沒有這個前提條件,相對論就什麼都不是!

2020-12-01 酷貓雜談

相對論要成立其實有一個前提條件,沒有這個前提條件,相對論就什麼都不是!

這個前提條件就是特別有名的「光速不變」,就是說光速在任何地方都不變,不管觀測者是在運動的還是靜止的。就是說我站在這兒看,光以30萬公裡每秒在跑。我跟光一起跑,它也是以30萬公裡每秒在跑。我達到光速了,它還是以光速在遠離著我。

就是這麼一個特別神奇、特別詭異的東西!我們看到這個世界上沒有任何一個東西像光一樣。比如說兩個人一起走路,同速的話兩人就可以邊走邊聊天,因為兩個人是相對靜止的。但是光不是,就算你跟它同速了,它還是飛速地跑走了,你永遠不可能跟它相對靜止。

那麼「光速不變」這個事情是怎麼證明的呢?比如說看星光,從我們地球看,宇宙裡面的各種各樣的星球,它們以各種各樣的狀態在運動,有的告訴遠離我們,有的告訴逼近我們。但是不管哪個星照出來的光,到地球了都是光速。

我們地球也是在高速旋轉,有從地球正面照過來光,也有從地球背面照過來的光,不管從哪照過來的光,反正都是光速。

這個實驗其實就是著名的「麥可遜-莫雷實驗」,從1887年就開始做了,直到今天,快140年過去了,做了無數次,光速從來都沒有變過,所以就證明了光速真的是永遠不變。

值得一提的是這個「麥可遜-莫雷實驗」是1887年開始做的,它比愛因斯坦提出相對論早了20年,但是我們現在說光速不變,感覺都是愛因斯坦提出來的,明明是麥可遜-莫雷實驗提出來的,怎麼變成愛因斯坦提出來的呢?

這個事情有兩個原因,第一個原因就是,麥可遜和莫雷這兩個人做這個實驗並不是為了證明光速不變。他們做這個實驗是為了尋找「以太」,「以太」是個什麼東西?其實就是物理學家設想出來的一個什麼都沒有,然後它又永遠不動的在宇宙中的這麼一個物質。大家可以理解為真空,真空就是什麼都沒有。他們說這個什麼都沒有的地方其實有東西,這個東西它不動,沒有任何東西可以幹擾它。

當時在一八八幾年的時候特別流行找「以太」,麥可遜和莫雷就做了這個實驗找「以太」,結果「以太」沒找到,發現光速怎麼都不變!他們發現光速不變之後,他們是覺得他們實驗做錯了,後來就不停地做實驗,怎麼做這個光速都不變。然後就開始犯愁了,就在想他們這個實驗究竟錯在哪兒了呢?直到20年後愛因斯坦說,其實你們沒錯,光速它就是不變的。

還有一個原因,就是因為愛因斯坦從來沒有承認過他參考了「麥可遜-莫雷實驗」。愛因斯坦說光速不變是他自己想出來的。但是就算愛因斯坦看了這個結果,他能夠認為光速不變,而且在這個基礎之上建立起一套成套的理論,這就是一般人做不到的。畢竟當時所有的科學家都認為光速是可變的,他們認為實驗結果錯了。

那麼為什麼光速不變呢?光好像能夠調節它和被觀測者之間的關係,你動我也動,你不動我就不動的這麼一種感覺。

這個事情和什麼東西特別像呢?就是「量子糾纏」!量子就好像知道你在觀測它,光也有這種感覺。可以設想,光有可能就是一種像量子一樣的東西,它平時處於什麼狀態你不知道,但是你一觀測它的時候它就坍縮了,就變成了光速。所以人們永遠都只能測到光速而已,你測不到它其他的速度。

我們假想一下,假如這種「光速不變」只是表象,光有可能就是我們的「意識」,我們用意識去觀察意識,所以它永遠不會變。還有一種可能,就是我們這個世界是虛擬的,而我們這個世界裡唯一有一樣東西是真實的,就是「光」。

再說就有點遠了,關於光速不變就先寫到這裡,總之,光速不變只是相對論體系的一個假設,也是一個重要的前提條件。或許人類以後也完全有可能發現光速不變是錯的,不過到那個時候人類必然到達了一個不一樣的境界!

對此,您有什麼看法呢?歡迎留言評論!

