大自然为什么有光速限制，不限制不行吗？
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简单讲 ， 光速限制 ， 是爱因斯坦的狭义相对论的结论 。
了解狭义相对论的伙伴们应该都知道 ， 狭义相对论就是建立在两条假设基础上的提出来的 ， 这两条假设分别是：光速不变原理和狭义相对性原理 。
什么意思呢？
第一条 ， 光速不变原理 ， 也就是说光速在任何惯性参考系中都保持不变 ， 都是光速 。
第二条 ， 狭义相对性原理 ， 在任何惯性参考系中 ， 物理定律都是相同的 。
狭义相对论推导出的所有结论 ， 公式都是从上面两个假设中得出来的 ， 包括质能方程 ， 尺缩效应 ， 钟慢效应 ， 质增效应等等 。
比如说质增效应告诉我们 ， 物体的质量会随着速度的增加而变大 ， 当物体的速度无限接近光速时 ， 其质量就会变得无穷大 ， 想要再加速就需要无穷的的能量 ， 连整个宇宙的能量都不行 ， 这显然是不可能的 。
所以 ， 能够看出 ， 光速限制就是狭义相对论得出的结论 。 只要狭义相对论是对的那么光速限制就是对的 。 而由于狭义相对论是建立在两条假设基础上的 ， 所以 ， 只要那两条假设是对的 ， 狭义相对论就是对的 。
那么 ， 上述两条假设为什么是对的呢？
简单讲 ， 所谓“假设” ， 其实就是前辈们通过大量观察和实验分析总结出来的规律 ， 说白了就是公理 ， 不需要证明 ， 也无需证明 ， 也没有谁能最终证明 。
就好比“两点之间直线最短”一样 ， 这就是公理 ， 是人们通过观察总结出来的规律 ， 非常符合人们的日常生活经验 ， 不需要证明 ， 无需证明 ， 也不可能最终证明 。
因为两点之间有无数种连接方式 ， 如果真的要证明“两点之间直线最短” ， 就必须把无数种连接方式都挨个证明才行 ， 显然这是不可能的 。
也就是说 ， 任何科学理论本质上都是假设 ， 但绝非随意拍脑门的假设 ， 而是建立在大量观察实验的基础上得出来的假设 ，然后不断验证这种假设 ， 在证伪的过程中得出科学理论 。
先拿“光速不变原理”来说 ， 它并不符合我们的日常生活认知 ， 那是因为我们生活在低速世界 ， 在高速世界上非常符合我们的生活认知 ， 比如说“迈克尔逊莫雷实验”就证明了这点 ， 还有数学公式也支持“光速不变原理” ， 下图就是光速的表达公式：
【大自然为什么有光速限制，不限制不行吗？】从公式中可以看出 ， 光速并不需要任何参考系 ， 它只与真空的磁导率和介电常数有关 。
还有“狭义相对性原理” ， 在任何惯性参考系中 ， 物理定律都是相同的 。 最明显的例子 ， 地球可以看做是惯性参考系 ， 匀速直线行驶的火车也是惯性参考系 。 你坐在匀速直线行驶的火车上 ， 与在地面上的感受没有什么不同 ， 两者是等价的！
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