侠客大岛主
其实,经典物理学和相对论之间有一个很本质的区别,那就是对于时间和空间、物质和能量的看法不同。因此,有人也把牛顿的那一套叫做牛顿机械世界观,而相对论也被叫做爱因斯坦的世界观。
这两个世界观中,牛顿的机械世界观是很符合我们的直觉的,所以,我们也会毫无察觉地就开始使用。为什么这么说呢?
其实,我们要搞清楚一点,那就是我们是生活在宏观低速的世界里。而牛顿的理论其实就是在描述人肉眼观测和低倍望远镜观察到的世界。那种速度超级快,引力超级大的世界,在牛顿的年代,人类还没有能力去观测到。所以,牛顿总结的这一套理论,说白了,我们可以叫做人类生活中的物理学,因此它很符合我们对于世界的看法,我们也会用得自然而然。最明显的例子就是“速度叠加”,假设一个小人在车上以5m/s的速度沿着车子运动的方向运动,而车子的速度是10m/s,这时候如果问,如果有个地面观察者,那么在他的眼里,车上的人的速度是多少?我们很容易就会直接拿10+5=15m/s。
这看起来似乎没有什么问题,但实际上,我们忽略了一个假设,其实牛顿就是这么假设的,那就是运动的物体对于时间和空间是没有任何影响的,在牛顿的世界观当中,时间和空间是刚性的,独立的,对于任何一个参考系下的人来说,一米就是一米,一秒就是一秒。
这其实似乎也是很符合我们的常识。但是,还是那一句话,其实我们生活在宏观低速的世界当中,我们以为这一切就是这样的。这就好比井底的蛙,只能看到一片天空,就以为天空就是这样的是一个道理。
所以,这时候就需要用到相对论,如果还是拿井底之蛙来举例子,相对论的意义在于让这个井口变成了一个超级大的坑,让我们可以看到更广阔的天空,知道关于天空更多的事情。不过,这里要强调一下,原来的井就包含在这个坑当中,也就是说,其实相对论也同样适用于宏观低速,其实也一直流传着这样一句话,牛顿理论是爱因斯坦相对论在宏观低速下的一个近似。还拿小车的事情来看,如果还是问,地面观察者看到的车上的人的速度是多少?其实相对论也有一个速度公式:
把数带进去一算,你就会发现,约等于15m/s,和牛顿理论算出来的是一个数,但是其实还有微小的差异的,这个差异在小数点后15位,这也就是为什么,我们感觉在宏观低速下,牛顿理论精确无比的原因,这位这个误差,比绝大多数的仪器都还要小。为了验证相对论的正确与否,其实科学家就找到了一个可以检测到小数点之后15位的铯原子钟,来测飞机运动时和地面参考系观察者的时间差。
所以,我们说牛顿力学是相对论在宏观低速下的一个近似一点问题都没有。那接下来,我们再说说,如果两个飞船以光速相向飞行或者背对飞行的情况。这里强调一下,
在相对论中,其实有静止质量的物体,是没有办法达到光速的,根据相对论,这需要无穷大的能量。这里我们就假设可以,那结果是什么样呢?其实,首先是相对论失效了。因为这会破坏相对论的基本假设,不过,我们就当没有破坏,相对论还成立,那用到的公式还是刚才那个速度公式。
你会发现,还都是光速,而不是两倍光速。当然,如果你用牛顿力学,那就会得出2c的结果。这其实就是为什么,我们说牛顿力学只适用于宏观低速,到了高速下,它的误差会非常大。除此之外,其实在引力大的地方,牛顿力学也会误差很大。
因此,我们说,在接近于光速时,我们需要使用的其实是相对论,而不是牛顿力学,也不要把牛顿的世界观带入到理解相对论当中来,因为那样你会根本无法理解相对论到底在说什么。这是因为相对论的世界观和牛顿的世界观是不同的,在相对论中,时空是相互影响,并不是独立的,而且时空是可以弯曲的,会受到运动的影响。说白了,就是一厘米或者一秒对于不同参考系下的人可能就不同。
因此,狭义相对论才会有很多,我们不太好理解的现象,比如:时间膨胀效应。说的是相对于惯性参考下高速运动的物体,时间会发生膨胀。这里多强调一下,无论是相对于谁,时间流逝都是均匀的。只是在参考下的观察者看到的了高速运动的物体时间变慢了而已。这是在时间方面的体现。
同样的,空间也存在这样的问题,相对于惯性参考下高速运动的物体,尺度会缩短,这就是尺缩效应。
比如:下面第一张图就是0.1c;第二张图就是0.8c;最后一张图就是0.95c。这里的c指的就是光速。
而这些结论,其实都是通过伽利略变换和光速不变原理推导出来的结果,由此,科学家也发现一个问题,那就是其实光速是时空的一种属性。描述了任意两个事件之间的时空间隔。
比如:上图中在过去光锥中的事件A就会影响到事件B,但不在光锥中的事件D是影响不了时间B的。举个简单的例子,我们照镜子,永远只会看到过去的自己,这是因为光传输信息是需要时间的,你的脸反射光都镜面,再反射到你的眼睛里是需要时间的。所以,实际上,我们并没有活在当下,我们的当下受到过去的影响,我们的当下也影响着未来。
钟铭聊科学
这道题目本身就搞错了相对论的基本概念了。
首先我们知道,假设你正在以1米每秒的速度往前走,一个人同样以1米每秒的速度跟你迎面走过来,你们之间的相对速度是多少?答案是1+1=2米每秒——这是我们日常的生活经验。
但是,真实情况却远远不是那么简单。
一个真正了解过一点相对论的人都会知道,在狭义相对论里,爱因斯坦有两个基本假设,一个是“相对性原理”,一个是“光速不变原理”。
在这两个基本假设的基础上可以推出来很多结论。其中一个结论很违反我们的直觉:从一个运动的物体上观测另一个物体的运动,两者之间的相对运动不再是单纯的加减运算了,而是按照下图的公式来计算。
所以两个物体的相对运动速度都要用上面这个公式来计算,而不是说只有在两个物体中的某一个物体达到光速之后才能够用这个公式,只是当两个物体的速度很低的时候,这个相对运动速度约等于v1-v2。
所以我们的日常经验没有错,错的是我们在一百年之前从来没有达到过那么高的速度、让相对论效应明显到我们可以测量到。
有人会问了,谁说的光速不变的?
