光速是物質的極限速度是怎麼推出來的？

01-11

首先，實驗室觀測上，邁克耳孫－莫雷實驗發現光速不變，即不依賴於光源與觀測者的慣性系。愛因斯坦狹意相對論構建兩大基本假設：第一即光速不變；第二即相對性原理，也就是說，在任何慣性系中，物理定律有相同的表達形式，無論是在北京還是上海，無論在地球還是火星，物理定律都同樣適用。根據這個相對性原理，時間和空間就不是相互獨立的，也就是不存在絕對的時間和空間。同時，相對性原理能推導出不同慣性系間的「洛侖茲變換」，這個洛侖滋變換可推導出，沒有任何物質擁有比光速更快的速度。

有的書直接也把「光速不變，且任何物體的速度不能超過光速」作為狹義相對論的一個基本假設，可以把它理解為物理定律。就像牛頓三大定律，是機械運動力學的三大基本假設一樣。

空間是人類的感知，時間也是人類的感知，速度更是感知。傳統力學認為在任何座標系統，這些感知是一致的，所以是常量。但相對論認為，處於不同時空，這些感知是不一致的，都是相對的，既然不一致就無法度量，必須有一個在不同時空中一致的常量，那麼這個常量就是光速，只有通過這個常量才能將不同時空中的空間、時間、速度統一起來。如果這個理論是成功的，哪么就不可能出現超光速的物質，如果出現了，那說明這個理論失敗了。但到目前為止，這個理論對很多物理現象解釋得很好。

光速是物質的極限速度，是根據公式判斷出來的，相對論中有個著名的質量公式（如下圖），m0是物質的靜止質量，m是運動時的質量，u是運動速度，c是光速，當物體的運動速度u趨於光速c的時候，根號項將趨於0，物體的質量m將為無窮大，一個質量為無窮大的物體，無論你給它加多大的力，它的速度都不會再增加，所以，物體的速度只能接近光速，而不能達到光速。