作者: jfsu (水精靈)
標題: Re: [問卦] 光速不變這個結論是有問題的吧~
時間: Sun Oct 18 22:13:34 2020
※ 引述《yniori (偉恩咖肥)》之銘言：
: 如題
: 愛因斯坦的相對論前提就是光速不變
: 但是光速不變這件事應該是有問題的才對
: 因為不太可能一個物體在移動的時候射出來的光卻是固定的速度
: 以人類發展來說
: 很有可能只是因為技術力的薄弱導致測不出來光到底多快而已吧
: 所以愛因斯坦的相對論應該是建構在錯誤的基礎上!
: 難怪愛因斯坦無法解釋量子力學
: 因為光速不變就是錯的阿!
「光速不變就是錯的阿？」目前的確有不少人仍是如此認為，你並不孤單。
[m根據[1;35m牛頓的理論[m，光速就是光速，沒有什麼特別，[1;35m要超越光速絕對辦得到[m。只要你
跑得跟光一樣快，光在你眼前就是靜止。不過，並沒有人看過光完全靜止，
傳統的牛頓理論在此是說不通的。
愛因斯坦在電磁大師馬克士威的理論中發現，[1;32m光速是常數[m。不管你是向著它、背著它
移動，它都以同樣的速度前進。這樣一來，牛頓力學將完全崩潰，因為在他的理論中，
你在地球上的時間、長度與在其他星球的都完全一樣，這也表示在光速不變的情況下，
時間與空間必須產生難以想像的扭曲。
[m但是根據愛因斯坦的觀點，在[1;36m加速前進的太空船裡，時間流動會變慢，船內的空間會[m
[1;36m遭到壓縮[m。假設你站在地球上、可以透過望遠鏡看到太空船內部，你會發現，裡頭的
時間變慢了，船員的行動變得跟烏龜一樣緩慢，身體也變得跟扁魚一樣扁平。
如果可以的話，要是太空船以光速前進，內部的時間將會停止、太空船會一直壓扁到
消失不見，質量則會膨脹到無限大！
你會想說，夭壽喂∼這種情況怎麼會花生？？！！是啊，也就是如此，愛因斯坦才說
要突破[1;31m光障[m(light barrier)是不可能的！如同[1;33m二次元宅宅與三次元現充總是存在不可[m
[1;33m交流的[31m次元之壁[m一樣。
ps.物體移動越快，重量越重，表示移動的能量轉換成質量，你可以透過E=MC^2來知道
有多少能量轉換成質量。
[m後來愛因斯坦提出了比狹義相對論更強大的武器：[1;31m廣義相對論[m，換一個字，當然差很多。
根據廣義相對論，時空就像西索的念能力『[1;36m伸縮自如的愛[m』一樣，能縮能伸；
在特定情況下，這塊布可以延伸得比光還快！狹義相對論只能適用於局部地區，如太陽系
；要是考慮整個宇宙，就必須改用廣義相對論！
至於測量光速，可以藉由設計實驗來彌補技術力的不足。
大家都知道，水波的傳播需要有水做媒介，聲波的傳播則是需要空氣做媒介，可是，
地球離太陽一億五千萬公里，這之間既無水也無空氣，在這近乎真空的環境，太陽光
靠什麼來傳播？
於是物理學家就給光找了個傳播介質：「[1;31m以太[m」，這個詞是源自於古希臘，原意是
高空，亞里斯多德認為下界為水、火、土、氣四個元素所組成，上界加第五元素，
以太(ether)」，即是一種媒介物質。1664年，笛卡兒(R.Descartes)首先將它用於
科學，說天體或其他物體間的作用就靠它。
牛頓發現萬有引力之後，碰到了第一個難題：在宇宙真空中，引力是由什麼介質傳播？
為了能有一個解釋，他只好採用笛卡兒的說法，認為[1;33m以太是宇宙真空引力傳播的介質。[m
如此一來，許多難題迎刃而解，法拉第的電磁力需要它，馬克士威證明光也是一種
電磁波，當然光的傳播也要靠它。更重要的是，以太的存在正好說明牛頓的絕對
時空觀，它是[1;32m一個絕對靜止的參考系[m，地球、太陽等一切運動都相對於它而進行。
「笛卡兒所設想的以太是一種作漩渦運動、球形的無重物質，充滿了整個宇宙」，
當德國物理學家[1;31m麥古拉[m指著天空侃侃而談時，對黏性流體的運動十分感與趣的
英國物理學家[1;31m斯拖克斯[m(George Stokes)說：
[m 「啊，好像瀝青似的。」
「我看倒有點像蠟。」克耳文說。