虽然说光速不变性在爱因斯坦的相对论中是一个假设,但是这个假设却是有着非常坚实的试验和理论基础。
试验基础就是迈克尔逊-莫雷试验,这个试验通过如下图所示的试验装置测量出来,光速在惯性坐标系中的速度,不管怎么测量都是一样的。
现代人已经通过各种各样的方式改进了这个试验,让这个试验的精度变得异常之高,已经可以确认这个试验的有效性——光速就是在不同的惯性坐标系下,都保持相同。
而理论基础就是神乎其神的麦克斯韦从电磁理论中推导出来的。如下图所示,就是光速的表达式。其中可以发现,光速不受坐标系的任何参数的影响,而是一个只跟空间本身性质有关的常数。
正是因为迈克尔逊莫雷试验的结果和这个基于电磁理论的公式太过于反直觉了,才会让人考虑背后的机制到底是什么。
而狭义相对论这篇论文的真实名字是《论动体的电动力学》,就是基于上述的研究发现而写的。所以“光速不变性”不是从相对论得到的,而是基于试验和理论基础、继而被相对论完美解释的。
另外,现代科技中已经广泛证明了狭义相对论的正确性,比如说北斗卫星在围绕地球高速运动的时候,必须要考虑狭义相对论产生的钟慢尺缩效应,才能够精确定位。
总而言之,狭义相对论不是“坐而论道”,不是建立在虚无理论上的“空中楼阁”,而是有着充分理论基础、在现代科技中也得到充分证明的结论。
航小北的日常科普
正因为相对论还适用,所以速度才不是2C。另外题目和描述都有错误。题目中说存在以光速运动的物体是错误的,描述中说以亚光速(无限接近光速)V相向运动的两个物体的相对速度是2V也是错误的。下面我们分别简单分析一下。
光速运动的物体是不存在的
相对论告诉我们,任何静质量不为0的物体的运动速度是达不到光速的。因为达到光速,物体的质量就会变为无穷大,如果宇宙是有限的,那全宇宙的能量也推动不了这个物体。所以说一个物体真达到光速的话,那就是冲破宇宙,整个宇宙对于它来说崩塌了。相对论经受住了实践的检验,到目前为止还没有发现超光速现象的发生。比如说人们用大型对撞机对粒子加速,
无论加多大能量,也无论把对撞机造的多大,只能使粒子接近光速,甚至现在已达到光速的99.9999……%,但就是达不到光速。
亚光速以下的速度合成符合相对论
相对论适用于宇宙间的所有运动,不但适用于亚光速(无限接近光速)运动,也适用于日常的低速运动。不但适用于低于光速的物体运动状况,按常规思维也应该适用于静质量为0物体的光速运动状况。在日常的低速运动范围,我们常用牛顿力学来进行计算,因为牛顿力学是狭义相对论在低速领域的近似理论,且计算上比相对论简单,对于远远低于光速的情况,牛顿力学的精确度足够了。对于速度的合成直接用牛顿力学框架下的伽利略变换即可,比如说对于在一条直线上互为反向运动的两个物体的相对速度就是V=V1+V2。其中V为两物体的相对速度(为了简化,这里的速度都指速率),V1和V2分别为两物体相对于地面的速度。如果用相对论来计算,伽利略变换就要被洛伦兹变换代替,具体由以下速度合成公式:V=(V1+V2)/(1+V1V2/C²),其中C为光速,公式比较麻烦。
当V1、V2< 两个静质量为0的物体(只有这种前提才有可能达到光速)各以光速C反向运动的相对速度的确不是2C,而是光速C。这个结论就是由这个公式得出,相对论依然适用。有兴趣的可以算一算,只要把V1和V2都换成C,其结果就是光速C。问题是这种光速运动的物体有吗?似乎只能拿两束光来举例了。 上述的结论正是相对论中光速不变原理的体现,所谓光速不变原理是指光在真空中的传播速度对于任何参考系来说是不变的,与观察者和光源的运动状态无关。这充分说明,光不仅是不变的,它还是物体运动的极限速度,也是物体永远达不到的速度,通俗点讲,就是你永远追不上光,你即使达到99.999999……%的光速了,光对于你来说仍然是光速。 常规思维下,相对论仍然适用于光速运动合成
一点大胆想法