相關焦點

  • 狹義相對論成立的前提條件,竟然無法證明?
    我們通過前面的幾期文章,詳細談到了狹義相對論的核心思想,同時也通過量化方式給出了長度收縮公式,時間膨脹公式和質速變換公式。但是大家通過理解相對論的發現過程,你是否發現一點:那就是相對論成立的前提條件無法證明!這是怎麼回事呢?
  • 在當時沒有事實驗證的情況下,愛因斯坦為何可以提出相對論?
    愛因斯坦的相對論,尤其是狹義相對論的誕生過程很多人並不太了解,會認為狹義相對論是愛因斯坦一個人的功勞,是愛因斯坦天才大腦的結晶!因為直到今天,也並非所有的科學家都認同是愛因斯坦創立的狹義相對論,有些科學家認為龐加萊或者洛侖茲比愛因斯坦更早創立了狹義相對論,科學界確實存在著這種爭議。這說明什麼?說明狹義相對論的誕生條件早已經相當成熟了,即使沒有愛因斯坦,狹義相對論也會很快誕生。
  • 「廣義相對論」和「狹義相對論」都說時間會變慢,有啥區別?
    廣義相對論和狹義相對論我在前面的文章中都講了不少,其中有個效應:時間變慢,不少朋友仍然有很多疑惑,所以今天這期節目就針對「時間變慢」效應給大家再度剖析。如果此時你去看火車裡的人會發現「時間變慢」了,但是火車人看自己發現時間未變化,針對這個看似矛盾的問題其實並不矛盾,如果你看了我之前寫的狹義相對論文章就應該知道,狹義相對論造成的「時間變慢」這個效應本身也是「相對的」,效應本身相對意味著換參考系,「效應」就會發生變化。
  • 科學、哲學、客觀世界以什麼為前提?一切存在到底有沒有前提?
    理論上的客觀方式是種什麼方式我們並不知道,也無從知道,而我們知道並反覆證明的存在就是感知的方式,我們是以感知的方式來認識存在的,對於生命及人,存在就是以感知方式存在的,我們只能認識和獲得感知的存在。科學就是以感知的方式來證明感知的存在,我們再無其他方法來證明其他方式的存在,如果有其他方式的存在而與感知方式無關,對我們沒有任何意義。
  • 愛因斯坦的相對論,或許他自己都不是很理解!
    在衛星的使用中,很多關於速度和信息交互的關係都是根據廣義相對論假設進行設計使用的。愛因斯坦的偉大不是白叫的,用著別人的思想成果還一堆謬論去反對,可笑的反智主義笨蛋,不服放下手機放下網際網路!什麼叫真正懂。經典物理直觀形象,感覺很好懂。但你真正懂嗎?
  • 有沒有可能愛因斯坦相對論誤導了科學家?
    網絡上對於相對論的質疑從來沒有停止過,這種情況很正常,畢竟相對論對人類固有思維的顛覆性實在太大了,它打破了人類幾千年來的固定思維模式。事實上,不要說普通人了,在19世紀末20世紀初,一大批著名的物理學家就是因為無法擺脫牛頓經典力學的束縛,最終與相對論擦肩而過!
  • 有沒有可能愛因斯坦相對論誤導了科學家?
    網絡上對於相對論的質疑從來沒有停止過,這種情況很正常,畢竟相對論對人類固有思維的顛覆性實在太大了,它打破了人類幾千年來的固定思維模式。事實上,不要說普通人了,在19世紀末20世紀初,一大批著名的物理學家就是因為無法擺脫牛頓經典力學的束縛,最終與相對論擦肩而過!比如說洛侖茲,龐加萊等人都已經非常接近相對論了,但牛頓經典力學在當時物理學的影響根深蒂固,想要突破這種束縛談何容易?
  • 宇宙最快星系,遠離速度達2.3倍光速,為什麼它沒有違背相對論?
    愛因斯坦也因為相對論的提出,被科學界稱之為近現代科學史上最偉大的物理學家。根據相對論,物體的速度並不是無限提升,而是有一個限制,那就是光速。不管物體的速度有多快,它最多只能無限接近光速,在很多人看來,超光速現象是不存在的,那事實真的如此嗎?當然不是。
  • 沒有了相對論,很多人都無法駕車遠遊
    不過,「相對論很難,普通人不可能懂」這一理念,就一直被流傳下來,以至於很多人一提相對論都說「我知道」,但是他們不敢去研究具體說的是什麼?因為在傳聞中相對論很可怕。其實,今天任何一個理科專業的大學生,都是可以懂得相對論的。畢竟我們的時代不同了,起點也不一樣了。100多年前的知識界還普通相信以太,而科學家則早就證明它是不存在的。科學家用自己的努力,不斷提升著整個社會的智慧高度。
  • 相對論的本質究竟是什麼,連霍金都搞錯了
    相對論的體系是很複雜的,在霍金寫的《時間簡史》裡,霍金也對此做了描述。在很多作品,尤其是科幻作品中都有對相對論的理解。但是,其實都沒有說出相對論的本質。其實,相對論的本質就是時間差。區別在於選擇什麼作為參照。
  • 相對論講了什麼?相對論為什麼不能被推翻?
