光速最快是事实还是猜想?它是定义在什么基础上的?
发布网友
发布时间：2023-01-01 04:49
共3个回答
热心网友
时间：2023-10-25 04:40
这个是推论，不是猜想，科学是严谨的，只有经过严格推论的东西才能登上神圣的殿堂。爱因斯坦晚年也在量子力学上犯过很多错误，这个也只能在科学史上作为谈资，是不能够登上教科书的。虽然他的假设也是很合理的，但经不过实验的检验。
这个定理实际上是应该叫做光速不变定律，是麦克斯韦方程组的推论。应当说是一个解吧，通过麦克斯韦方程组可以解出光速的大小（由于数学原因，这个解还是和实际测量有误差的。）不过这在当时还是引起了一阵讨论，因为这个解究竟是针对光源来说的，还是针对绝对坐标系而言的？
就是这样的意思：方程组的解是光速C，但是根据方程组不知道究竟是相对什么而言的。当时物理学界假设了一个物质叫做——以太作为光波的介质，所以一般人都认为C是相对于以太的介质，也就是绝对坐标系的介质。但是，麦克斯韦方程组是具有普遍性的，就算你在运动的坐标系里求解，答案也是C。所以当时的人们开始怀疑相对性原理，即他们认为——物理定律并不是对于所有坐标系都适用。
当时有一个物理学家叫做迈克尔逊（也就是测定光速那个人），也是认为光速C是相对于以太而言的，但是为了解释当时的光程差悖论（天文里面的一个观测，没有图我不好讲。大家知道就是因为他们假定错误错导致的矛盾就行了。）做了一个实验，让与地球运行方向同向的光和与地球运动方向垂直的光进行干涉，如果观测到了干涉条纹的话就可以证明光速是相对于以太不变的。
由于光在不同的方向相对地球的速度不同，
达到眼睛的光程差不同，产生干涉条纹。
从镜子M反射，光线1的传播方向在MA方向上，
光的绝对传播速度为c，地球相对以太的速度为υ，
光MM2的传播速率为c+u
光线1完成来回路程的时间为d/2u
光线2在到达M2和从M2返回的传播速度为不同的，
分别为C+υ和C－υ，完成往返路程所需时间为：
光线2和光线1到达眼睛的光程差为：
在实验中把干涉仪转动90°，光程差可以增加一倍。移动的条纹数为：
实验中用钠光源，λ=5.9×10－7m；
地球的轨道运动速率为：υ≈10－4C；干涉仪光臂长度为11m，
应该移动的条纹为：ΔN＝2×11×(10－4)2／λ＝0.4
干涉仪的灵敏度，可观察到的条纹数为0.01条。但实验结果是几乎没有条纹移动。
也就是光速不随随相对坐标系的速度相加减，是相对任何坐标系而言的。
这就引起了人们认知的的矛盾。如果你看到某光源的光速是C，而另一个速度为V的人看到该光源的光速也是C，（按照伽利略坐标系应该是C+V)。
所以这就引起了一系列推论。百度上打字比较麻烦，公式里面带根号分数什么的都比较麻烦。如果你想要数学推论的话再来联系我。我只是稍微的讲一讲。
最后推论是这样一组公式：
m=m_0/√(1-v^2/c^2 )
t=t_0/√(1-v^2/c^2 )
E=E_0/√(1-v^2/c^2 )
l=l_0/√(1-v^2/c^2 )
（汗~~~想打洛伦兹变换都不知道怎么打）
在物体接近光速的时候，质量变大（E=mc2)也就是能量变大，达到光速的话就是无限大，这是不可能的。所以任何物质、能量、信息的速度都不可能超过光速。确实有能超过光速的东西，量子力学里面就有，但绝不是上述三者之一，至少宏观上无法实现，微观上也只有在满足某种条件下可以。群场的信息传递或许就可以吧。量子力学里面有个经典现象，就是说，两个从一个母光子*的相干光子之间是超光速联系的，如果其中一个光子被观测，那么另外一个光子的状态立刻会发生相应的改变。这种信息的传递就是超光速的，爱因斯坦曾提出隐函数假设来解释，可惜不成立（也蛮有道理的，就是实验不支持），也是我开头说的爱因斯坦犯的错误之一。毕竟他太相信相对论了。不过就经典状态而言，光速是不可能被超越的。
根据以上推论，光就是最快的了。
另外，根据以上公式，接近光速时，时间变慢，坐标长度变短。（就是我们看到那玩意变窄了。沿速度方向变窄。）
如果V>C，那么所有的都变成虚数了。（包括时间）
所以我们总听说超越光速会时光倒流什么的，就是从这里来到的。（多半是科幻作家瞎掰的。）不过这个确实是有数学依据的。
根据民可夫斯基四维时空的一个数学技巧，往往在把时间变量变成虚数，目的就是让平方前面的减号变成加号，和其他三个空间维度具有相同的形式，造成计算时的简便。然而这样计算的结果就是在虚时间里的前进等于实时间里的倒退，所以超光速什么的是从这里来的。
不过毕竟没有数学推论，让LZ相信那些公式有些困难。这样吧，我们换一个情形，做一点“思辨”好了。
假设一个小车以速度V前进，里面有一个小球（代替光）以恒定速度C向上运动，经过时间t0,前进L0。“你”在地面上看着他们，但是在你看来小球的速度也是C。经过时间t，前进L。
这样的话车里的人看来小球是向上做直线，而你看来则是做斜线。并且L^2=L_0^2+(vt_0 )^2，L=CT,L0=CT0,你带进去就可以发现了。
不过这样的话也并不算完善，一般都是得到洛伦兹变换以后才做一点处理得出上述公式的。
如果楼主还需要详细一点的解释我再来，不过麦克斯韦方程组我还不会，偏微分级别的东西。。。。。。。。。。。。
谢谢，希望能够说服你。我附的图片是关于迈克尔逊莫雷实验的。
热心网友
时间：2023-10-25 04:41
热心网友
时间：2023-10-25 04:41
