们的直觉和日常生活经验是错误的，其实错觉的直觉在我们日常生活中屡见不鲜，主要原因还在于我们很难突破某些限制，比如说身体结构的限制，生活在狭小空间里的限制等等。

就拿统治人类上千年的地心说或者说“地球是平的”这两种观点来讲，就是错误的直觉最直接的体现。日常生活中，每天我们都能看到漫天繁星围绕在地球周围，当然有理由相信地球是宇宙的中心。

同时，每天我们也能看到地平面一直延伸到眼睛无法看到的地方，当然会选择相信地球是平的。从科学的本质来看，“地心说”也属于科学范畴，因为科学的本质就是假设，是建立在人们长期观察总结出来的假设，然后不断验证总结出来的理论。

说的有点多了，重回正题。

相对速度的计算问题我们上小学时就学过，简单说就是速度叠加，比如说你我分别是每秒5米的速度反向奔跑，那么在其他人眼里，我们的相对速度就是10米每秒，用物理学术语描述，其实这就是伽利略变换。

伽利略变换在低速世界非常适用，简单易懂。不过，伽利略变换是建立在绝对时空观基础上的，也就是说，时间和空间是绝对不变的，只有这样，伽利略变换才成立。

但是我们所在的四维时空是绝对的吗，是一成不变的吗？

并不是，四维时空是相对的，具有弹性的，速度和引力等因素都会影响到时间和空间，时空是一体的。时间和空间的这种相对性意味着什么呢？

意味着你经历的一秒，与我经历的一秒严格来讲并不一样长短。只不过对于生活在低速和低引力世界的我们来讲，时间的差异实在太小了，我们根本感觉不到，也不会对我们的日常生活造成任何影响。

不过一旦来到亚光速世界，速度对时间和空间的影响就比较明显了，当然也就不能忽略不计了。你在飞船上奔跑的例子就是如此。

也就是说，在亚光速世界，伽利略变换不再适用了，而需要用到更精确的洛伦兹变换才行。简单讲，伽利略变换就是洛伦兹变换在低速世界的近似值，是一个特例罢了。

而爱因斯坦也把洛伦兹变换公式作为狭义相对论的基本公式之一，其实这也表明了当时的洛伦兹其实已经无限接近狭义相对论了，只不过洛伦兹不肯放弃绝对时空观，最后与狭义相对论失之交臂！

从洛伦兹变换公式中可以看出，当速度V1和V2都非常小时，公式中的分母就会无限趋于1，于是洛伦兹变换就会简化成伽利略变换。但是如果两个速度都很大，尤其是非常接近光速时，就不能做出这样的简化了，这恰恰说明了伽利略变换是洛伦兹变换的近似值和特例。

所以，你应该明白，无论你在光速飞船上如何奔跑，都不可能超光速了吧？退一万步讲，光速飞船也是伪命题，飞船的速度只能尽可能接近光速，不可能达到或者超过光速的。

其实，爱因斯坦的狭义相对论的核心就是光速不变原理，光速是绝对的，在任何参照系下都保持绝对不变。

而由于速度与时间和空间也就是距离有直接关系，而通常情况下速度都是相对的，必须有参照系才有意义，但光速就是这么霸道，它是绝对的。

光速的这种绝对性意味着时间和空间必须做出相应的“妥协”，只有这样才能保证光速的绝对性。而“妥协”的结果就是时间和空间的相对性，具体来讲就是会出现钟慢效应，也叫时间膨胀效应，还有就是尺缩效应。

总之就是，我们不能用低速世界的惯性思维去衡量亚光速世界的运动规律，即便不少人很难接受爱因斯坦相对论提出的时间和空间的相对性，但现实情况就是如此，爱因斯坦的相对论已经被无数次证明是对的。

其实，很多人不愿意接受相对论也很正常，能够理解。毕竟我们对于这个世界的认知，基本上都是建立在日常生活经验基础上而来的，日常生活经验对我们的感受影响如此强烈，以至于任何违反我们日常生活经验的规律，都会被我们本能排斥！

光速飞船 超光速

上一篇：一个让人们疯狂的思想实验，我们的世界真的是客观真实的吗？

下一篇：人类播撒生命到宇宙深处，看了之后你绝对不止再想活500年！

大家都在看

相关文章

热门阅读

精选文章

Copyright © 2019-2024 世界之最 All Rights Reserved.

本站内容收集于网络，如果你是该内容的作者，并且不希望本站发布你的内容，请联系我们处理。

蜀ICP备09043158号-9