物体真要达到极限速度――光速了,比如上面所说的两束光反向运动,它们的相对速度真是光速吗?光本身是没有时间和空间的,因此它们之间是没有速度可言的,别说2C,连C也没有了。光与光之间的关系就像爱因斯坦说的,“如果追上了光会如何?”,
这一点连他也想知道,从这一点上说,光速似乎是相对论的适用界限,但相对论又是宇宙的法则规律,所以正确应该说光速是宇宙的最高限制,是相对论的使用限制,换句话说,相对论不必适用它。
物原爱牛毛1
只要记住2点,你就可以容易理解光速的问题了。
第一,在所有的参考系里边,光速不变。
第二,在所有的惯性参考系,也就是说匀速直线运动的参考系里面,所有的物理定理都是一样的。
那么我们分析下面的情况。B拿着一个手电筒以光速相对于a运动,在他经过a的一瞬间,手电筒发出的光相对于a和b的速度分别是多少?
对a来说,b拿着的手电筒,发出的光是以光速飞行的。而不是以二倍光速。这一点大家往往比较容易理解。
那么对于光速飞行的b来说,手电筒的光又是什么速度呢?很多人认为,b是和手电筒的光同速前进的。其实这是不对的。这时候就要用到原理的第2条。大家要考虑到,b这时候是以光速匀速直线运动的。在b这个参考系里面,他的手电筒发出的光,在b看来,也是以光速在运行的。
很多人说这是矛盾的呀。其实并不矛盾,就掌握一条,光速是不变的,那么什么改变了呢?是时间和空间改变了。绝对空间和绝对时间的概念只有在低速的时候才近似成立。实际上空间和时间从来都是相对的,是变化的。只有光速不变。
看,用这样的方法思维,是不是容易理解一些?你理解了吗?理解了就点个赞吧。
芝麻小龙
网络上有很多关于超光速的问题,以各种方式试图去超越光速,最常见的就是问题中这种依靠速度叠加的方式去超光速!
其实我们都明白速度无论如何叠加都是不可能超光速的,不然爱因斯坦的相对论早就被推翻了,速度叠加的方式计算相对速度,连小学生都知道,爱因斯坦当然不会不知道!
所以,任何形式的依靠速度叠加超越光速的假设都是不可能的,那么为什么总会有人提出这样的问题?明明知道是不可能超光速的,为何还总是纠结呢?
其实纠结也很正常,毕竟我们学生时代,起码高中学生时代之前,都是使用的速度叠加来计算相对速度,物理学属于叫做“伽利略变换”,用数学公式表达出来就是V=V1+V2。
但伽利略变换只适用于低速世界的相对速度计算,而且伽利略变换的背后是一种绝对时空观,也就是说我们所在的时空是绝对的。如何理解?举个例子,你眼中的一千米与我眼中的一千米都是完全一样的,不管处于各种运动状态。同理,你眼里的一秒与我眼里的一秒也是一样的!
绝对时空观很符合我们对周围世界的感知,我们几乎时时刻刻被绝对时空观统治着,比如说我们每天的时间几点几分对于每个人来说都是一样的概念,再比如北京到上海距离800公里左右,每个人眼里都是800公里!
但这一切都是因为我们生活在比低速世界,如果你来到的亚光速世界,一切将大为不同,时间和空间的概念将变得非常模糊和不确定,每个人眼里的时间空间概念将会不一样,而且差异很大!
这一切的原因是我们并不是生活在绝对时空里,我们所在的时空是相对的,但即使是相对的,由于我们的世界是低速世界,所以时间空间的相对性很难显现出来!
不过如果速度够快,时间空间的相对性就必须考虑进去,最明显的例子就是汽车定位系统!即使天上的卫星时间的相对性也很不明显,但由于精确度要求很高,也必须要考虑时间的相对性!
而如果到了亚光速世界,就更需要考虑时间空间的相对性,也就是时间膨胀和尺缩效应,相对速度就必须用洛伦兹变换来计算,如下:w=(u+v)/(1+u·v/c^2)。
说白了,伽利略变换就是洛伦兹变换的特例,低速世界的特例近似值!当u和v都非常小时,w近似等于u+v。而如果u和v等于c光速,很容易计算出w等于光速,而不是两倍光速。也就是说,即便两个物体以光速反方向飞行,他们之间的相对速度也不是两倍光速,仍旧是光速!
