如何簡單的理解「光速不變」原理?

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可以看看下文。

光速不變原理:真空中的光速對任何觀察者來說都是相同的。

2、廣義相對論建立在廣義相對性原理和等效原理之上的。那什麼是廣義相對性原理?什麼是等效原理?

廣義相對性原理:所有的物理定律在任何參考系中都取相同的形式。很明顯,廣義相對性原理是狹義相對性原理的拓展。

等效原理:慣性力場與引力場的動力學效應是局部不可分辨的。

在這裡我強調兩個點:

1、廣義相對論不光是建立在廣義相對性原理和等效原理之上,還是建立在狹義相對論之上的理論。也就是說上面提到的“四個原理”,都必須滿足,廣義相對論才成立。如果狹義相對論被證明是錯誤的,那麼廣義相對論也是。

2、關於光速不變原理的理解。注意再看一遍:光速不變原理是指真空中的光速對任何觀察者來說都是相同的。

這個問題的嚴峻性,就好比我問你:現在的光速值被認定為299,792,458 米每秒。假如100年後,光速值的測量,變為299792458.001米每秒,那麼你會說愛氏的相對論是錯誤的嗎?

我現在再問你一遍,是對的,還是錯的?思考一分鐘,再往下看吧。

很顯然就原理所述而言,沒有一點毛病,即使100年後光速測量變為299792458.001的時候,愛氏的相對論依然是正確的。因為對於任何觀測者而言,光速都是這個值,光速是不變的。

那麼為什麼說超光速下,愛氏的理論是錯誤的? 再思考一分鐘,你再往下看。

其實準確的理解應該是深刻的,而不是數字上的。在超光速下,光速自然不是不變的,也就是對於不同的觀測者光速不同。光速不變性原理不存在,愛氏理論自然就不攻自破了。

那麼我再來升級一下問題,100年後所測的光速值,比現在光速快10米每秒,此時愛氏的理論正確嗎?

你不用思考一分鐘了,直接回答吧。答案是:愛氏的理論依然正確。

如果你看了我《變化》中關於光速,空間,物質的概述,沒有領會到這一點,你白看了。

而且上面也說了,不要追求數字上的理解,去追求本質上的理解。100年後,光速值比現在增加10米,如果是對所有觀測者而言的,那麼理論依然就是正確的!

好了,你有問題要提問嗎? 提問給你5分鐘時間,你來提問。而且你必須提問。沒有問題,你就沒有看清楚我上面所說的事情。

好吧,沒有時間等你了。但肯定有聰明的朋友會問:“你說了什麼啊!上面說光速不變,現在說100年後光速值比現在每秒快10米,你不自打臉嗎?趕緊回家,別丟人了!這麼弱智的問題,你都想不到!”

各位,這位同學說的話粗糙了點,但理確實不粗糙,很細。哈哈,我有種想笑的感覺,突然覺得之前寫的好多篇章,還是太嚴肅了。課堂氣氛不行。現在該怎麼回答這個同學的提問,你能替我回答一下嗎?所以再返回來,再看一遍光速不變原理:

光速不變原理是指真空中的光速對任何觀察者來說都是相同的。

這已經是第三次讓大家看這個概念了。你現在應該終於體會到我為什麼想笑了。就一個寫的明明白白的原理,怎麼理解起來,那麼費勁呢!

好了,看看關鍵詞吧:真空中,光速,任何觀測者,相同。我列出了我認為是關鍵詞的四個詞。

在你要分析我給你列出的這四個關鍵詞時,我要告訴你分析它們能讓你開始懷疑人生。別問我怎麼知道的,我就懷疑過!

