03.05 你是如何理解“光速不變”這句話的?

孤獨王子青蛙


這個題目挺好的。我發現,答題的不少,收藏的沒有,我是唯一。或許問題太簡單吧?

本題可以分析一下麥克斯韋方程衍生的真空光速公式:c=1/√(ε0μ0)的含義:光速只取決於真空介質的電容率與磁導率兩個常數。顯然,光速是真空介質的固有屬性。

況且,此公式早在愛因斯坦狹義相對論之前就有了。換句話說,光速與相對論毫無關係。


值得推敲的是:ε0與μ0這兩個常數,皆以絕對參照係為測量基準,常數本身也意味著真空介質蘊藏著光速是不變的機制。

這就需要追究:真空介質是怎麼蘊藏這個機制的呢?目前沒有現成答案。我給一個方案吧。

廣義相對論否定宇宙真空場的存在,而代之以純幾何的絕對虛無的黎曼空間場。但是,現代科學已經證明,真空場不是虛無,真空場有零點能,這已成為物理大家的共識。


真空場不是虛無,就必是一種物質。是物質就可做量子化處理,以便研究真空介質運動的微觀機制。

不難想象,所有傳遞作用力的玻色子,都是場物質,說白了,就是不同能密的真空場量子,由於它們都有自旋角動量,就應該都是漩渦體量子,簡稱漩渦子。

在沒有外加動量刺激時,漩渦子以光速自旋並且作無序震盪,就全局而言,可近似為均勻分佈,沒有波動,就好比池塘裡靜靜的水,不過,水分子很不安頓!

當外加電磁震盪與機械震盪時,就會發射角動量或角動能,激發或擾動真空介質的大量漩渦子,這些承載角動能的漩渦子就會依次推湧,呈一圈圈的波陣面,徑向有序的發散開來,就好比“一石激起千層浪”。這就是電磁波的傳播機制。

這個機制,可以很合乎邏輯地解釋單粒子雙縫干涉效應。我做過多次解釋,在此不再贅述。

下面是光速的計算過程,分四個步驟。

①:ε0=8.85e-12F/m;μ0=4πe-7Tm/A,

②:ε0μ0=(8.85e-12)(4πe-7)=11.12e-18

③:√(ε0μ0)=√11.12e-18=3.335e-9

④:c=1/(3.335e-9)=2.9985e8m/s。

小結:光速只是真空場漩渦子以光速自旋的固有屬性,不管在粒子與天體的內空間還是外空間,真空無處不在,所以光速不變。


物理新視野


答:艾伯菌是這樣理解“光速不變”的:能傳遞有效信息的極限速度是光速。


以上回答看似沒有解釋清楚“光速不變”,實際上“光速不變”和“極限速度是光速”兩者是等價的,可以相互推導;艾伯菌理解的光速不變,就是宇宙存在極限速度——光速!



我們不必去糾結光速為什麼不變,我們只需要抓住速度存在極限,而這個極限值正好等於真空中的光速,然後狹義相對論的其他推論就不難理解。


首先伽利略變換肯定是存在缺陷的,因為伽利略變換中不存在速度的極限;唯有洛倫茲變換才是描述我們世界本質的規律,根據洛倫茲變換,可以得出這兩個結論:



(1)實物運動的速度極限是光速;

(2)一個物體相對觀察者的速度是光速,那麼這個物體相對於所有觀察者的速度都是光速;

這正是“光速不變”描述的內容;反之,從“光速不變原理”也可以推導出洛倫茲變換,相信這樣的推導過程,大家在《大學物理》課本中也見過。



“光速不變”和“速度的極限是光速”,只是對狹義相對論的兩種理解方式而已,本質上是等價的,這也是艾伯菌個人的理解。


好啦!我的答案就到這裡,喜歡我們答案的讀者朋友,記得點擊關注我們——艾伯史密斯!


艾伯史密斯


光速不變的另一種表述就是,時間是可變的

!!!(觀測在人文的表述上有一眨眼,抬手之間,一轉眼,彈指之間等等以個人主觀體驗為單位的表述方法,後來進化為以太陽距離,銫原子躍遷輻射週期等等所謂科學的,脫離個人體驗的所謂理性的表述方式。 )

比如在他們以半光速行進的飛船上,我向他們發射了一束光,因為在這個飛船上連銫原子的輻射週期也僅為原來的一半,在以我的參考系中,我看到他們的一切動作(包括一抬手,一眨眼)及一切原子的振動都慢了一半,而他們觀測到的光速以銫原子為基的電子鐘上,顯示光束仍是30萬公里每秒。這就是光速不變的解釋。一艘飛船以光速向我們飛來,我們觀測到的就是他們的動作是凝固在到達光速的瞬間的,直到脫離光速。就象理論上到達絕對零度後,世上一切都絕對靜止了。 因為觀測系時間的改變而形成的所謂光速不變,似乎打破了牛頓定律,實際牛頓永存!只為任何人都無法從四維回觀三維,從結果來說,光速不變。 牛頓定律永存,無奈這個宇宙的極限是光速=299792458。


相思一生為一人


光速不變原理,有兩個含義,一個是說,光速與光源的運動狀態(運動速度)無關,另一個是說,光速與觀察者的運動狀態(運動速度)無關,即與參照系的運動速度無關,或者說,光速在任何參照系(慣性系)中均相同。

顯然,後一個說法,涉及到的參照系不唯一。如果我們把物理規律限制為在一個參照系內部測量出來的結果(儘管它也能在另一些參照系中成立),則只有前一個說法才符合這個限制。在前一個說法中,光速、及光源的運動速度,都是在唯一的一個參照系中測量出來的,在這個參照系中,實測發現,不論光源的運動速度為多少,光源發射出的光的速度,都相同。

