速度都需要有参照物才有意义,那么光速的参照物又是什么呢?

宇宙时空 2024-05-26 15:14:18

日常生活经验告诉我们,任何速度都是有参照物的,否则就没有意义。我们平时所说的速度基本上都默认以地面为参照物。

那么光的参照物又是什么呢?

光速很特殊,它也是有参照物的,只不过光的参照物非常特殊,因为光速相对于任何参照物都保持不变,也就是光速不变原理,这种“霸道”行为让光速看起来很另类,也曾经让一百多年前的物理学界陷入莫名的恐慌不安。

一切还需要从麦克斯韦对于电磁波的本质讲起。

19世纪,麦克斯韦提出了伟大的麦克斯韦方程组,堪称人类历史上最美的方程,这个方程如此优美,如此简洁,在当时的物理学界引起了巨大轰动。

不过,在惊喜之余,人们发现,麦克斯韦方程组推导出来的光速竟然是一个常数,这样的结果完全震撼了当时的物理学界。

因为如果光速果真是一个不变的常数,也就是说光相对任何参照物都保持不变,这意味着什么?意味着牛顿力学统治下的绝对时空观将轰然倒塌,起码是不完备的!

这样的结果是难以想象的,也是当时的物理学界大佬无论如何不能接受的,因为牛顿经典力学在当时的统治地位非常牢固,人们坚信牛顿经典力学不会有错,这种坚信就犹如某种偏执的力量一样,不容任何质疑牛顿经典力学的声音出现。

但同时,麦克斯韦方程组也足够伟大,也是物理学家们坚信不疑的。怎么办?如果不能很好地协调两者之间的关系,最终其中一个肯定要被抛弃。而无论是抛弃哪一个,都是物理学家们不能接受的。

结果还是先入为主,物理学界大佬还是选择了牛顿经典力学,这样的选择也很正常,毕竟牛顿经典力学诞生了几百年,而麦克斯韦方程组只是一个“新来的”。

不过,这并不是说物理学家们放弃了麦克斯韦方程组,而是通过各种方式试图调和两者之间的矛盾,在牛顿经典力学绝对时空观的基本前提下,寻找两者的契合点。

在这种背景下,“以太”的概念应运而生。以太,被认为就是光速的参照物,它是绝对静止的参照物,在宇宙中无处不在。

但科学并不是儿戏,科学的确需要假设,但更需要假设之后的求证,正所谓“大胆假设,小心求证。”

以太是假设的概念,就需要实验来验证其确实存在。于是物理学家们做了各种实验,试图找出以太存在的证据,比如说著名的迈克尔逊莫雷实验。但不管他们如何做实验,结果都表明在任何参照物下,光速都保持不变,也就是说,以太其实是不存在的。

对于实验结果,绝大多数物理学界大佬都持怀疑态度,就连麦克斯韦本人也是如此。他们根本不会有“以太根本就不存在”的任何想法,因为他们知道这种想法意味着什么,意味着绝对时空观的崩塌!

于是,庞加莱和洛伦兹等物理学界大咖想尽各种办法,利用现有理论尽量调和牛顿经典力学和麦克斯韦方程组之间的矛盾,但无论如何调和看起来都是在“左右逢源”。无论是牛顿和麦克斯韦,他们都不敢得罪,于是只能在绝对时空观的基本前提下,尽量调和矛盾!

这时候,就需要一个具有独特思维能力的人站出来给大家指明方向,这个人就是爱因斯坦。

爱因斯坦的想法是这样的,既然以太的概念是假设的,就没有必要抱着“以太一定存在”这个前提去解决问题。既然没有任何证据证明以太存在,反而有更多的实验表明以太根本就不存在,就没必要坚守“以太”的概念。

秉承着“如无必要勿增实体”的理念,爱因斯坦用“奥卡姆剃刀”一下把以太“咔嚓”掉了,以太就像是“无用的累赘”一样,一旦去掉之后,前提一片光明!

