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1 # 諸艾文
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2 # 老郭的封面
從光速無限,到光速有限,再到絕對光速,人類一直在對光速理論提出質疑、產生新理論、進行驗證。
到目前為止符合所有觀測結果的是愛因斯坦相對論光速是宇宙最快速度的描述,並且光速是與參考系無關的絕對速度。
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3 # 思域無疆3
光速為啥是固定的(真空中大約30萬公里/秒)?其實,連聲速也是固定的(空氣標準氣壓下大約300米/秒)!
速度,既A點到B點的長度與時間的商,光速和聲速一樣,都是介質傳播速度,與發光(發聲)體自身(既A點)的運動無關,無論A點的運動趨勢如何(速度大小和方向),光(聲)離開A點後向B點的運動過程中,只能按照其傳播規律(光30萬公里/秒,聲300米/秒)運動;同理,也與接收體(既B點)的運動無關。無論A、B點的運動趨勢,只要不改變AB之間的距離大小,也改變不了AB之間的傳播規律,故而改變不了測量速度!
當然有,太多了。
可以說,人類對於光速的所有認識,都是基於對光速的各種懷疑而開展的。
人們最早對光速的認知就是,光極其極其快。到底有多快?笛卡爾和開普勒認為是無限快。無限快是多快?無限快就是,發出光和接受光總是同時的。
這時候就有人出來質疑了。你說光無限快,那我必然是無法測量其速度的。所以說物理就是物理,你再牛X的科學家,你的說法跟實驗不相符,那你肯定還是錯了。
法國科學家傅科站了出來,說老子要做實驗測光速。光速不好測,怎麼辦呢?傅科找了一個高速齒輪,擋在光路上。光兩次透過齒輪處,兩次都透過成功了,就能在觀測處看到光斑。如果光速無窮大,那妥妥的不管齒輪怎麼轉都能保證在齒隙轉過的時候能夠透光。如果不是無窮大,那抱歉,光速是有限的。傅科老先生還測出來,光速大概是298*10^8米/秒。
之後,到了1866年,麥克斯韋寫了一堆方程,解出來光速是個定值,跟參考系沒關係。這下大家炸鍋了:老子站在火車上,往前打手電,這光速不就超過站在地面上的光速了麼?憑什麼就不能超過光速呢?所以如果你不能理解洛倫茲變換,不能理解為什麼站在火車上打手電並沒有什麼卵用,沒關係,跟你一樣不能理解的人多了去了。
好,這時候就有人來解釋了:宇宙中有一個絕對參考系,叫以太。以太是光的介質,和宇宙背景一起,並不會動。這一切的光速都是相對於以太的速度。
這個解釋看上去有理有據令人信服。但是物理就是物理,還是要跟實驗相符才行。
那接下來做了什麼實驗呢?科學家們想到,首先,地球肯定不是一個特殊的星球。如果有以太,地球肯定在相對於以太運動。尤其是地球的自轉,將會造成東西向和南北向光速的很大差別。當然你可能問,如果以太和地球運動同步呢?我就告訴你,憑什麼以太就要跟著地球轉,而不跟著別的轉?地球又不是宇宙的親兒子~
好,邁克爾遜和莫雷做了這個著名的MM實驗:看東西向光速和南北向光速有沒有區別。實驗結果,沒區別。
好,以太這個東西,不存在的。這是實驗說的,你們誰反駁都沒用。那為啥光速還能不變呢?
愛因斯坦告訴大家,這裡要用洛倫茲變換,不能用伽利略變換,你們這樣搞不對,要用相對論,參考系平權+光速不變,閔氏空間的性質就是這樣的,沒毛病~
愛因斯坦說了,憑什麼大家就要信呢?沒道理嘛!於是大家又做實驗。原子鐘實驗,月食的星光觀測實驗,各種實驗做了一大圈,好,沒毛病!我們這才接受了這一系列的現代的光的觀點。
從最早的光速無限,到光速有限,到光速不變,到消滅以太假設,到最後的相對論,我們一直在懷疑,全方位無死角地懷疑。大浪淘沙之下,我們最終得到了一個和實驗吻合到不可思議的理論。這個理論自誕生之日起,尚未在任何宏觀領域失過手。
你說懷疑,沒毛病,人類的科學大廈就是從懷疑裡構建起來的。但是如果瞎胡懷疑,既不管數學基礎又不管實驗基礎,好像樓上李同學那一大堆理論一樣懷疑,那就是隻能說是,凸顯一個半瓶子晃盪了。