2020-03-25 21:01:20 佚名

陳辰dear

早就超過光速了！假設甲乙兩地相距2光年，在甲乙兩地直線中間一光年的地方存在丙地，一束光從甲地出發到乙地用2年，而甲乙兩地同時發射一束光到丙地用一年，那麼兩個相對發射的光在距離兩光年的距離上相對發射，相遇時間是一年，那麼兩束光想對的速度不是兩倍光速？一束光向你發射而來，不就相當於你以光速去追擊光嗎？所以從宏觀看仍然是符合速度疊加的，而不同的是在不同速度中的物體中事件流逝的概念受速度影響！

其實主要是因為光的速度和日常中物體的速度產生方式不同，你扔一個石子在石子未脫離你的手之前，他的速度產生是靠你手的推力加速度，而光不同，你拿個手電使勁掄，在打開開關的一瞬，光是激發出來的，和你的手速沒有任何關係，包括你站在光速的車上打手電！所以甲乙相距一光年如果你從光速的列車上打手電從甲地到乙地，光的時間並不是半年！而應該這樣計算，從甲地出發到你擰開開關的時間，再加上擰開開關後剩下的距離除以光速！也就還是一年！但是如果光速行駛的列車上有一個小孩在跑，那麼他的速度是疊加的！

我叫不知道呀

如果一個物體在太空中以每秒幾十公里的速度運動的話，其並不會受到多大的影響。其感受到的阻力很小。因此，我們的地球🌍已經圍繞著太陽🌞公轉了四十五億年，其軌道仍然沒有發生顯著的變化。

然而，如果一顆小行星墜入地球的話，其會因為高速運動，引起與空氣中氣體分子的摩擦而生熱，產生燃燒🔥現象。這就是我們在地面上看到的流星🌠及其生成的原因。

如果我們再進一步思考🤔，當一個人從高空跌落到水中的情形時，這個人會受到水的極大阻力。而且，速度越大，水分子對人體的阻礙就越大。於是，在高速的情況下，人也會被作為液體的水摔死的。

這就是為什麼，人可以藉助於摩托艇🛥️進行赤腳🦶划水運動的原因。速度可以使由離散的粒子構成的空間即物理背景變“硬”。面對高速的運動，無規運動的空間粒子被固化了。因為，它們沒有時間和機會，避免與高速物體的碰撞💥。

綜上所述，只要作為物理背景的空間存在，物體的運動就不再是自由的了，其必然會受到空間的影響與束縛。

於是，小孩🧒能否在光速列車🚄上自由行走，取決於是否存在著影響物體運動的物理背景。

於是，該問題轉化為，在真空的情況下，是否還有由更小粒子構成的物理背景，即是否存在著更為基本的物理空間？

這一答案是肯定的。

從哲學上來說，絕對的虛無是不可想象的，其只是作為現實世界的對立概念而被提出的，絕對的虛無並無任何實際的物理意義。

從物理的角度而言，有許多物理現象只有藉助於離散的物理背景，才是可以被理解的。比如，所有的微觀粒子都具有波動性，不存在絕對靜止的粒子；

比如，存在著非接觸的遠程力，即存在著萬有引力和電磁力🧲。

比如，原子的體積僅只是由電子高速運動產生的屏蔽效應所形成的封閉體系，其內部的絕大部分空間都是“空”的。

比如，光速具有不變性，說明光子的能量形式主要是勢能而不是動能。這一方面說明光子的質量很小，另一方面也意味著外部空間的存在。否則的話，勢能就無從產生。

比如，為了避免能量的連續性所導致的紫外災變，要求在我們的宇宙中存在著不可再分的最小粒子，從而使能量具有最小的結構單元，即存在著量綱為粒子角動量的普朗克常數h。

上述這些現象都集中地指向了一點，即存在著由最小粒子構成的物理背景，存在著量子空間。由最小粒子構成的量子空間，相對於水和空氣來說，有兩個突出的特點。

其一是作為最小粒子的量子，其質量和體積都遠小於水分子和氣體分子，因而對低速運動的宏觀物體影響不大。這就是為什麼，地球得以長期圍繞著太陽運行的原因。

其二是具有最大的廣泛性，宇宙中的所有物體都不可避免地會受到量子空間的影響與束縛。離散的量子是宇宙中最為基本的存在形式，而其他的物體則僅只是在量子海（空間）中所漂泊的泡沫。