有些人之所以不理解,最主要的原因还是他们仍旧会不由自主地用牛顿的绝对时空观来思考问题,或许他们不认为自己在用绝对时空观思考,其实不经意间已经深深陷入到绝对时空观不能自拔!
还有一个重要原因,参照系的选择有误,或者说参照系的来回变换把自己都弄晕了!
再次回到问题中。有人可能用这样的方式质疑:先不管两个光速飞行的物体的相对速度是多少,如果这两个物体一起反方向飞行一年,他们相距多远呢?
这里的“一年”就涉及到参照系的选择,如果说是我们人类眼里的一年,答案当然是两光年,不会对于两个物体来讲,它们的距离不是两光年,仍旧是一光年!
当然,所有以前都只是纯理论假设,因为物体不可能达到光速,所以最好假设非常接近光速比较好!当然这都不重要,重要的是我们明白绝对时空观与相对时空观的区别,以及相对时空观中参照系的选择不同结果也会不同就行了!
更简单的,低速用伽利略变换,高速(亚光速)用洛伦兹变换!当然,从牛顿的绝对时空观到爱因斯坦的相对时空观经历了漫长时间,其中有很多故事,麦克斯韦方程组,洛伦兹变换,莫雷迈克尔逊实验,以太的由来等等,如果你想了解爱因斯坦发现相对论前到底经历了什么,想了解速度为什么会影响时间和空间,不是一两句话能说得清楚的,有兴趣的可以关注微信公众号:yzdaquan,回复:狭义相对论,看过之后,你不会再有任何疑问!
宇宙探索
光速不变因为光是电磁波,没有质量没有惯性,生成后就脱离光源独立不在。不爱光源加速和减速。光源的运动只起多普勒效应,改变光的频率和波长,这是光的本质,也是波的共同性质。迈克尔逊莫雷光速实验证明了光速不变。爱因斯坦不懂光的本质用尺缩钟慢去凑合光速不变,是唯心的。得出错误的相对论,光速不变是以光本身为参照物的。在光的行程上任取两点迈离除以时间速度不变。选取其他参照物光速一定变,不要用缪论去解释。两来光同向而行光速仍然不变,但它们之间相对速光速仍然不变度为0。背向而行光速仍然不变,但它们相对速度一定是2C。
cx1944
速度是运动物体在单位时间通过的距离,它与两物体背向运动无关。速度是一种事物的运动特性,例如人的步行速度,步行,是指人或其他两足动物使用比跑步慢的速度行。
在人类或其他两足动物中,一般来说,步行是用脚步进行的,且在步行阶段中,仅单脚离开地面。相反,在跑步的中开跑的时候,一般均是双脚离地。
根据统计,平均在九到十六个月间,大多数宝宝开始学走[1],而平均老年人步行的速度是3.2 km/h ~ 3.9 km/h,年轻人则为3.75 km/h ~ 5.43 km/h[2][3]。而在行人路、小径或路上行走的人则称为行人。
行人🚶♀️的速度并没有因为两个人背对背行走而改变,也没有在火车车厢地板上行走而改变。光速也一样。
速度是不同种类的事物运动特征,各自独立。在复合关系中,速度不能相加或相减。两列背向行驶的火车,是两个互不干涉的事件。
-3⭕️……-2⭕️……-1⭕️……⬅️🚄向左行驶的火车坐标原点🚉向右行驶的火车🚄➡️⭕️……1⭕️……2⭕️……3⭕️(x位置)
我们读科学家写的书,也是一种自我重新开始认识的一个过程。科学家的思想对普通人来说影响深远,因为普通人认为科学家的思想是通过检验的真理表达,今天我要说的在狭义相对论中伽利略速度相加原理W=v+w可能是错的,我们无法不加辩别就跟随在错误的思维中前行。我们用这样的例子说明,看到火车的人都知道,一列火车由很多节车厢组成,假如一列火车载有10节车厢,以每小时100公里的匀速速度行驶,这10节车厢都是维持每小时100公里的速度行驶,假如在某个车厢,在这里就用第三节车厢,在第三节车厢有人向前行走,为方便说理,假如人以每小时1公里的速度与火车同向行走,使用W=v+w公式,得出W=100公里+1公里=101公里,这101公里的速度无论代表人的速度,代表火车的速度还是代表火车与人的速度相加,在这一列载有10节车厢的火车,都没有得到合理的位置。这一节车厢与其他车厢不同的速度结果,这显然与事实不符。在狭义相对论中将人在车厢走动的速度换成光的速度,由于基础是错误的,结论会变得正确吗?