1、真空中,這是環境要求,條件。這裡面也包含一個定理,估計包括我在內的所有人都贊同。那就是“真空不空。”至於怎麼個不空法,在這篇文章中就沒法細說了,篇幅有限。但大概就是退相干性理論,時空微擾理論。這個我在《見微知著》中後面的一些篇幅中談論過。

2、光速。就兩個字,包含很多。光速是一個數值,表述的時候,我們會說每秒多少米。發現問題沒?也就是影響光速的定義裡,必然包含米的定義,秒的定義。其實在1983年之前,光速的測定值都是不嚴格確定的。

為了讓大家知道這個事情,還是讀讀下面文字:20世紀下半葉,光速的測量準確度隨著諧振腔和激光干涉儀的發展而不斷地提升。另一方面,更精確的米和秒的定義也陸續被認可。

1950年,路易斯·艾森用諧振腔所得出的光速值為299,792.5±1 km/s。這在1957年的第12屆無線電學聯合會大會上得到採納。1960年,米被重新定義,基礎是氪-86的某個譜線的波長。1967年,秒也被重新定義,基礎是銫-133基態的超精細躍遷頻率。

1972年,位於美國科羅拉多州波德的國家標準技術研究所利用激光干涉法測定光速,得出c = 299,792,456.2±1.1 m/s,其精度比之前的測量高100倍。剩餘的不確定性主要來自米定義上的不確定性。

由於類似的實驗也得出相近的光速值,所以1975年的第15屆國際計量大會建議把299,792,458 m/s作為光速的數值。

1983年的第17屆國際計量大會結果發現,通過測量頻率並固定某一特定光速值所得出的波長比此前的長度單位定義更具有可重複性。大會保留了1967年的秒定義,使銫的超精細頻率成為秒和米兩個單位的定義基礎。米的定義改為:“1⁄299,792,458秒內光在真空中所運行的距離。”

在這一定義下,光速的準確值就會固定在299,792,458 m/s,光速也成了國際單位制所定義的常數之一。

在重新定義之前,更準確的測量會使光速值變得更為精確;但在1983年以後,對氪-86以及其他光源的更準確測量不會再改變現有的光速值,而是會增加米單位的精確度。

好了,這個簡單內容,對於很多人而言,是枯燥的。但大概意思大家應該懂了。就是說光速的定義不是那麼簡單的,也牽涉到米和秒的定義。

3、任何觀測者。就是指任何客觀存在的人和物。

4、相同。這個概念不解釋,也無法解釋。解釋起來,也夠讓我懷疑人生!

好了,這就是關於光速不變原理四個關鍵詞的分析。你有問題嗎?

靈遁者物理宇宙科普書籍《變化》在靈遁者淘寶有。

算了,我直接問吧。這四個關鍵詞重要嗎?肯定重要,但最重要的問題是光速的本質是什麼?本質是什麼!

我在此書《變化》中回答過這個問題。在這裡不分析,直接說思路。光速的本質:光速【真空】是一種時空束縛態,光速為定值是時空使然。也就是時空告訴物質如何運動,這種運動就包含了以多大速度運動。光是物質,自然就遵從時空規律。

更具體的來說是真空磁導率和介電常數,引力場共同決定了光的速度。可是我為什麼要說100年後如果光速測量值,比現在增加了10米,相對論依然是正確的。

其實說100年增加10米,有點誇大,但不是不妥。10米和1米,0.1米,在這裡的性質是一樣的。

那我再問你,10米和一百萬億分之一米在這裡的性質一樣嗎?各位是不一樣的。現在給出的光速定值299,792,458 m/s,一定是確定的嗎?沒有一百萬億分之1米的差嗎? 也就是我說現在的光速值是299,792,458.0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001.對嗎?肯定是對的,沒有人敢否定這個誤差,即使現在國際協議規定它是定值。

各位我在說什麼?我再給你們說性質問題!可是增加了1米,變成299,792,459,那麼誰都敢說,你這個和原來的不一樣。

所以問題就清楚了,我要解釋為什麼100年後光速變成了299,792,459,增加了1米,我還認為相對論是成立的。

因為宇宙中唯一不變的就是變化,我在序言中就寫道了這句話。我一直也將這個思路貫穿整本書。

而且宇宙是非線性波動的,也是開放性的。即宇宙不是一成不變的,那麼光速是一種宇宙時空束縛態,宇宙發生了緩慢的變化,光速出現變動,而且必須是全域性的變動,那麼對於我們而言,光速就是不變的。

也就是說時空束縛態有了鬆動,光速會增加,以我們無法察覺的形式有了變化。也就是光速不變原理是成立的,對於任何觀測者而言,光速是一樣的。

我覺得必須給你們一個案例,你們才能更好的理解。我們知道河槽寬的地方,河流流速緩慢,而河槽窄的地方,河流流速較快。等量的河水,我讓河槽窄的地方,比原來窄上100萬億分之1米,那麼窄的地方河流的流速有變化嗎?理論上有變化,可是實際呢?實際是沒有變化的,因為這樣微小的變化,至少人類是無法測量出來的。

