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根据爱因斯坦的相对论 , 光速总是很特别 , 很霸道 , 总是不走寻常路 。
在我们日常生活中 , 总是会遇到相对速度的问题 , 比如说 , 你追赶一辆公交车 , 你的速度为时速29公里 , 公交车时速为30公里 , 那么你们之间的速度差就是时速1公里 。
所以 , 只要你再使把劲 , 稍微一加速就能追上公交车 。
但是如果公交车是一束光 , 情况就大为不同了 。 无论你如何努力 , 无论你的速度有多快 , 你与光的速度差仍旧是光速 。
也就是说 , 即便你以99%光速追赶一束光 , 你与这束光的速度差仍旧是光速 , 而不是1%光速!
但我们的固有思维告诉我们 , 以99%光速追赶光 , 与光的速度差就应该是1%光速 , 这是很简单的数学计算 , 小学生都会 。
这就是光速不变原理 , 光速是绝对的 , 相对任何参照系都是光速 , 或者说光速根本不需要参照系 , 任何情况下都是保持光速不变 。
由此可以看出 , 光速有多么霸道 , 而以“光速不变原理”为前提诞生的狭义相对论 , 也彻底颠覆了我们的固有思维模式 。
实际上 , 用水波的方式来理解光的速度就会变得容易起来 。 假设你在水里游泳 , 水面就会产生波浪 , 这时候你会发现 , 无论你多么努力追赶波浪 , 波浪始终在你前方 , 你永远都追不上波浪 。
光也是一种波 , 也有类似的特性 。 可以这样通俗理解:波的速度会随着你的移动位置而发生改变 。
光的这种霸道的特性决不仅仅是猜想 , 而是经过多次的验证 。
光速不变原理可以引申出很多颠覆我们传统认知的结果 , 比如说时间膨胀 , 尺缩效应等 。
这很好理解 。 既然在不同的参照系 , 不同的运动状态下观察到的光速都保持不变 , 那么必然有某些东西发生改变 , 只有这样才能保证光速的绝对不变 。
而这些东西就是时间和空间 , 也就是时间膨胀和尺缩效应 。
爱因斯坦以两个基本前提 , 也就是“光速不变原理”和“相对性原理”提出了狭义相对论 , 也彻底打破了人们的传统认知 , 时间和空间不再是一成不变的 , 而是相对的 , 会随着速度的变化而跟着改变 。
【霸道的光速:即使你以99%光速追光子,你们之间的速度差仍是光速】当你的速度越快 , 时间流逝的速度就相对越慢 。 所以 , 如果想让自己的时间流逝变慢下来 , 那就运动起来吧 。 只不过我们的速度与光速相比实在太小了 , 可以忽略不计 , 所以日常生活中我们很难体验到时间膨胀的现象 。
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