所以，任何物體的運動都無法達到光速，它們都會在達到光速之前被量子空間撕碎，還原為光子。

所以，即便是火車能夠達到光速，車中的小孩也會類似高空入水那樣被量子空間擠死；即便是該小孩在光速列車中還能安然無恙，其也會因受到量子空間的束縛而動彈不得。

淡漠乾坤

只要對相對論稍稍有些瞭解的人就會知道，愛因斯坦給出的相對論不允許物質的速度超過光速。因為物體的質量會隨速度的增大而增大，若是物體的速度達到了光速，物體的質量將會達到無窮大，這需要無窮大的能量，顯然這是不可能的。

於是有人設計了很多方案去創造超光速，進而想推翻相對論。這些方案五花八門，常見的有這樣兩種，一種是有一根長一光年的棍子，從這頭推一下棍子或者晃一下棍子，棍子的另一頭會不會馬上動？另一種是在以光速或接近光速行駛的列車上，一個人向前奔跑，問人會不會超光速？

這些問題的答案非常明確：不會。100多年來相對論經歷了各種檢驗，不是一個想當然的“思想實驗”就能推翻的。剛才的例子中為什麼不會出現超光速呢？

先說第一種。棍子是由原子、分子組成的，從棍子的這一端推棍子，能量會傳遞到另一端使得另一端也跟著移動。推動棍子時會使原子、分子間的距離週期性地變化，這實際上就是產生了機械波，推動棍子的信號就是以機械波的方式向前傳遞的。聲音就是靠機械波傳遞的，機械波在介質中的傳播速度和聲音在介質中的傳播速度一樣，聲速一般只有幾百米每秒至幾千米每秒，遠遠小於光速。推動棍子或者晃動棍子都不可能使物質、能量、信息超過光速。

第二種情況涉及到洛倫茲變換。在經典力學中，車以速度V1向前行駛，人在車中以速度V2相對於車廂向前運動，這樣人相對於地面的速度就是V1+V2。這是速度的伽利略變換，這在經典力學中是天經地義的，簡直無需證明。不過這裡涉及到兩個參考系，從這個參考系跨越到另一個參考系，伽利略變換隻是低速時的近似，高速時差別就會顯示出來。從這個參考系到另一個參考系速度不是簡單的直接相加減，需要用到洛倫茲變換。在洛倫茲變換下，物體的速度被限制在光速以內。這在理論方面可以推導出來，在實驗方面也早已得到驗證。

相對論是現代物理學的基礎，已經不可能被推翻，不懂相對論不要緊，但不要動不動就“推翻”相對論。

刁博

如果一個小孩在光速的列車上跑，能否超光速？

如果一個小孩在光速列車上跑，小孩與列車是一個整體正在以光速向前奔馳，小孩和列車是相對靜止的一個整體運動體。

在萬有引力的作用下，小孩在光速的列車上跑，小孩與車廂產生移動，從而產生速度。但小孩與列車是一個整體，並沒產生速度，故小孩不能超光速。

用戶1495609362175

首先，給你一個明確的回答：不能！

你的問題實際上就是，假設一列火車以速度v沿直線前進，一個小孩在車廂裡以速度w奔跑，求小孩相對於地面的速度w1。

對於這類問題，無論在任何速度下，多數人都會習慣性地按照伽利略變換來理解，也就是小孩相對於地面的速度，等於列車的速度與小孩奔跑速度之和。

列為等式就是w1=v±w（v和w之間取+號還是-號，取決於小孩奔跑方向與列車同向還是反向）。

在你的假設中，小孩是與列車同向奔跑的，所以取+號，等式為w1=v+w。

那麼w1顯然大於v，如果v=光速，則w1也大於光速，因此小孩奔跑的速度超過了光速。

對於相對速度，這是最容易被人接受的理解方式，但這種理解方式是錯的，相對速度不能以w1=v±w這種方式來理解。

且不說光速，即便列車是正常的速度，這種理解方式也同樣是錯誤的。

就拿普通的火車來說：

一列火車以時速100公里勻速行駛，小豬佩奇在車廂內以1公里的時速與火車同向奔跑，那麼佩奇相對於地面的速度是多少？

通常來說，正確答案是101公里，這幾乎毫無疑問。

但嚴格來說101公里並不準確，準確答案應該是大於100公里，小於101公里。

只不過，在這種“龜速”的情況下，佩奇的相對速度會無限接近101公里，誤差小到可以完全忽略而已。

這裡的誤差是由於光線的傳播時間導致的，因此車速遠低於光速時可以忽略不計，但車速趨近於光速時，這個誤差就不容忽視了。

這個問題要講清楚很複雜，但要大致理解其實也很簡單。

首先思考一下：速度的本質是什麼？

是時間與空間的關係。

也就是物體在一段時間內發生的空間位置的變化——通俗來說，就是小豬佩奇在1點01分位於A點；1點02分位於F點，而A和F之間的距離為16.5米，我們就說佩奇的行進速度為每分鐘16.5米（不要糾結佩奇走得太慢，這不重要），換算過來就是時速約1公里。

那麼，佩奇從A點走到F點所消耗時間是如何體現出來的呢？

顯而易見，是由光線的傳播體現出來的。

1點01分，我們看見了佩奇從A點反射出來的光；1點02分，我們看見了佩奇從F點反射出來的光；其間我們還先後看見了佩奇經過B、C、D、E點時反射出來的光，所以我們得出了佩奇從A點走到了B點花了1分鐘的結論。這個不難理解，對吧。

可是別忘了，光線傳播是需要時間的——在佩奇看來，它在1點02分已經到達了F點，但是它從F點反射出來的光，要經過一段時間才能傳播到我們的眼睛裡，所以我們看見它位於F點時，嚴格來說已經不是1點02分了。這也不難理解，對吧。

反過來說，在1點02分時，雖然佩奇已經到達了F點，可是我們還沒有看到佩奇從F點反射出來的光，所以對我們而言，此時的佩奇並不位於F點。這就表示在我們眼裡，佩奇這1分鐘其實並沒有前進16.5米，換言之，對於我們而言，佩奇的速度是低於每分鐘16.5米的！

明白了嗎？由於光的傳播速度有限，我們看見佩奇行走的距離，會小於車廂裡的人看見佩奇行走的距離。

只不過，由於光速很快，在正常情況下，這種差異根本無法察覺而已。但無法察覺並不表示它不存在，當車速接近光速之後，這種差異就非常明顯了。

按照相對性原理，列車的速度有多快，就表示我們相對於列車的速度也有多快。

列車低速行駛，我們相對於列車也是低速運動；列車高速行駛，我們相對於列車也是高速運動。

所以當列車低速行駛時，光線在追趕一個低速運動的我們；當列車高速行駛時，光線在以同樣的速度追趕一個高速運動的我們。以相同的速度去追一個“跑”得更快的人自然耗時更長。

由此可見，同樣在1點02分，我們看到的情況是，低速列車上的佩奇，比高速列車上的佩奇更接近F點。因為從低速列車上傳出來的光線會更早地追上我們。

換一種方式來表達：同樣是1分鐘的時間，低速列車上的佩奇移動了更長的一段距離。

看見了嗎？列車的速度越快，對於我們而言，佩奇在1分鐘內移動的距離就越短，也就是說，列車的速度越快，它的速度就越慢。

而列車如果趨近於光速，佩奇的速度也就趨近於0了；如果列車完全達到了光速，則佩奇的速度為0。因此，在光速列車中奔跑的佩奇，相對於我們而言奔跑速度為0。

0+光速=光速，所以即使佩奇能在光速列車上奔跑，相對於我們，他的奔跑速度仍然是光速。

實際上，光的傳播速度所以產生的影響並不僅僅限於時間上差異，還包括空間的差異、距離的差異。這也就是在高速狀態下，必須利用洛倫茲變換來解釋相對速度的原因：

洛倫茲變換和伽利略變換唯一的區別，就在於洛倫茲變換包含了光的傳播定律，而速度接近光速後，光的傳播速度所帶來的影響是不容忽略的。

科學矩陣

關於這個問題，一定要摒棄掉牛頓力學框架下的速度疊加的思想。那具體咋回事呢？

這要從伽利略說起，伽利略曾經提出過一個叫做“伽利略變換”的理論，試想一下，如果你坐在一艘封閉的船裡面，而且船開得很平穩，其實你在船裡是感受不到的船是不是在動的。比較常見的場景就是在高鐵上，如果你旁邊有一輛高鐵，你在另一輛高鐵上，有一輛高鐵動了，你能感覺到到底是誰動了麼？其實你不太能，這其實就是“運動的相對性”造成的。而牛頓其實把“伽利略變換”納入到了自己的理論體系當中。所以，我們在使用牛頓理論時，常常會這麼用。

假設，有一輛汽車，你在汽車裡面走，

如果在車子上，看你的運動，那就是5m/s，如果是站在地面上的觀察者，你的速度就是10+5=15m/s，看上去好像沒啥太大問題對不對？

而且牛頓的理論特別厲害，還能預測行星的位置。可是，過了大概150年，有個叫做麥克斯韋的科學家，提出了麥克斯韋方程。

看不懂，不要緊。你只需要知道一點，那就是麥克斯韋方程預言了電磁波的存在，並且光是一種電磁波，這後來還被赫茲所證明。不過，最讓人無奈是，麥克斯韋方程導出的光速c是一個固定值。具體來說，就是光速竟然在任何參考系下速度都是一致的。還回到剛才的例子，如果車裡不是你在運動，而是你拿著手電筒射出一道光，你和地面上的觀察其實看到的都是光速c。但是在牛頓的理論中，地面觀測者看到的速度應該是v=c+5。

這就使得牛頓理論和麥克斯韋的電磁理論矛盾，可問題是，牛頓理論十分堅實，而麥克斯韋方程也解決了電磁理論中的問題，科學家不覺得他們當中有任何一個錯了。

那咋辦呢？科學家開始左右逢源，提出了一個叫做“以太”的東西，他們認為光是在以太中傳播的，而以太是跟著地球在運動的。所以，我們無論咋看，光速都是c。其實也不能怪科學家想到這個，因為在那個時代，光被認為是一種波。水波也是一種波，水傳遞需要介質，而光傳播應該也需要介質，所以他們就認為是“以太”。後來，科學家們開始找“以太”，可是，萬萬沒想到，幾個大型試驗下來，其中就包括邁克爾孫莫雷實驗，都證明了“以太”是不存在的。這就讓科學家們很尷尬了。

那接下來改辦呢？26歲的愛因斯坦橫空出世，開始和稀泥。

具體咋玩的呢？他把“伽利略變換”和“光速在任何慣性系下速度不變”作為自己理論的基本假設，提出了著名的狹義相對論。這是1905年提出來的，這一年被叫做愛因斯坦奇蹟，他還提出了好幾個開創性的理論。

那愛因斯坦的狹義相對論和牛頓的理論不同之處在哪呢？還拿剛才那個小車來舉例子。

從地面觀測者的角度來看，車子上的人的速度就是10+5=15m/s

但是在愛因斯坦的體系中，速度並不是純粹的疊加，而是下面這樣：

如果你仔細帶進去算一算，會發現，速度約等於15m/s，只是在小數點15位會有個微小的差異。所以，其實在宏觀低速下，牛頓的理論是愛因斯坦狹義相對論的近似解。這也就是為什麼我們現在還要學牛頓理論的原因，因為它在宏觀低速下還是十分精確的。

那我們在來思考一下，如果車上的人就是那個小孩，而這時候車子以光速在運動（這裡補充一點，實際上車子是有靜止質量的，所以車子是不可能達到光速的，或者說如果要讓車子達到光速，那所需要能量將是無窮大。）

那結果會是什麼呢？

其實牛頓的理論，地面觀察者看到的小孩速度就是c+5

而愛因斯坦的理論，地面觀測者看到的小孩速度其實還是：c，也就是說地面觀測者看到的其實還是光速。剛才也說到了，麥克斯韋方程給出的光速在任意慣性系下都是光速，而且實驗也證明了“以太”不存在，其次愛因斯坦的狹義相對論其實後來在得到了證明，比如：μ子實驗，和原子鐘實驗。因此，愛因斯坦的理論成為了目前的主流理論。

所以，實際上，我們看到的小孩速度還是光速，而不是超光速。

鍾銘聊科學

往前跑超越光速！往後跑、相對加速度、還是超越光速！靜止不動等於光速！

紅塵一笑201

能跑到車前邊去就抄了。

六零後老農民

能跑出列車就可以，跑不出去就沒用

伴月童子

類似這種問題經常出現，認知這種問題的前提就是要徹底擺脫我們上學時代（初中高中）的速度相對疊加的想法，用術語講就是要擺脫牛頓的絕對時空觀束縛，需要用愛因斯坦的相對時空觀去思考問題，而從絕對時空觀到相對時空觀的過渡經歷了的很多故事！

首先從伽利略開始講起！伽利略我們都知道，人類科學史上的大咖，這裡說一個概念：伽利略變換，聽起來很陌生？其實很簡單，就是一種運動相對性原理，比如說你我兩人以5米每秒的速度反方向奔跑，我們的相對速度就是10米每秒（5+5），這就是伽利略變換，說白了就是V=V1+V2，這下明白了吧？

而牛頓的絕對時空觀基礎上的經典力學與伽利略變換可以看做是一致的，經典力學就有伽利略變化的思想！

牛頓的絕對時空觀影響力非常大，以至於同時代甚至牛頓之後的物理學界都深受絕對時空觀的影響，這種時空觀也符合人們對周圍世界的認知！

然後一百多年之後，又一位科學界大咖橫空出世，他就是大名鼎鼎的麥克斯韋，創立人堪稱人類歷史上最美最偉大的公式：麥克斯韋方程組（想了解這個公式的前世今生，關注微信公眾號：yzdaquan，回覆：最美公式），這個方程組表明，光速是一個常數，與光源的運動形式無關，說白了就是在任何參照系下，光的速度都是光速！這顯然與牛頓的絕對時空觀矛盾！