「真像[1;35m伸縮自在的愛[m。」幻影旅團4號成員舔舔嘴唇緊接著說。
我們不禁哄堂大笑，同樣的一種以太，每個人卻有不同的感覺。
麥古拉連忙放下手臂，他覺得[1;36m以太就是以太，不是瀝青，也不是蠟，更不是念能力。[m
由於以太涉及的範圍太廣，加上沒有實驗可做為依據，許多物理學家都參與其中，
提出不少研究以太的理論，逐漸變成物理學界中的顯學，甚至最後以太成為啥都能解決
的萬能藥，幾乎可以媲美上帝。
1884年，克耳文到美國來作一場科學報告。會後一群人擠在他身邊，想聽聽他對於以太
的研究。湯姆生說：「雖然以太解決了不少問題，但新的問題又接踵而來：以太代表了
一個絕對靜止的參考系，而地球穿過以太在空間中繞日運行，如同一艘船在高速行駛，
迎面會有一股強烈的『[1;31m乙太風』[m不斷吹來，同時也會對光的傳播造成影響。誰能用
實驗證明了這股風的存在也就證明了以太的存在！」
這時在場的人群裡有一名[1;33m覺醒青年[m，聽到這位物理大師的開示心中不由一怔，決定
投入更多的熱情在這個問題上。
[m這位青年就是邁克森，兩歲時父母帶著他自波蘭過鹹水到美國來謀生。17歲時他考進
安那波利斯海軍學院，畢業後到柏林、巴黎等地留學了兩年，然後又重返美國
1879年，馬克士威寫信向美國航海年曆局的托德，討論測定地球相對於以太的速度
問題。他在信中認為，由於量測精確度的限制，目前所有測量光速的方式都不足以
證明檢驗地球的絕對速度。邁克森得知之後，立即著手設計一台可以測定微小長度、
折射率和光波波長的干涉儀(後來被稱「[1;35m邁克森干涉儀[m」)來進行這個最困難的實驗。
ps.實驗的簡圖在教科書都有，此就不附上了。如果存在地球與以太的相對速度，
藉由測試兩束互相垂直的光的傳播速率會有微小的差別。
1881年，邁克森首次測量，卻是 [1;32m404 not found[m，that is，「零結果」。1884年，
在克耳文的鼓勵之下，邁克森與另一位科學家[1;31m莫立[m(Morley)合作，改進了實驗裝置，
[1;36;40m精確度達到40億分之1[m。1887年，邁克森重複了6年前的實驗，但得出的結果仍是
否定的。
這告訴我們，地球相對於以太的運動並不存在，或者說以太本身就是一個子虛烏有
的東西。邁克森，本來是想以精確的實驗為以太的存在提供證據，但卻適得其反，
[1;36m真的很會[m。
ps.嚴格來說，單憑這點並不足以斷定以太是不存在，這[1;33m只是證明了乙太風不存在[m。
愛因斯坦證明以太存在與否其實並無關緊要，認為可有可無。根據[1;31m奧坎剃刀[m
(Occam's Razor)原則，物理學家便從此不提以太了。這是後話。
[m這項實驗結果一宣佈立即在物理學界引起一場軒然大波，本來萬里無雲的藍天上突然
出現了一朵烏雲。因為一旦放棄這個曾經可以解釋許多光電磁現象的以太說，那
牛頓力學的絕對時空觀將要從根本上動搖，經典物理學的大廈突然出現了裂縫！
為了挽救以太，1889年英國物理學家[1;31m斐茲傑[m(George FitzGerald)、1892年荷蘭物理
學家[1;31m洛倫茲[m(Hendrik Antoon Lorentz0分別提出了物體在以太風中運動、長度收縮
的假設。
雖然這個假設讓以太說得以殘存，猶如[1;32m風中蟾蜍[m。但現實的風向已經改變了，
最終當「相對論」提出後，以太的概念從此就銷聲匿跡了......退出江湖、自暴自棄、
偷搶拐騙.... 。
雖然這個[1;35;40m著名的邁克森-莫立實驗(Michelson-Morley Experiment)證明了光速不變，
[1;35;40m但愛因斯坦提出光速不變原理並不全是基於該實驗結果，而是當時已經發展成熟
[1;35;40m的電磁理論提出的必要假設。[m
[m以上
Reference
1.Wiki
2.科學五千年
3.不可能的物理學
4.量子物理史話
5.雅量
--
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