第55章 一章教你搞懂狭义相对论（2/2）

假设一个人A在草地上快速奔跑（速度大），然后打开手电筒；接着又缓慢行走（速度小），再次打开手电筒。

这两个过程在另一个人B观察来看，手电筒的光速居然是一样的，都是c，这就很奇怪。

因为如果把手电筒换成木棍，这两种情况下把木棍投出去，则B观察到的木棍飞行速度肯定不一样。

根据牛顿的惯性定律和直觉，人在助跑后，木棍能投的更远（假设投掷的力一样）。

问题来了，为什么惯性对木棍起作用，对光就不起作用呢？

后世的我们知道，第一因为光没有静止质量，所以也就没有惯性；第二光是瞬间激发的，打开手电筒之前，光并不存在。

光在产生出来的一瞬间，就和光源没有关系了，不仅人A的速度不影响光速，就连地球的公转速度也不影响光速。

这一点现在应该可以很好理解了吧。

难的是第二点，光速与观察者的速度无关。

假设现在没有B这个观察者了，而是A拿着手电筒匀速奔跑，自己观察光速。

在打开手电筒的瞬间，A有三种选择，第一继续向前奔跑，第二静止不动，第三掉头往回跑。

结果在这三种情况下，A观察到的光速全是一样的，都等于c。

这又是非常反直觉的现象。

因为光既然有一个具体的速度，那么顺着光跑，应该会观察到光速变慢；逆着光跑，则会观察到光速变快。

可现实却不是这样，为什么牛顿力学的速度叠加不再起作用呢？

这就涉及到时空的本质以及时空转换了，也是狭义相对论最最最难理解的点。

当时的普通人和物理学家在这一点上的认知几乎是相同的。

那就是在牛顿体系下，时间和空间是绝对的。测量时间的长短和测量空间的大小是绝对的，只有速度是相对的。

但是狭义相对论却指出，时间和空间是相对的，速度才是绝对的。测量时间和空间需要参考系，测量速度却不需要，速度是一个常量（不仅仅指光速）。

后面的钟慢效应、尺缩效应、以及质能方程都是基于这种时空观下的理论推导。

只要完成了这一时空观念的转变，打破经典力学的绝对时空观念，就能理解狭义相对论了。

至于如何理解空间和时间的相对性，那就是另一个复杂的问题，这里不便展开。

现在再回到第二点，为何速度不能叠加，通俗地理解，以不同速度运动的物体各自有自己的时间和空间。

所以此刻A所处的时空和光所处的时空已经不是同一个时空了，牛顿定律自然就失效了。

注意！这种情况下，哪怕是把光换成木棍，其实也不能叠加。

之所以后世初高中学习时，可以直接叠加，是因为在低速情况下，算出来的误差很小。

根据洛伦兹因子计算，当物体速度大于0.14倍光速时，相对论效应才大于1%。

所以在日常活动中，使用牛顿力学的近似计算也没什么问题。

至于光速为什么会是这个值，谁也不知道，只能把它当成宇宙真理，造物主故意设置等等。

李奇维想到这里，不由自主地一笑，狭义相对论果然过于逆天，难怪发表后得不到理解和认可。

一旁的威尔逊看到他无故发笑，便问道：“布鲁斯，你又有什么好想法了，要不和我讨论讨论？”

李奇维回过神，笑道：“哦，我在幻想，我获得今年诺贝尔物理学奖后发表的演讲呢。”

老威很生气，快速远离了装逼犯。