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我们都知道宇宙的极限速度是每秒2亿9千9百7十9万2千4百5十8米 , 这个速度是宇宙中任何形式的能量所能达到的最高速度 。 我们测量出来的引力波是这个速度 , 光在真空中也是这个速度 , 理论上胶子也应该是这个速度!可以看出这个速度并不是光的专利 , 而是所有无质量粒子生下来都可以达到这个速度!
但是组成我们现实世界的这些粒子 , 包括质子、中子和电子 , 无论我们如何努力 , 都没有办法把它们加速到光速 。 原因很简单 , 因为它们有质量 。
这是狭义相对论告诉我们的原因 , 那为什么有质量的物体就不能达到甚至超过光速呢?狭义相对论就说 , 随着质量物体越逼近光速 , 它的相对论质量就会趋于无穷大 , 所以我们不能把有质量的物体加速到光速 。
这样的解释好像啥也没说 , 更像是进一步地强调了光速极限 , 并没有说不能超光速的本质原因 。 所以说 , 不能超光速的本质原因 , 我们现在并不知道 。
因此质量物体的光速极限 , 在物理学中它算得上是一个基本原理 , 基本原理也可以认为是公理 , 没有办法证明 , 也不需要证明 , 意思就是说 , 我们的世界就是这个样子的 。
是不是觉得有点不讲道理 , 其实并不是的 , 这就是人类科学发展的一般方法 , 叫公理体系 。 目前来说 , 光速极限符合我们的逻辑要求 , 也符合我们观测实证 , 所以我们可以认为它是一个不需要证明的公理 。
但是你完全可以假设光速极限的公理是错误的 , 然后在你假设的这条新公理的基础上进行逻辑演绎 , 然后得出一系列定理 , 如果你的整个理论体系完美自洽 , 而且符合观测实证 , 那就说明在某种情况下 , 质量物体是可以超光速的 。
这就像是当年罗巴切夫斯基 , 他就觉得欧氏几何中的第五条公理 , 平行线公理有问题 , 他就假设在一平面内 , 过直线外一点 , 可作至少两条直线跟已知直线平行 。
然后根据这个新公理 , 就推导出了一系列逻辑自洽的定理 , 发现它们并不矛盾 , 这就是双曲几何 , 或者叫马鞍面几何 。
不过 , 你要是假设光速极限是错误的 , 那这条路它肯定走不通 , 只要你假设质量物体或者是信息可以超过光速 , 你肯定会遇到逻辑上的困难 。
因为超光速它违背了因果律 , 因果律是我们现实世界最底层的构架 , 如果没有因果律 , 你会看到导弹先爆炸 , 然后才发射 , 目标先中弹、然后才开枪 , 等等这些逻辑混乱的事情 。
当年爱因斯坦正是因为考虑到了一点 , 才会坚持光速极限这个原理 , 进而在狭义相对论中利用
我们都知道 , 在1935年的时候 , 爱因斯坦还利用光速极限原理弄了一个EPR悖论 , 来攻击量子力学 , 说量子力学还不完备 。 爱因斯坦当时就认为 , 你量子力学就算违反了现实的决定性 , 总不能超光速 , 总不能违背因果律吧 , 可没想到量子力学还真就超光速了 , 这里的超光速就是我们说的量子纠缠 。
量子纠缠目前对我们来说完全就是一个迷 , 我们不知是什么东西在纠缠 , 为什么会纠缠 , 纠缠背后的机制是什么?完全不知道 , 但目前认为这种纠缠 , 因为量子的随机性不能传递任何有用的信息 , 所以它不违反光速极限原理 , 当然也就不违反因果律了 。
其实以上就是目前对光速极限原理最好的理解了 。 但是我知道有些人并不满意这样的解释 , 那就看一下下面这个 , 它可是实实在在的限制粒子所能携带的能量 , 这也算上是宇宙对速度的一个限制 。 再说这个之前 , 我们先回顾一下人类的速度极限 。
在大型强子对撞机中 , 质子的速度达到了每秒2亿9千9百7十9万2千4百5十5米 , 这是人类创造出来的速度最快的质子了 。 但这并不是人类的速度极限 。
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