虛空聖堂 作品

第55章 一章教你搞懂狹義相對論(第2頁)

 比如雖然地球在宇宙中不停地運動,但是不管它的速度是多少,我們在上面做實驗都沒有任何差別。 

 不管你是在南極做實驗和還是在北極做實驗,得出的物理規律一定是相同的。 

 至於第二個原理,則是理解狹義相對論最大的攔路虎。 

 首先我們要明白,光速不變原理不是愛因斯坦假設的,而是通過理論和實驗測出來的,是真實的自然現象。 

 當年麥克斯韋橫空出世,他的電磁方程組,得出的結果竟然發現光速c是一個恆定值,約30萬公里\/每秒。 

 後來又有很多物理學家,做了各種各樣的實驗,最後都發現光速c確實是一個常數,實驗和理論吻合。 

 雖然麥克斯韋當初推導光速時,是基於空間中存在“以太”這個特殊參考系。 

 但不幸的是,後來的結果證明了以太不存在,這就是第一朵烏雲的本質。 

 同時也是這個時代,困擾無數物理學家的最大障礙,沒有人能理解光速c不變。 

 其實,如果想要理解光速不變原理,需要從兩個角度去考慮。 

 第一,光速與光源的速度無關。 

 假設一個人A在草地上快速奔跑(速度大),然後打開手電筒;接著又緩慢行走(速度小),再次打開手電筒。 

 這兩個過程在另一個人B觀察來看,手電筒的光速居然是一樣的,都是c,這就很奇怪。 

 因為如果把手電筒換成木棍,這兩種情況下把木棍投出去,則B觀察到的木棍飛行速度肯定不一樣。 

 根據牛頓的慣性定律和直覺,人在助跑後,木棍能投的更遠(假設投擲的力一樣)。 

 問題來了,為什麼慣性對木棍起作用,對光就不起作用呢? 

 後世的我們知道,第一因為光沒有靜止質量,所以也就沒有慣性;第二光是瞬間激發的,打開手電筒之前,光並不存在。 

 光在產生出來的一瞬間,就和光源沒有關係了,不僅人A的速度不影響光速,就連地球的公轉速度也不影響光速。 

 這一點現在應該可以很好理解了吧。 

 難的是第二點,光速與觀察者的速度無關。 

 假設現在沒有B這個觀察者了,而是A拿著手電筒勻速奔跑,自己觀察光速。 

 在打開手電筒的瞬間,A有三種選擇,第一繼續向前奔跑,第二靜止不動,第三掉頭往回跑。 

 結果在這三種情況下,A觀察到的光速全是一樣的,都等於c。