于是,爱因斯坦果断抛弃了牛顿的绝对时空观,提出了全新的相对时空观,完全颠覆了牛顿经典力学,狭义相对论就这样诞生了。

说点题外话,其实当时的庞加莱和洛伦兹等人已经无限接近狭义相对论了,但他们就是无法捅破“绝对时空观”那层“窗户纸”,以至于思维方式彻底被绝对时空观束缚住了,遗憾地与狭义相对论失之交臂!

在光速不变原理和相对性原理的基础上,爱因斯坦创建了伟大的狭义相对论。表面来看,这两大原理似乎是矛盾的,本质原因就是伽利略相对性原理其实是不完备的,它是以绝对时空观为背景的,只是空间上的相对性原理,而忽略了时间上的相对性,所以伽利略相对性原理在电磁作用上才会不适用。

说白了,时空的相对性与速度息息相关,只不过在低速世界,时间的相对性很难体现出来,非常不明显,所以伽利略相对性原理还是适用的,而一旦速度达到了亚光速甚至光速,就必须要考虑到时间的相对性,伽利略相对性原理就不适用了。

而光速不变原理,其实就是空间和时间都是相对性的结果,这样的结果彻底颠覆了牛顿经典体系下的绝对时空观!

也就是说,光速不变的底层逻辑是:光速就是时空的固有属性,所以光速相对于任何参照物都保持不变。光速不需要参照物,它是绝对的,如果说非要参照物的话,光速的参照物就是四维时空本身!

2 阅读:137
评论列表
  • 2024-06-02 09:59

    波只是一种粒子宏观时空分布不均匀,水波/沙丘波到处都有,是粒子构成的,有波粒二象性???波是一种物质???以干涉衍射现象否定光是粒子,又去解释粒子干涉衍射,不是笑话是什么???破坏了认知自然的核心根基“确定性” ………场::只能由源完全确定,不可观测(源力不是场力,源能量不是场能量),不必要的,无质量无运动的多余虚幻想象。……地球场给你引力,你给地球场引力,然后地球场给地球引力。这是笑话!!!~~~场与波都是捕风捉影之法,意义很小,破坏巨大。……伟大的赫兹证明电磁波的实验,激励源都是电火花,当然是光子。用了电磁波来解释而已,电磁波理论是有用的数学方法。一个具体问题::电流磁场与电子磁矩啥关系???

  • 2024-06-02 09:58

    自然绝对诚实,所有自然现象永远自洽,有确定性!!掷骰子结果是确定的。不观测就不能确定,观测(公理)不足,也不能确定。诚实的人服从公理和经验,想象骰子是1~6。大胆悖论斯坦祸害公理经验想象骰子是100,只好解释稀奇(骰子烂了卡了等)号称证明了,搞二象性。空间连续可入,位置精度没有任何极限,对应的速度当然也没有极限。电荷质量粒子大小不连续,电磁引力斥力也不连续(衍射条纹),都不是运动不连续不确定。测不准原理肯定是骗!观测能力不足一直都是人类认知自然的障碍,是不确定的源头 ,不奇怪。———测量精度与不确定是观测能力问题,不是物质属性,无关真假,当然不能用来否定或验证公理(自然有无之真)。真假确定性是科学的根本,“波粒二象性”是以真假不辨来祸害人类认知的核心根基———确定性。科学追求确定性,骗子招摇过市鼓吹不确定,以认知进化性否定绝对真理蔑视自然,是啥意思???他妈妈体重没测准还是他妈妈吗?

