光速為何是不變的?

最近在看一些科普讀物,重新看到愛因斯坦的狹義相對論時,發現一個疑惑:狹義相對論假定光速是不變的。

首先,速度作為一個宇宙的基本量這一點很違反直覺,我們甚至無法直接測量速度,只能測試距離和時間,連速度的單位也不是基本單位而是比值的形式。

第二,光速不變是否意味著空間維度和時間維度不是獨立的,而是有嚴格的關係的(?),空間的維度之間有這樣的關係么?

第三,我們現在擁有的光速很不精確,只有±0.1米/秒(而且不知道是否對所有波長都是這個精度,我想這個精度是遠遠不夠的)。物理學上有理論或者實驗證明過光速不變么?

第四,光速如果會隨空間或者時間或者光子的能量微弱的變化的話,世界的圖景是怎樣的?比如光速如果在特定的區域變大0.1米/秒會怎樣?


一,速度是宇宙的基本量,是沒錯的。邏輯上來講,存在就是存在,萬事萬物都在移動,所以人類在用我們的邏輯和語言定義宇宙基本量時候就一定會有速度。

二,光速是否不變現在還未證實:

1,「狹義相對論假定光速是不變的」。看到「假定」這兩個字了沒?

2,光子的是目前還沒辦法確切提取出來研究和證實的,因為存在一個障礙:看。人類認知事物是需要看到的,而光子是承擔起物質和眼睛之間「看」的橋樑,並且光速是目前人類所能做到的速度極限,還無法超出。如同人類搬不起自身、古代沒航海技術就不能確定地球的樣子一樣,在我們沒掌握超出A的能力前,是無法測量A的。光速目前還無法定時定量定速的研究,只是停留在推論階段,乃至宇宙、空間和時間,所有的理論都是推論。

三,沒有,上段已說明。

四,無法證實這種情況,因為這破壞了現有世界的規則,會形成chaos狀態。如果強行理解,可能更接近於目前人類觀測到的黑洞。破壞了現有規則,會形成整體框架的崩塌,從創造變遷至毀滅的歷程吧。

少年,目前的學術界的言論你要分清,有些是證實的,有些是推測的,不要把推測的當成準確理論,甚至在推測的基礎上再去推測其他。

設想一下,在現有科學體系成立前,人們都說地球是平的,還有妖魔鬼怪神,當這些推測的理論在現實一個艦隊的環球航行、在現在的科學體系面前崩塌時,那些古代時候人們所崇拜的推測者你會不會認為很愚昧?


只反對第三點,邁克爾遜莫雷實驗被就飯吃了?


1. 用比值定義只是我們先發現時間和位移而已。而且時間的測量更不容易。反而用動量為基準來定義會更好用一點。而且用比值定義沒什麼不好的啊。普朗克常量不也是比值嘛。熵不也是比值嘛。導數一點都不比原函數更低級呀。

2.從四維速度來看,你在時間維的速度分量和在三維空間的速度分量和是光速。

3. 光速是那個精度只有0.1m的值,是因為我們把1m定義為光速的那個值分之一。所以那個是精確值。

測光速實驗很多,但那些只是幫助我們更精確地知道1m是多長。

就像今天我們都沒算出來π和e是多少,難道這兩個數不算宇宙中基本常數嘛?

至於光速不變,你可以理解為我們沒發現他有不對的,然後把光速不變作為第一原理。然後發現,咦,所有模型都很漂亮。就跟數學中的皮亞諾公理差不多,你可以不要這個假設,但為了滿足一致性,其他量要改的一塌糊塗了。所以我們就讓光速不變吧。

4.光射入水中。(我只能想到這個算是隨空間變了的。。。)


這個問題的答案是:人類目前還不知道!千百年來,人類精英們都在上下求索,去試圖了解"上帝的想法"。為此,我們建立了一個個模型去描繪這個世界。最有名的或許就是牛頓經典力學模型。但這是,愛因斯坦說。牛頓的那一套東西有局限性,於是他提出了一套模型-----相對論。人類一看,確實愛因斯坦的這一套,在描繪這個世界方面,比牛頓的那套適用性更廣、刻畫的更精準,在低速的條件下還能推導出牛頓的那一套。於是,人們就接受了愛因斯坦的這套模型。而我們知道,大部分模型都是有前提假設條件的。而這個愛因斯坦的這個模型,前提假設之一就是"光速不變"。因此,這個假設不一定是對的,也不是不可以推翻的。如果誰能夠真正從科學角度說明白光速為什麼不變,那他或許就是我們期待的"下一個愛因斯坦",引領一次科學革命,更新全人類的認知。。。


洛倫茲變換要求的


光沒有質量。。。。


你怎麼定義1m的長度?

現在我們用的是真空中光在1s內走過距離的1/299792458

在推翻MM實驗之前我們都假定光速不變


。。。。。。。

光速不變是含在麥克斯韋方程里的。

電磁波波速:c=frac 1 {sqrt{epsilon_0mu_0}},後兩個數全是真空的性質參數,怎麼變。。。


如果光速相對一切不變,還是一切相對光速不變。一切相對彼此有變。彼此是相互量化。量化是組合,組合如加減法。相對速度有方向疊加。光速有卻不疊加。為什麼呢?……光速反映的是空間的最快作用時間,應該是空間是反應,而不是獨立的東西。空間矩離是不變的。(編不下去了)

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正是因為我們用光來觀測作用的反饋,而確定的空間矩離。先觀察到的遙遠的星系,都是過去幾十萬年的,隨著時間推移,看到更遠的星系。剛觀察到的星,也是星系剛誕生時的光景。如果不是爆炸。也看不到外,就是宇宙的膨脹。假定宇宙不是膨脹的,因為有外太荒唐。

那星的初光花了這麼久作用到這裡。地球只是原地循環。此處剛誕生時的光也剛作用到它。或許此刻它已經滅亡了,但餘波仍在宇宙中擴散,成紅移背景。於是它的壽命比這兒短。


速度的物理意義是相對的,一個東西相對另一個東西的運動狀態的大小,而光速就是電磁波這個東西相對我們宇宙這個東西的運動狀態。


對於光速是絕對不變的理論,一直幾個疑問:

1、比如有AB兩點,一束光面向而來,A以 一定的速度朝著光運動,B靜止原地。很明顯光束先到達A後到達B,那麼以A作為參照物,光速是不是比以B作為參照物時快?這現象說明光速是可以相對的。

2、光在不同介質中的傳播速度是不同的,這是已得到證明的事實,這個事實就反駁了光速不變論。


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