    在愛因斯坦生前,他就因創造了相對論而家喻戶曉。他所到之處,全世界都颳起了「愛因斯坦旋風」。但是當時的民眾對什麼是相對論並不了解。甚至是一些學術人員也是霧裡看花。有一次,愛因斯坦被邀請到加州大學演講,下面坐了一圈他的粉絲,都是大學生。大學生們就問愛因斯坦,據說相對論非常的晦澀難懂,您能不能簡單地描述一下它到底是什麼意思?
  • 覺察的前提:我什麼都不知道
    那一定是他們沒有注意我講的覺察方法有一個前提:放下自己的認知。因此,他們的目標是儘快處理情緒,而不是真的在覺察。覺察的過程是通過看到更多的事實,生出新的認知。比如覺察前我認為一個人自私小氣,見到他的行為就容易被激起情緒。
  • 相對論沒有用?告訴你,相對論的應用就在我們身邊
    可是,相對論到底講了些什麼,恐怕有的朋友就不清楚了。首先來幾個名詞解釋,看不懂沒關係,後面有通俗的說法。相對論告訴我們,時間不是絕對的,對於每個物體都是不同的,所以需要區分不同物體的固有時。通俗來說,相對論描述的是時空和引力。比如,物體速度越快那麼它的時鐘就會越慢;大質量的物體會造成空間扭曲,等等。
  • 狹義相對論到底是什麼意思,給大家一個具體的解釋,幾分鐘就明白
    但是如果還有另外一個人的話,那麼在他的眼中,兩個人都能夠同時呈現他們的樣子,當然他們的樣子是一個快一個慢,那麼如果根據這個情況的話,光的速度就會有不同,這是我們對於正常事物的一個理解,可是狹義相對論有新的解釋。
  • 愛因斯坦竟不是由於相對論而獲得諾貝爾獎
    愛因斯坦認為,對所有自由運動的觀察者而言,自然定律都是相同的,這個前提是相對論的基礎。因為,這個前提隱含了只有相對運動是重要的。雖然相對論的完美與簡潔折服了許多科學家和哲學家,但是疑問仍然多多。愛因斯坦摒棄了19世紀自然科學的兩個絕對化觀念:「以太」所隱含的絕對靜止和所有時鐘測得的絕對或普適時間。
  • 廣義相對論(1)
    但,我們也可以從一些完全不同的角度出發來考慮廣義相對論的由來,比如,我們接著上次的文章(關注我們的公眾號「奇蹟號」並發送「狹義相對論」提取閱讀),接著往下走。而,在繼續介紹聯絡之前,我們從另一個角度出發來考慮這個問題。在傳統的物理世界中,「不受外力作用」的粒子的運動軌跡,可以用另一個數學概念來刻畫,那就是「最短路徑」。比如在一個什麼都沒有的空間中,點粒子的運動是直線,因為直線是連結兩點的最短路徑。
  • 為什麼是愛因斯坦提出了相對論,而不是其他人?
    比如說,如果你在一艘船裡面,這艘船很平穩,那麼你很難了解這艘船是前進還是在後退,如果你有個小球,然後向上拋起,那這個球基本上還是落回原地。這其實就是伽利略的一個思想實驗。現實生活中也很常見,我們去做火車,常常有這麼一個錯覺,那就是如果你旁邊也有一輛列車,這個時候,無論你所在的列車啟動了還是對面的列車啟動了,你都很難分清楚到底誰啟動了。
  • 《相對論究竟是什麼》:改變對時間和世界認識的理論
    (讀完這本相對論科普書之後發現,這玩笑和相對論其實沒有一絲一毫的關係,捂臉……)相對論產生的理論基礎一個人在勻速行進的遊輪上是運動著的還是靜止著的呢?對於這個問題,我們需要找一個坐標系來判斷。現代物理學之父伽利略首先提出速度都是相對的,勻速直線運動和靜止沒有本質區別。這便是「伽利略的相對論」。「所有的慣性坐標系滿足完全相同的物理規律,它們之間都是對等的,沒有哪個是特殊的。它們之間的運動是相對的。」
  • 狹義相對論和廣義相對論的區別是什麼?
    要了解狹義相對論和廣義相對論的區別,我們首先要搞清楚,這兩個理論大概說了什麼?狹義相對論我們先從狹義相對論說起,其實狹義相對論解決了一個物理學的重大矛盾。具體來說,牛頓的理論認為,速度可以不斷地進行疊加,沒有上限,只要你加得上去就行。可是,麥克斯韋方程得出的光速是一個固定值,似乎暗示著光速無論在什麼慣性坐標系下都是一樣的。要知道,我們在使用牛頓力學時,是需要先選定參考坐標的。因此,科學家就在思考,是不是存在一個奇怪的坐標系,讓光速一直保持一個速度,它們管這個叫做以太。
  • 相對論為什麼沒有獲得諾貝爾獎?原因竟是這個理論太前衛
    相對論和量子力學被認為是二十世紀物理學的兩大支柱,你可能無法想像在前幾年被發現的引力波或者說今年科學家團隊拍攝的超大質量黑洞都是相對論的預言,並且差不多是100多年前的預言。這就是一個理論的偉大之處,不懼時間的考驗。愛因斯坦在1921年獲得了諾貝爾獎,但並不是因為相對論,而是因為發現光電效應,開啟了量子力學的時代。