中微子超光速事件 超光速中微子实验( 五 )


这些问题的答案非常明确:不会 。100多年来相对论经历了各种检验 , 不是一个想当然的“思想实验”就能推翻的 。刚才的例子中为什么不会出现超光速呢?
先说第一种 。棍子是由原子、分子组成的 , 从棍子的这一端推棍子 , 能量会传递到另一端使得另一端也跟着移动 。推动棍子时会使原子、分子间的距离周期性地变化 , 这实际上就是产生了机械波 , 推动棍子的信号就是以机械波的方式向前传递的 。声音就是靠机械波传递的 , 机械波在介质中的传播速度和声音在介质中的传播速度一样 , 声速一般只有几百米每秒至几千米每秒 , 远远小于光速 。推动棍子或者晃动棍子都不可能使物质、能量、信息超过光速 。
第二种情况涉及到洛伦兹变换 。在经典力学中 , 车以速度V1向前行驶 , 人在车中以速度V2相对于车厢向前运动 , 这样人相对于地面的速度就是V1+V2 。这是速度的伽利略变换 , 这在经典力学中是天经地义的 , 简直无需证明 。不过这里涉及到两个参考系 , 从这个参考系跨越到另一个参考系 , 伽利略变换只是低速时的近似 , 高速时差别就会显示出来 。从这个参考系到另一个参考系速度不是简单的直接相加减 , 需要用到洛伦兹变换 。在洛伦兹变换下 , 物体的速度被限制在光速以内 。这在理论方面可以推导出来 , 在实验方面也早已得到验证 。
相对论是现代物理学的基础 , 已经不可能被推翻 , 不懂相对论不要紧 , 但不要动不动就“推翻”相对论 。
优质回答3:关于这个问题 , 一定要摒弃掉牛顿力学框架下的速度叠加的思想 。那具体咋回事呢?
这要从伽利略说起 , 伽利略曾经提出过一个叫做“伽利略变换”的理论 , 试想一下 , 如果你坐在一艘封闭的船里面 , 而且船开得很平稳 , 其实你在船里是感受不到的船是不是在动的 。比较常见的场景就是在高铁上 , 如果你旁边有一辆高铁 , 你在另一辆高铁上 , 有一辆高铁动了 , 你能感觉到到底是谁动了么?其实你不太能 , 这其实就是“运动的相对性”造成的 。而牛顿其实把“伽利略变换”纳入到了自己的理论体系当中 。所以 , 我们在使用牛顿理论时 , 常常会这么用 。
假设 , 有一辆汽车 , 你在汽车里面走 , 
如果在车子上 , 看你的运动 , 那就是5m/s , 如果是站在地面上的观察者 , 你的速度就是10+5=15m/s , 看上去好像没啥太大问题对不对?
而且牛顿的理论特别厉害 , 还能预测行星的位置 。可是 , 过了大概150年 , 有个叫做麦克斯韦的科学家 , 提出了麦克斯韦方程 。
看不懂 , 不要紧 。你只需要知道一点 , 那就是麦克斯韦方程预言了电磁波的存在 , 并且光是一种电磁波 , 这后来还被赫兹所证明 。不过 , 最让人无奈是 , 麦克斯韦方程导出的光速c是一个固定值 。具体来说 , 就是光速竟然在任何参考系下速度都是一致的 。还回到刚才的例子 , 如果车里不是你在运动 , 而是你拿着手电筒射出一道光 , 你和地面上的观察其实看到的都是光速c 。但是在牛顿的理论中 , 地面观测者看到的速度应该是v=c+5 。

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