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光速是的怎么来,科学家对于光速研究有过哪些有趣事?!。趣事|研究|以太|洛伦兹|光速---
人类对于光速的所有认识,都是基于对光速的各种怀疑而开展的。人们最早对光速的认知就是,光极其极其快。到底有多快?笛卡尔和开普勒认为是无限快。无限快是多快?无限快就是,发出光和接受光总是同时的。这时候就有人出来质疑了。你说光无限快,那我必然是无法测量其速度的。所以说物理就是物理,你再牛X的科学家,你的说法跟实验不相符,那你肯定还是错了。
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法国科学家傅科站了出来,说老子要做实验测光速。光速不好测,怎么办呢?傅科找了一个高速齿轮,挡在光路上。光两次通过齿轮处,两次都通过成功了,就能在观测处看到光斑。如果光速无穷大,那妥妥的不管齿轮怎么转都能保证在齿隙转过的时候能够透光。如果不是无穷大,那抱歉,光速是有限的。傅科老先生还测出来,光速大概是298*10^8米/秒。
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之后,到了1866年,麦克斯韦写了一堆方程,解出来光速是个定值,跟参考系没关系。这下大家炸锅了:老子站在火车上,往前打手电,这光速不就超过站在地面上的光速了么?凭什么就不能超过光速呢?所以如果你不能理解洛伦兹变换,不能理解为什么站在火车上打手电并没有什么卵用,没关系,跟你一样不能理解的人多了去了。
好,这时候就有人来解释了:宇宙中有一个绝对参考系,叫以太。以太是光的介质,和宇宙背景一起,并不会动。这一切的光速都是相对于以太的速度。这个解释看上去有理有据令人信服。但是物理就是物理,还是要跟实验相符才行。
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那接下来做了什么实验呢?科学家们想到,首先,地球肯定不是一个特殊的星球。如果有以太,地球肯定在相对于以太运动。尤其是地球的自转,将会造成东西向和南北向光速的很大差别。当然你可能问,如果以太和地球运动同步呢?我就告诉你,凭什么以太就要跟着地球转,而不跟着别的转?地球又不是宇宙的亲儿子~
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好,迈克尔逊和莫雷做了这个著名的MM实验:看东西向光速和南北向光速有没有区别。实验结果,没区别。好,以太这个东西,不存在的。这是实验说的,你们谁反驳都没用。那为啥光速还能不变呢?爱因斯坦告诉大家,这里要用洛伦兹变换,不能用伽利略变换,你们这样搞不对,要用相对论,参考系平权+光速不变,闵氏空间的性质就是这样的,没毛病~
爱因斯坦说了,凭什么大家就要信呢?没道理嘛!于是大家又做实验。原子钟实验,月食的星光观测实验,各种实验做了一大圈,好,没毛病!我们这才接受了这一系列的现代的光的观点。从最早的光速无限,到光速有限,到光速不变,到消灭以太假设,到最后的相对论,我们一直在怀疑,全方位无死角地怀疑。大浪淘沙之下,我们最终得到了一个和实验吻合到不可思议的理论。
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