  • 2024-06-02 09:58

    解释光电效应是个笑话。物理机制根本木有涉及,对光谱特性,对光电子能量分布,对偏振和温度影响等都不能解释。是半知乱解,害大于利(笨蛋好于坏蛋)。发现光电效应是宝贵的金山,本是一条通往微观世界的大道。胡编解释光电效应是毒药祸害!!!………证明光速不变(全称命题)是胡编!光反射驱动光帆恰恰证伪了光速不变。多普勒效应和红移就是相对光速变化。光子进入引力场比如黑洞必然会加速。迈克尔逊-莫雷实验结果的理解::有质量的光子惯性运动,一点也不奇怪。……光子对实验装置相对速度基本不变,两路速度差极小,地球重力对光子速度影响太小也测不到,近似为惯性系。

  • 2024-06-02 09:57

    悖论斯坦五大骗术:: ——1.蔑视自然创造反公理假说(骗),由反公理假说演绎方程(骗),号称证明全称假说命题(骗)。 ——2. 三流数学假装物理,创造虚幻数学“物理概念”,破坏基本概念和认知体系。尽搞些莫名其妙的虚幻数学“时空”、虚幻数学“质量”、虚幻数学“能量”。站在不同位置赏月(三维)的是人,看昨天明天日出(四维)的是活鬼(悖论斯坦)。 ——3. 以必然有不确定性的精度攻击确定性的引力公理,以认知进化否定绝对真理。以宏观现象为基础的电磁理论描述微观粒子电磁行为明显不足,以太灾难不奇怪,他却借机破坏伽利略变换(惯性系如同pi都是好用的抽象认知理想概念)! ——4. 指鹿为马,指马为鹿,“波粒二象性”,破坏认知自然的最核心根基——确定性。狗都认识自己的主人,不搞二象性。 ——5. 胡编难知,解释稀奇,无耻于悖论(脑袋小脸皮厚)。面对稀奇未知……诚实的人哑口无言,骗子天花乱坠!………水星进动证明的大笑话:—— A.号称公理证明是欺骗。 ——B.忽视了水星的电磁力等等影响因素(1974地外水星探测),居然弄出高精度?不是活见鬼就是见活鬼。

  • 2024-06-02 09:59

    时光倒流是数学当物理的骗术!………都是毫无意义的思想实验。8分钟前的太阳光,几十亿年前的遥远星光,地层中几万年前的琥珀苍蝇,以及所谓的超光速观测,。。。只是影响一些意识信息,用光(超音速)观测雷电(来的快),用声音观测雷电(有滞后),都不能改变雷电本身。木啥实质影响。很多是为了欺骗。看到他妈妈两岁的照片,宇宙就时光倒流了???

  • 2024-06-02 09:59

    悖论斯坦,背叛数学由公理演绎证明特称命题的传统,号称证明全称命题公设公理。以光速不变假说祸害相对速度公理,祸害绝对时空,祸害能量质量引力等物理基本概念和认知方法,以二象性祸害自然科学的核心根基——确定性。祸害数学,祸害物理,终身搞骗,祸害极大极深极广。………是恶贯灵魂的彻底的人类公敌!!!狗屎都有用,欺骗有啥用?迷信蔑视自然的悖论斯坦,瞎搞科幻假说,人类将无法逃脱第六次地球生物大灭绝。———假说科幻骗子招摇过市,自然科学的基础就玩完了!

  • 2024-06-02 09:58

    观测归纳是经典物理,不确定/概率/不知道/假说/的东西也成了物理???用数学与创造假说当物理研究未知的大笑话。撒网捕鱼只能是概率,鱼摊买鱼是计算(物理公理已知)。观测树上苹果数量是确定的,猜测树上苹果数量当然不确定。不确定是观测属性,不是运动属性。哪里会有荒唐的测不准原理???鬼扯的光速不变,具有无穷的运动精度!胡编的测不准原理,居然与光速不变是同伙!!!创造假说宏观微观不同?相对速度哪有谁高谁低?笑死人。精度高低是观测能力问题不可能是真理,也不能否定真理。自然的有无才是真。骗子当然能猜中骰子,号称证明公理公设必然是骗!

  • 2024-06-09 07:41

    号称穿墙而过,弄自己的影子当证据(修改已有定义)???光速不变,原来是因为速度定义是假的(修改已有定义)???

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简介:热衷于宇宙时空的探索