而宇宙更是龐大無窮時空體系,我這樣解釋,你懂了嗎?仔細考慮一下。

所以從宇宙角度來說,光速是可變的,但光速不變原理卻是成立的。因為光速不會今天是這個速度,明天是那個速度。要深刻理解光速不變原理。

還有一點我強調一下,因為害怕大家有慣性思維,就想不到這點。比如100年後光速的測量值,比現在慢了0.1米,那麼相對論成立嗎?

很顯然是成立的! 所以有“超光速”的概念,就一定要有“慢光速”概念。可是大家都沒有意識到這點。 快和慢當然都是相對於“現在的光速”而言的。

還有一點再強調一下,很多科學家認為,宇宙大爆炸開始時候,光速比現在快。你一定看到過這樣的新聞和科普知識,但你聽過他們怎麼解釋嗎? 去搜一下。

哈哈,去搜了嗎? 你會發現,你其實沒有搜到任何東西。對於這個問題解釋,科學家無能為力的原因太多了。宇宙自身的膨脹速度大於光速,說明什麼?說明宇宙膨脹的速度是大於光速嗎?

宇宙自身膨脹的速度大於光速,肯定是以現在的光的速度而言的,至於幾百億年前宇宙爆發時候,光速是多少?我們其實很難知道了。但我在我的書中提到過,我其實是反對大爆炸理論的,至少持高度懷疑態度。原因也是出於上述原因。承認大爆炸理論,就必須承認那個時候,相對論不管用。這僅僅是其一。更多的大家思考一下吧。也可以去看看我之前的文章。

很多人可能會罵我,當然已經有人罵過我了。不過也有人誇我的。 我很有自知之明,我不是傻x,也不是天才,我只是思考你們不常的思考的問題,我將我思考的答案寫出來。當然我不能保證這些思考都是對的,有價值的。我能力,學歷很有限。確實博士生隨便幾個問題拋過來,我就傻眼了。

等等,好像有點跑題了,繼續回到論述中來。

我不知道愛氏在做出這個原理判斷時候,是否也考慮了我想過的問題。他是否問過自己:“光速的本質是什麼?”

好了,關於等效原理等,其實也值得深入分析。你分析一下吧。看看有什麼值得分析的地方。

摘自獨立學者靈遁者物理宇宙科普書籍《變化》


靈遁者國學智慧


我認為“光速不變”只是廣義相對論裡一個不可沒有的前提條件,

假如沒有這個前提條件,那麼很可能會出現在同一參考系下的同一個過程,在相同的觀察時間裡,出現多個觀察結果的怪現象。就更不用說在不同參考系下的同一個過程了,也就沒必要說什麼一個過程在不同參考系下的變換了。那將都是沒意義的。

如果說“光速不變”是一種原理,那麼它是對於我們人類觀察事物,瞭解世界所必須的。無需理解,硬記下就行了。


史密斯傑克


物體運動的速度一般是跟參考系有關的,選擇不同的參考系觀察同一個物體的運動速度一般不同。速度較小,使用伽利略變換,速度加大,使用洛倫茲變換。光速不變原理指的是在不同的參考系中光速是不變的,也就是說,無論光源是否運動,或者參考系不同,光速都是相同的,與參考系的選取無關


laosun9838


首先,應該把這個問題中的“原理”改正為“假設”,因為宇宙中並不存在“真空”。其次,既然是假設,自然就容易理解了。

如果這個假設經過科學實踐驗證為真,那就是真理;如果無法通過科學實踐檢驗,那它就只能永遠是一個“假設”,無須浪費精神去理解。


岷山23


光是一種波,波速是由介質的特性決定的,真空是一種介質,你我的真空是一樣的。所以,真空的光速是一樣的。


李堅152171442


對大宇宙來說,光既沒有起點,也沒有終點。就是客觀存在。經典力學描述的光,是限定了條件,主觀的認定。連名稱都是人為因素定的,而大宇宙裡的光,本身也是宇宙本身。


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