虛空聖堂 作品

第255章 測量單向光速的悖論

 光,這個自然界最神奇的現象之一。 

 自從物理學誕生以來,物理學家們對於光的研究從來沒有停止過。 

 微粒說、波動說、稜鏡分光、泊松衍射、雙縫干涉... 

 甚至還有李奇維的波粒二象性。當然這個性質目前還沒有被承認,因為無法驗證。 

 物理學家可以勉強接受光量子假說,但還無法接受波粒二象性。 

 但無論如何,人們認為對於光的本質研究已經非常深入了。 

 不僅僅是物理學家們,就連學生們也是如此覺得。 

 蠟燭小孔成像他們算的可是比誰都快。 

 然而今天,李奇維的問題讓所有人徹底破防了。 

 原來我們只是自以為了解的很深,到頭來卻連最基本的光速都沒有搞清楚。 

 這簡直讓人匪夷所思。 

 面對眾人的疑惑和不敢置信,李奇維說道: 

 “我相信很多人都想不明白,為什麼我們無法測出光的單向速度。” 

 “想要理解這一點,就需要對我的狹義相對論有深刻的理解。” 

 “大家不要光盯著質能方程,那個東西沒什麼用,只是一種轉換關係而已。” 

 李奇維不留痕跡地放了一個煙霧彈,淡化眾人對於質能方程的關注程度。 

 “狹義相對論真正的核心,是光速和時空。” 

 “我們想要測量光的單向速度,就必須同步時鐘。” 

 “而要同步時鐘,就必須先知道光的單向速度,這就形成了一個悖論。” 

 “這也是為何我要在狹義相對論中,假定光在各方向的傳播速度是一樣的原因。” 

 臺下眾人依然聽的一頭霧水,完全不理解。 

 “好,那我舉個例子。” 

 “假設有一個光源,它向10公里外的地方發射了一束光線。” 

 “在發射的瞬間,光源旁邊的計時器開始計時,當光到達終點後,計時器停止計時。” 

 “那麼單向光速就是路程除以時間。” 

 “但是問題來了。” 

 “計時器或者觀察者,要如何知道光到達終點了呢?” 

 “哈勃會說,可以在終點處再安裝一個計時器。” 

 “當這個計時器檢測到發來的激光時,便停止計時。” 

 “想法很好,但這又會產生一個新問題。” 

 “你要如何保證兩個計時器是同步的呢?” 

 “終點處的計時器,它怎麼知道起點處的計時器已經啟動,光已經被髮射了呢?” 

 “哈勃不死心,接著說,可以用電線把兩個計時器連接起來,直接打電話通知。” 

 “想法很好,但是我的狹義相對論已經證明了,信息的傳遞速度不可能超過光速。” 

 “電話的傳播再快,它也不可能超過光速。” 

 “假設電話的速度就是光速,那它和光到達終點的時間是一樣的。” 

 “都是我們要測量的未知量。” 

 “因此這個辦法也不可行。” 

 “哈勃又運轉了他的天才頭腦,提出可以把兩個計時器先放在一起同步好。” 

 “然後呢,再把其中一個計時器運送到終點處。” 

 “這樣,就可以不用通知終點的計時器了,因為它們本來就是同步的。” 

 “然而,這又會產生一個新的問題。” 

 “因為根據狹義相對論,運送的計時器會發生時間膨脹效應。” 

 “到達終點後,兩個計時器又不同步了。” 

 “以上。” 

 “所以,在理論上,我們就無法測出單向光速。” 

 “光就像一個幽靈一樣,它的一切都非常神秘。” 

 “或許它有著自我意識,高興了就跑的快一點,不高興了就跑的慢一點。” 

 “但是宇宙真理又束縛著它,讓它不要過於隨心所欲,必須把平均速度定在30萬公里\/每秒。” 

 “不然的話,也許我們整個世界都會崩塌了。” 

 “不過大家也不要擔心,雖然我們不知道光的單向速度,但至少從目前看,對物理學還沒有什麼影響。” 

 “能測量出平均速度就足夠了。” 

 靜! 

 當李奇維說完測量單向光速的悖論後,禮堂內陷入了鴉雀無聲般的寂靜。 

 所有人都在消化李奇維的分析。 

 用狹義相對論去解讀光速,竟然會得出如此無法理解的結論。 

 在場的人除了懵逼就是扯淡,腦門上集體冒出黑線。 

 “我的上帝,今天真是小刀剌屁股,讓我大開眼界了。” 

 “我以為我讀懂了狹義相對論,原來那只是我以為的。” 

 “從今天開始,我再也不敢說自己懂物理學了,這個世界太詭異了。” 

 “難受,我不僅經典物理學沒有學透,我連現代物理學也沒有學清楚。”