似乎可以說,由第一種說法,加上相對性原理,就可獲得第二種說法。狹義相對論中的相對性原理是指,所有慣性系中,物理規律均相同。設在參照系k中,光源靜止,測得光速的值為c,那麼,在另一個參照系k/中,儘管光源在運動,但根據相對性原理,第一種說法在參照系k/中也成立,因此,參照系k/中,這束光的光速就仍為c,因此,參照系k和k/中,光速相同,均為c。可以看出,第一種說法比第二種說法更為基本。

但仔細分析會發現,上述的由第一種說法加上相對性原理推論出第二種說法的推論過程中,還隱藏了一個假設,即我們假設了,在參照系k/中,如果光源靜止,k/系測得的光速也為c,與k系中光源靜止時測得的光速值完全相同。

也許有人會說,這個假設是顯然成立的,不論是在參照系k還是在k/中,光源都靜止,條件完全相同,測量的結果也就必定相同。但我的問題正是,憑什麼說,在兩個不同的參照系中測量,只要條件相同,測量的結果也就必定相同?相對性原理只是說,不同的慣性系中,測量出的物理規律是相同的,但k系中測量出的靜止光源的光速為c,或k/系中測量出的靜止光源的光速為c,能算成是k系或k/系中的物理規律嗎?例如,說,董加耕的身高是1米7,能算成是一個物理規律嗎?物理規律應該是一種不同測量值之間的關係,如,不論光源的運動速度為多少,光速值均相同,就是不同速度的光源發射出的光線的光速測量值之間的關係,但僅僅說靜止光源的光速值為C,顯然只是一個具體的測量值,不是不同測量值之間的關係,不是一個物理規律。

一個具體的測量值,與測量標準有關,當我們說光速的值為c時,必須跟著說,這個具體的C值是以m/s為測量單位的。有時候,測量值不相同,可能是測量時使用的標準直尺和標準時鐘不統一。

那麼,不同參照系,測量出的靜止光源的光速均為c,它們使用的標準直尺和標準時鍾是不是統一的?不要想當然的說,直尺和時鐘肯定是統一的。實際上,在狹義相對論中,把一個參照系中的標準直尺拿到另一個參照系中後,它的長度已經縮短了,標準時鍾拿到另一個參照系中後,已經變慢了。我們說,兩個參照系中測量出的光速值相同,甚至說,兩個參照系中的物理規律相同,實際上是在兩個參照系使用了不同的直尺和時鐘的情況下測量出來的。

不同參照系中光速值均為c,只是不同參照系中各自的一個具體測量值,不是這兩個參照系內部的物理規律。當然,說不同參照系中光速相同,表達的也是一種關係,是不同參照系之間的關係,是關於不同參照系之間關係的物理規律,但是,不同的參照系中卻使用了不同的標準直尺和標準時鍾。

不同參照系中光速為什麼不變,是因為不同的參照系使用了不同的標準直尺和標準時鍾,是因為我們所在參照系中的標準直尺和標準時鍾,處在運動狀態下後,按一定的規律縮短和變慢了,包括同時性在運動的狀態下也發生了改變。用這種變化了的直尺和時鐘,按照變化了的同時性來進行測量的操作,在另一個參照系中,必定會測量出光速不變,與我們所在參照系相同。


董加耕


因為當時的邁克爾遜莫雷實驗,不用光速不變原則解釋不了。所以只有用光速不變假說來進行解釋。然後再通過麥克斯韋方程組,在理論上進行了佐證。之後以此為出發點產生了愛因斯坦狹義相對論和廣義相對論。再往後就是所有的物理實驗都支持了光速不變。然後就逼得大家,只能目前為止都得承認,光速不變是真理。

到目前為止,已知世界的所有運動和靜止都是相對的。只有光速是絕對的。除非哪天誰找到了超光速的物質並加以證明,誰就成為超級牛叉。

不過現在看這種可能性並不大,因為無論是宏觀物體還是基本粒子的標準模型,都在以絕對光速為基礎。

或許,這個世界超光速的物質,卻沒有測量超光速物質的技術手段。誰知道呢,還是洗洗睡吧。


明日幾時有jpg


你確定不變嗎?


A12345670A


首先,要理解這句話還是需要有一定的積累的。不同的人對這句話的理解不同。先說說自己的情況吧,我本身讀的是相對論的專業,所以我對光速不變有一些自己的看法。

我是這樣來理解光速不變的:如果入射光線照在一個鏡子上,但鏡子在運動,無論鏡子怎麼動,反射光線的速度依然是光速。這個就是我理解的光速不變原理。

很多人可能對我的理解不屑一顧,畢竟在網上有很多高手,有自己的理解有自己的思想。但如果你像我一樣研究過幾年相對論的話,就能體會到我對光速不變的理解是非常直觀的,因為我用的幾乎是初中的平面鏡成像的知識。所以,請仔細看看我的黑字體的部分吧,畢竟這是我10多年的領悟才得來的。

光速不變原理是狹義相對論的基礎之一,這個原理必須與狹義相對性關於慣性參考系的等價性原理結合在一起,才可以完整推出狹義相對論。光速不變原理也是這個宇宙中很大的一個秘密,我也不知道為什麼光速是不變的。


瀟軒


……光速不變……

一秒三十萬公里。光速不變,確為目前科學界公認的定律……從另類的角度看……我個人認為還有比光速更快的物質存在。比如生命中的意念……而意念、科學家是不同意,它是、以物質形態存在的……謝謝……


A7278A


這句話是在地球上人的現有認知得到的理論數值,是在特定的環境裡得出的結論,實際上,光速應該是可以變的,第一,在不通的介質裡面,光速肯定是不一樣的。

第二,一定會有可以瞬間到達任何地方的辦法,只是人類還沒有掌握,


分享到:


相關文章: