Re: [问卦] 光速不变这个结论是有问题的吧~

楼主: jfsu (水精灵)   2020-10-18 22:13:34
※ 引述《yniori (伟恩咖肥)》之铭言:
: 如题
: 爱因斯坦的相对论前提就是光速不变
: 但是光速不变这件事应该是有问题的才对
: 因为不太可能一个物体在移动的时候射出来的光却是固定的速度
: 以人类发展来说
: 很有可能只是因为技术力的薄弱导致测不出来光到底多快而已吧
: 所以爱因斯坦的相对论应该是建构在错误的基础上!
: 难怪爱因斯坦无法解释量子力学
: 因为光速不变就是错的阿!
“光速不变就是错的阿?”目前的确有不少人仍是如此认为,你并不孤单。
根据牛顿的理论,光速就是光速,没有什么特别,要超越光速绝对办得到。只要你
跑得跟光一样快,光在你眼前就是静止。不过,并没有人看过光完全静止,
传统的牛顿理论在此是说不通的。
爱因斯坦在电磁大师马克士威的理论中发现,光速是常数。不管你是向着它、背着它
移动,它都以同样的速度前进。这样一来,牛顿力学将完全崩溃,因为在他的理论中,
你在地球上的时间、长度与在其他星球的都完全一样,这也表示在光速不变的情况下,
时间与空间必须产生难以想像的扭曲。
但是根据爱因斯坦的观点,在加速前进的太空船里,时间流动会变慢,船内的空间会
遭到压缩。假设你站在地球上、可以透过望远镜看到太空船内部,你会发现,里头的
时间变慢了,船员的行动变得跟乌龟一样缓慢,身体也变得跟扁鱼一样扁平。
如果可以的话,要是太空船以光速前进,内部的时间将会停止、太空船会一直压扁到
消失不见,质量则会膨胀到无限大!
你会想说,夭寿喂~这种情况怎么会花生??!!是啊,也就是如此,爱因斯坦才说
要突破光障(light barrier)是不可能的!如同二次元宅宅与三次元现充总是存在不可
交流的次元之壁一样。
ps.物体移动越快,重量越重,表示移动的能量转换成质量,你可以透过E=MC^2来知道
  有多少能量转换成质量。
后来爱因斯坦提出了比狭义相对论更强大的武器:广义相对论,换一个字,当然差很多。
根据广义相对论,时空就像西索的念能力‘伸缩自如的爱’一样,能缩能伸;
在特定情况下,这块布可以延伸得比光还快!狭义相对论只能适用于局部地区,如太阳系
;要是考虑整个宇宙,就必须改用广义相对论!
至于测量光速,可以借由设计实验来弥补技术力的不足。
大家都知道,水波的传播需要有水做媒介,声波的传播则是需要空气做媒介,可是,
地球离太阳一亿五千万公里,这之间既无水也无空气,在这近乎真空的环境,太阳光
靠什么来传播?
于是物理学家就给光找了个传播介质:“以太”,这个词是源自于古希腊,原意是
高空,亚里斯多德认为下界为水、火、土、气四个元素所组成,上界加第五元素,
以太(ether)”,即是一种媒介物质。1664年,笛卡儿(R.Descartes)首先将它用于
科学,说天体或其他物体间的作用就靠它。
牛顿发现万有引力之后,碰到了第一个难题:在宇宙真空中,引力是由什么介质传播?
为了能有一个解释,他只好采用笛卡儿的说法,认为以太是宇宙真空引力传播的介质。
如此一来,许多难题迎刃而解,法拉第的电磁力需要它,马克士威证明光也是一种
电磁波,当然光的传播也要靠它。更重要的是,以太的存在正好说明牛顿的绝对
时空观,它是一个绝对静止的参考系,地球、太阳等一切运动都相对于它而进行。
“笛卡儿所设想的以太是一种作漩涡运动、球形的无重物质,充满了整个宇宙”,
当德国物理学家麦古拉指著天空侃侃而谈时,对黏性流体的运动十分感与趣的
英国物理学家斯拖克斯(George Stokes)说:
“啊,好像沥青似的。”
“我看倒有点像蜡。”克耳文说。
“真像伸缩自在的爱。”幻影旅团4号成员舔舔嘴唇紧接着说。
我们不禁哄堂大笑,同样的一种以太,每个人却有不同的感觉。
麦古拉连忙放下手臂,他觉得以太就是以太,不是沥青,也不是蜡,更不是念能力。
由于以太涉及的范围太广,加上没有实验可做为依据,许多物理学家都参与其中,
提出不少研究以太的理论,逐渐变成物理学界中的显学,甚至最后以太成为啥都能解决
的万能药,几乎可以媲美上帝。
1884年,克耳文到美国来作一场科学报告。会后一群人挤在他身边,想听听他对于以太
的研究。汤姆生说:“虽然以太解决了不少问题,但新的问题又接踵而来:以太代表了
一个绝对静止的参考系,而地球穿过以太在空间中绕日运行,如同一艘船在高速行驶,
迎面会有一股强烈的‘乙太风’不断吹来,同时也会对光的传播造成影响。谁能用
实验证明了这股风的存在也就证明了以太的存在!”
这时在场的人群里有一名觉醒青年,听到这位物理大师的开示心中不由一怔,决定
投入更多的热情在这个问题上。
这位青年就是迈克森,两岁时父母带着他自波兰过咸水到美国来谋生。17岁时他考进
安那波利斯海军学院,毕业后到柏林、巴黎等地留学了两年,然后又重返美国
1879年,马克士威写信向美国航海年历局的托德,讨论测定地球相对于以太的速度
问题。他在信中认为,由于量测精确度的限制,目前所有测量光速的方式都不足以
证明检验地球的绝对速度。迈克森得知之后,立即着手设计一台可以测定微小长度、
折射率和光波波长的干涉仪(后来被称“迈克森干涉仪”)来进行这个最困难的实验。
ps.实验的简图在教科书都有,此就不附上了。如果存在地球与以太的相对速度,
借由测试两束互相垂直的光的传播速率会有微小的差别。
1881年,迈克森首次测量,却是 404 not found,that is,“零结果”。1884年,
在克耳文的鼓励之下,迈克森与另一位科学家莫立(Morley)合作,改进了实验装置,
精确度达到40亿分之1。1887年,迈克森重复了6年前的实验,但得出的结果仍是
否定的。
这告诉我们,地球相对于以太的运动并不存在,或者说以太本身就是一个子虚乌有
的东西。迈克森,本来是想以精确的实验为以太的存在提供证据,但却适得其反,
真的很会。
ps.严格来说,单凭这点并不足以断定以太是不存在,这只是证明了乙太风不存在。
爱因斯坦证明以太存在与否其实并无关紧要,认为可有可无。根据奥坎剃刀
(Occam's Razor)原则,物理学家便从此不提以太了。这是后话。
这项实验结果一宣布立即在物理学界引起一场轩然大波,本来万里无云的蓝天上突然
出现了一朵乌云。因为一旦放弃这个曾经可以解释许多光电磁现象的以太说,那
牛顿力学的绝对时空观将要从根本上动摇,经典物理学的大厦突然出现了裂缝!
为了挽救以太,1889年英国物理学家斐兹杰(George FitzGerald)、1892年荷兰物理
学家洛伦兹(Hendrik Antoon Lorentz0分别提出了物体在以太风中运动、长度收缩
的假设。
虽然这个假设让以太说得以残存,犹如风中蟾蜍。但现实的风向已经改变了,
最终当“相对论”提出后,以太的概念从此就销声匿迹了......退出江湖、自暴自弃、
偷抢拐骗.... 。
虽然这个著名的迈克森-莫立实验(Michelson-Morley Experiment)证明了光速不变,
但爱因斯坦提出光速不变原理并不全是基于该实验结果,而是当时已经发展成熟
的电磁理论提出的必要假设。
以上
Reference
1.Wiki
2.科学五千年
3.不可能的物理学
4.量子物理史话
5.雅量
作者: james732 (好人超)   2020-10-18 22:14:00
为什么没有配图
作者: Khatru (.........)   2020-10-18 22:16:00
又在发废文了
作者: perlmanchris (QQ)   2020-10-18 22:19:00
我已是这么想的,我把结论写在昨晚的麦当劳餐纸上,顺手丢掉了.......
作者: tonybin (Courage)   2020-10-18 22:20:00
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作者: stmilk (我男的)   2020-10-18 22:22:00
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作者: bamama56 (bamama)   2020-10-18 22:37:00
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作者: sunsolars   2020-10-18 22:39:00
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作者: seaice (研究个大西瓜)   2020-10-18 22:40:00
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作者: JOKO58802218 (钢铁加鲁鲁)   2020-10-18 23:21:00
喔喔~真难懂
作者: Qiaodi (要脱胎换骨了)   2020-10-18 23:25:00
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作者: wowowsakura (樱花甜不辣)   2020-10-18 23:28:00
嗯嗯跟我想的差不多
作者: ckf978 (ckf978)   2020-10-18 23:35:00
作者: zephyr0315 (泫瀹)   2020-10-18 23:40:00
推!!!
作者: samonella (Sea Bird)   2020-10-18 23:42:00
水精灵推
作者: a1231 (乡民)   2020-10-18 23:43:00
厉害,大推!
作者: atwin0613 (小许)   2020-10-18 23:46:00
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作者: redumbrella   2020-10-18 23:50:00
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