pdf版10-11页:6.经典力学中所用的速度相加定理 假设我们的旧相识,火车车厢,在铁轨上以恒定速度 v 行驶;并假设有一个 人在车厢里沿着车厢行驶的方向以速度 w 从车厢一头走到另一头。那么在这个 过程中,对于路基而言,这个人向前走得有多快呢?换句话说,这个人前进的速 度 W 有多大呢?唯一可能的解答似乎可以根据下列考虑而得:如果这个人站住 不动一秒钟,在这一秒钟里他就相对于路基前进了一段距离 v,在数值上与车厢 的速度相等。但是,由于他在车厢中向前走动,在这一秒钟里他相对于车厢向前 走了一段距离儿也就是相对于路基又多走了一段距离 w,这段距离在数值上等于 这个人在车厢里走动的速度。这样,在所考虑的这一秒钟里他总共相对于路基走 了距离 W=v+w。我们以后将会看到,表述了经典力学的速度相加定理的这一结 果,是不能加以支持的;换句话说,我们刚才写下的定律实质上是不成立的。但 目前我们暂时假定这个定理是正确的。 当然我们必须参照一个刚体(坐标系)来描述光的传播过程(对于所有其他 的过程而言确实也都应如此)。我们再次选取我们的路基作为这种参考系。我们 设想路基上面的空气已经抽空。如果沿着路基发出一道光线,根据上面的论述我 们可以看到,这道光线的前端将相对于路基以速度 c 传播现在我们假定我们的车 厢仍然以速度 v 在路轨上行驶,其方向与光线的方向同,不过车厢的速度当然要 比光的速度小得多。我们来研究一下这光线相对于车厢的传播速度问题。显然我 们在这里可以应用前一节的推论,因为光线在这晨就充当了相对于车厢走动的 人。人相对于路基的速度 W 在这晨由光相对于路基的速度代替。W 是所求的光 相对于车厢的速度。我们得到: w=c-v 于是光线相对于车厢的传播速度就出现了小于的情况。 但是这个结果是与第 5 节所阐述的相对性原理相抵触的。因为,根据相对性 原理,真空中光的传播定律,就象所有其他普遍的自然界定律一样,不论以车厢 作为参考物体还是以路轨作为物体,都必须是一样的。但是,从我们前面的论述 看来,这一点似乎是不可能成立的。如果所有的光线相对于路基都以速度 c 传播, 那么由于这个理由似乎光相对于车厢的传播就必然服从另一定律——这是一个 与相对性原理相抵触的结果。
KongZWang
爱因斯坦把人类限制了,如果你有这么聪明算出宇宙的奥秘,能知道自己也会死,去什么地方,那么假设光速爱因斯坦的设想
相对速度,光速不变 无论什么光真空的速度
相对都是光速的两个人,行走速度是光速/秒
那么相反而行,人的速度是多少?不还是这么快吗?只是距离发生改变,人的速度是不变的,理解没。
那么两个人光速相反行驶,观察者也是个人的速度,无论他怎么观察,每个人的速度一样,所以光速不变,距离发生变化而已
在这样假设,一条路径绝对值 原理10秒光速到达 正如高一米的晶体管,但是长是围绕地球70圈,那么他到达的高度时间,人类说的光年距离,不等于实际距离,所以宇宙空间有隧道,有未知物质,太多不一一解释
抛开相对论
理解爱因斯坦光速
那么相反而行的光速人类✘1✘2
那么做相反运动,即光速运动 那么既然光速一样
像不像恒星爆炸的咖玛射线,只是在宇宙全方位做正反光速运动
在到人类视野,像不像仪器 只是一个纬单一的 假设上下 左右 类似圆里圆在一条直线相反运行的光速效应?
那么抛开相对论,光速人1 2相反运动 观察者速度毫无意义,哪怕他静止,运动
火箭速度假设光速的1000分之一
我们可以在宇宙长距离观察它 它则是缓慢飞行似乎没有移动 因为宇宙参照物太大 抛开参照物
它的速度几乎在宇宙超慢速前进 那么一秒移动一点距离 称呼为宇宙全纬不规则线性运动
假设一个点 然后用无限扩张的虚拟光模拟宇宙不规则扩大,那么圆心必然有个超级物质的点
这个点我不称呼你们世界观说的代号
我们世界称万象点 纬度虚拟线 全纬度透析
可以是平面 那么360度都是纬度 那么圆体
看好了圆体 哪怕不规则圆体 其无限扩张的线条 全纬度,宇宙所有角落 没死角
是不是假设扩张完终结 那么这些纬度必然也有个全纬交叉点 这个交叉点 是宇宙的终极奥秘
但是宇宙多大 可以不知道 本来就是万象一点
那么火箭的速度是光速1000分一1秒 那么移动的实际距离 是光速的1000分之1秒 那么
对于光速人类 火箭类似蜗牛一秒距离 人类一秒距离 这样形容能理解吗
那么人看火箭 火箭速度慢 看光速则静止 达到这个奥秘 人类会发生什么
火箭=蜗牛
光速=人
速度越快 时间越长
蜗牛是低速了吧 火箭速度哦 生命呢 短暂
人光速了吧 宇宙假设速度 那么他的生命该是低速蜗牛的多少倍?
拉回思维,人的速度是火箭的多少?
这么低俗的人类时间,对于我们的高速物体的时间是不等的
所以一秒不=一秒 我想爱因斯坦必然也想过
所以抛开相对论
那么我们两个光速人类,生命体和时间 只对相同的物体具有相对论 参照物等宇宙视野
假设一个人速度是光速 那么他的时间必然相对自己光速生命体是绝对论
对比非自己物体就叫相对论
绝对论,我假设进去光速隧道 那么我拥有的并不是改变了自己的生命体 而是相对论时间
那么隧道出来的人,绝对论是我拥有过超越相对你们的时间,你老了,正如蜗牛快死了 我感觉不到,只有我回到有相对论,和参照物的原本空间 那么就知道了 原来一场旅行 只是看到了幻象,真实还是虚构 我还没来得及体验
就又回到这个空间,然后开始我梦一般的旅途,告诉自己接受这个空间 生命不过一场旅行 如此短暂也如此漫长 任何科学都是相对人这个生命体而写。
引力能用吗?引力看不见对吧,存在吗?
人类的空气?看的见吗?存在吗?
如果人类可以制造空气了?试问人类,在月球能生活吗?
试问人类?如果地球土壤带到月球。月球已经可以被人造保护罩 里面可以培养光合作用的植物动物,如果人类可以制造水了,通过某元素的配合,试问宇宙中,哪里会没有你们神一般的活着,如果走不出星球 谈何移民火星?
时间对吗?时间绝对可以演义人类的未来,一切都在不言中,如果非要相对论,那么只是相对这个世纪和下个世纪人,对于自己的叹息,好像每个人都会有这样的叹息,我还未见证未来,却也会有终结,有死亡,所以不关心,毫无意义,只有假象未来,这是低级人类必然存在的思维模式,活在当下,把握现在,改变以后。一切都是在这个有生的生命体时间里过属于你的一生。
相对论,不是绝对的。
参照物,是绝对的。因为参照物是宇宙里存在过或存在的物质体,这里不说不存在的,相信你意犹未尽,用大脑想象吧,即使来自2000后的现在,也抵不过空间赋予的真实
我是穿越者?不如说,你们是空间者,时间生命体刻画好的一部播放影片
影片我帮你们定义了,正如2000年前你丢进陵墓的现代东西,也阻挡不了你所处的时空,赋予你的使命,正如我,2000年一个符号,无论之前,之后,时间不过一场 万象。
遇见你一Alice
先说结论:科学(或者具体到物理学)最忌讳的就是:以想象推演代替现实结果。
当然,这是我们人类在技术手段还不够的时候,以想象推演的方式来“假设”某些未知结果是方法之一,但是如果要准确的话,这种想象推演的“假设”必须以某些方式进行现实验证,否则就会越跑越偏。
物理学历史上比较著名的两次想象推演与现实完全不一样的案例:一个是光速的案例(就是题主提出的问题),另一个就是量子态。
题主只提到了这个,所以我就只说这个好了。
题主的思考没错,这种思考方式也基本是19世纪的物理学家的思考方式,那个时候物理学家们都活在牛顿力学的世界里,所以他们想当然的认为所有的速度都是在V1上看V2,相对速度为V1+V2,也就是说,题主这个思路,是19世纪物理学家的正常思路,这没什么奇怪的,只是19世纪的思路而已。
但是这里就有一个非常有意思的问题了:光速到底是多少?
我们今天知道光速约等于30万公里每秒(真空中),如果按照题主的思路(19世纪经典速度叠加思路),就有一个致命的问题:这30万公里每秒的速度,到底是相对于哪个参照系呢?
大家知道这个问题的严重性么?
题主能提出这个问题,相比对牛顿力学还是比较了解的,我们简单回忆一下牛顿第一定律:任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态,直到外力迫使它改变运动状态为止。
好,问题来了,宇宙中的地球无时无刻不在运动,太阳也无时无刻不在运动,银河系也无时无刻不在运动,理论上来说,没有绝对静止的物体,那么在题主思路(19世纪思路)来说,光速的30万公里/秒,一定是要相对个某个参照系吧?这个参照系是什么呢?地球?太阳?银河系?
这是大家研究光速的缘起。
到这里的时候,大家还没有发现光速的异常,但是这个光的“参照系”的致命问题,一直像幽灵一样困扰着物理学家们。
所以在当时,人们假想了宇宙中存在一种看不见的,绝对静止的物质:以太。光速的速度,是相对于这个假想的绝对静止的以太为参照系而30万公里/秒的。
于是乎大家皆大欢喜,终于可以解决这个问题了。
好,这时候就有人想,如此的话,地球可不是静止的呀,那么光速相对于地球是多少速度呢?如果光相对于以太的速度是30万公里每秒,那么地球绕着太阳做椭圆运动,远离太阳的时候和接近太阳的时候,地球相对于太阳发出的光的速度和方向不同,那测到的光速是不是应该不一样啊?
很简单嘛,假设地球背离太阳的速度是V1,太阳发出的光的速度相对于太阳是C,那么这种情况下在地球上测到的光速应该是C-V1。
如果地球接近太阳的速度是V2,太阳发出的光的速度相对于太阳是C,那么地球接近太阳时,地球上测到的光速就应该是C+V2。
当然,以上假设没有考虑椭圆轨道的速度方向分解,但是这不影响这个假设的大局。
换句话说,如果以题主的19世纪物理学家们的思路,当地球在自身公转轨道上的不同位置,不同方向时,测到的太阳的光速,应该是不一样的。
这个想象推演看起来没什么问题,一直平安无事。
直到当时的科学家们开始测量光速时,发现问题了。
具体的测量过程我就不说了,大家有兴趣都可以百度自己查,我只说结果:结果是,不论如何测量光速,在多少速度的参照系上测量光速,结果都是一样的。(当然介质得是一样)
各位明白这意味着什么么?
这意味着两件大事:
第一,根本没有以太这种宇宙中“绝对静止”的物质的存在必要!换句话说,这种“绝对静止”的假设,根本没有其存在的意义。
第二,意味着牛顿力学的参照系基础上的速度叠加理论有问题!
而这一切,不是由公式推导出来,也不是哪个伪民科靠着自己并不灵光还非要装作灵光的大脑“想出来”的,也不是某个学术泰斗一语定乾坤说出来的,而是真真正正测量出来的。
测量的结果就是:不论参照系速度如何,测得的光速都是一样的!
这时候物理学家们要崩溃了:这简直与我们平时的常识完全不一样嘛!平时的常识就是V1+V2,可是这光速偏偏就是个C,人家根本不管你的参照系的速度V!
但这两个都是事实,物理学就需要解释这个事实,而不是否认这个事实——你也没法否认啊!
这时候,爱因斯坦站出来了(当然这么说有演义的成分,实际上他发表了论文),他对这个问题的思路和解释是:如果我们放弃参照系速度V1+V2的固有观念,而接受光速就是恒定不变(真空中),不以参照系为转移这个性质的话,再重新梳理一套理论不就得了?
这是他提出相对论的根基——当然,也由于这个思路过于匪夷所思,所以爱因斯坦当时说,世界上只有三个人能理解他的理论。
当然,爱因斯坦这样做,与今天一些伪民科是有天差地别的:爱因斯坦之所以这样提出,是因为当时的测量结果就是如此,换句话说,爱因斯坦是基于真实的实验结果来提出理论,而不是凭空瞎想,这个理论由于基于实验结果的解释,所以不会与现实脱离,这个是根本。
当然,以这个为基础,开创了相对论,先是解释了时间,再是解释了引力,而其相关推论,也在随后的日子里逐渐被各种观测证明。
当然,作为百年后的我们,很多人根本不知道这些事情的缘起,甚至有人会说“是爱因斯坦定义光速不变”,这个说法其实很搞笑,爱因斯坦何德何能,还能自己“定义光速不变?”
其实我在我过去的很多与科学问题相关的回答说过,物理学,以及很多自然科学,实际上是在认认真真的,一步一个脚印的解释观测到的自然现象,爱因斯坦是物理学家,不是吴承恩,他怎么会“定义”光速呢?
而这里的关键就是,是否能做到:不以想象推演代替现实结果。
如此我们再来看看题主对自己题目的备注:物理学的朋友一般都看过所谓相对论。低于光速的两个物体相向或背向以速度v(无限接近光速)运行,相对速度为2v。但一旦该速度v=光速c了,那么此二物体相对速度便不是2c了,而是各自的速度c。相对论这个时候还适用么?
从这个备注就会看到题主并没有理解相对论,“低于光速的两个物体相向或背向以速度v(无限接近光速)运行,相对速度为2v。”这句话是错的,高中时期对物理学感兴趣的朋友会知道,不是低于光速的所有速度,相对速度都是2V,而是当这个V远低于光速是,相对速度才是2V,而当这个V很快,甚至非常接近光速的时候,相对速度已经不能用这么简单的2V叠加来计算了。
而题主的却以为,只有速度为V=光速C的时候,相对速度才不是2C而是C(题主的原文是“但一旦该速度v=光速c了,那么此二物体相对速度便不是2c了,而是各自的速度c”)——这个备注就是滑天下之大稽!
我就不说别的,按照题主的逻辑,如果这两个物体的相背速度不用无限接近光速,只需要是0.5C(二分之一光速)时,按照题主的说法,两个物体的相对速度就是0.5C+0.5C=光速了?此时只要物体的相背速度再高一点,比如是0.6C,那么两个物体的相对速度就是0.6C+0.6C=1.2C?题主和那些伪民科们一样,再一次通过想象又“推翻”了相对论?
这个题目中的描述,本身就互相矛盾。
实际情况是如何呢?
由于年代久远,我记不得具体公式了,但公式的大概意思是,物体的相对速度的计算方法,是有一个与速度相关的系数的,这个系数在极低的速度下,可以忽略不计,在这种情况下,牛顿力学的参照系的速度叠加是成立的,换句话说,低速下速度可以叠加——也就是说,速度基于参照系叠加,仅仅是低速状态下的一种特殊情况。而我们人类,只是由于在这种特殊情况下生存,就把这种特殊当成了真理。
到这里,几乎可以回答题主的问题:相对论还适用?
答案是:相对论本身就是为了解决这个问题而生的,自然在这种假设中适用。只是题主对相对论的理解可能是“新浪爱问”级别的——说到这里我比较奇怪,这些计算过程可能比较复杂,但是速度在接近光速,远低于光速等相对论有关的知识,都是高中物理学得啊,怎么会在题目中有这种低级错误呢?你说如果对量子力学的一些东西说错了也就罢了(反正量子力学的某些实验现象本身也挺神奇的,今天也没有确定原理。),但是相对论,我们天天都在用的东西,怎么会还有说出速度一旦达到光速,速度叠加就不能用了这种言论呢?
突然有些替题主感叹:相对论还是适用的,只不过题主还活在19世纪甚至更老的科学思维,却已经不适用了。
我是江南沐雨,纵横《众神聊斋》作者。
沐雨纵横众神聊斋
现代科学观认为宇宙由三部分构成:物质、时间与空间。物质、时间和空间各自以不同形态存在。它们之间虽然存在联系,但是,并非绝对的统一。(即物质、时间、空间各自属于独立的个体)
爱因斯坦相对论首次把物质、时间与空间之间建立关联。根据相对论原理,当物体接近光速运动时会出现延时效应和缩尺效应。其次,物体的质量会趋于无穷大。相对论证实了物质、时间与空间(距离)之间有些密切的联系。
新宇宙概念:
物质、时间与空间是结合统一的整体,姑且称它为宇宙体。宇宙体是不可分割的整体,物质、时间、空间是它的三个形态表现(即显量)。这三者同生同灭、相互关联。因此,不存在一个没有物质和时间的绝对空间;也没有脱离空间和物质而独立存在的时间。其次,物质、时间、空间之间相互关联。它们属于同一个整体(宇宙体)的三种不同存在形态,皆随着宇宙体的变化,表现出不同但是一致的改变。即,物质量、时间量和空间量之间有着等价的关系。它们都属于宇宙体变化而表现出来的形态,宇宙体是它们统一的量,物质、时间、空间是三种不同形态的表现量。物质量、时间量、空间量本质都等价于宇宙体变化量。例如,一块烧红的铁,它有光度和温度两种表现量。光度与温度都是被烧红的铁表现出来的现象。随着被烧红铁的变化,光度和温度表现出同步变化。光度和温度的量都等价于被烧红铁的变化量,通过寻找它们之间的转化关系,可以在光度和温度之间进行转化,只要知道其中一个量,就可以计算出另一个量的大小。宇宙体与物质、时间和空间的关系就如同烧红铁与温度和亮度之间的关系。
宇宙新解:
宇宙以统一的整体(宇宙体)存在,宇宙体具有三种表现形态:物质、时间和空间。宇宙体遵循特定的运动规律(通过观察物质运动、时间和空间变化方式可以探寻宇宙体的运动规律)。宇宙体的运动规律如同系统"程序"是自身具备的禀性。物质、时间和空间变化现象是宇宙体运动规律的外在体现。(注:当前科学观念颠倒了对宇宙“原力”的认识,认为物质是促使宇宙运动的第一动力,一切运动力都是由物质产生。而新观念认为,宇宙演化“程序”是促使运动的原力,物质只是宇宙存在的一种形态,作用力是宇宙演化“程序”促使物质运动,而表现出的类似物质的属性。物质所具有力的属性是由宇宙“程序”赋予的。)
宇宙新解的主要结论:
1,宇宙是一个整体(宇宙体),物质、时间和空间同生同存,不能独立存在。有物质就有时间和空间;有时间就有物质和空间;有空间就有时间和物质。它们不可分割。比如,世上没有绝对静止、不发生变化的物体(变化代表了时间、物体就是物质。)世上没有体积绝对为零的物体(体积代表空间、物体表示物质)世上没有绝对瞬时的空间移动。
2,物质是宇宙体实体及作用力的表现;时间是宇宙体变化的表现;空间是宇宙体几何的表现。
3,物质、时间、空间是宇宙体三种不同形态的分量。三者之间存在必然的关联,即它们都随同宇宙体以等价的量变化。通过寻找三者之间对应的关系,利用一个量可以转化计算出其它量的数值。例如,假设我们知道了宇宙体物质、时间和空间的准确对应关系,通过宇宙时间就可以计算宇宙中物质的量和宇宙空间大小。还可以进行其它方面的预测推理。
4,三者之间相互关联、相互影响,利用其中一种形态可以改变另外两种形式的存在状态。比如,通过作用于物质可以改变时间方向(时间长度),也可以改变空间结构。对于时间、空间结果亦然。
5、宇宙体的演化遵守确定的规律,即宇宙体在某种“程序”的控制下进行有序的演化。