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你是否曾经做过这样的梦：无论你跑得多快，你似乎都无法到达任何地方。一般很累的时候会做这样的梦。 现在有一个现实版的，如果你试图追逐光，无论你跑得多快，光都会从你身边跑过去，而且不管你跑得多快，相对于你的速度，光速总是相同的。 那么问题来了，为什么在任何的参照系中光速都能保持不变呢？ 一切都是因为相对论。 直到你读了相对论，你才能明白答案。狭义相对论和广义相对论是令人反感的，至少很少有人能真正读懂，但很有效。 我们大多数人都知道的时间就是我们的挂钟所显示的时间，但时间可不是挂钟上显示的那么简单。 我们认为时间是独立的，但时间却是相对的，它也依赖于速度和重力。 这里我们只需要关注速度的时间膨胀，当然如果你足够好奇，想知道重力的时间膨胀，我建议你关注怪罗科普，我们有这方面爱好的编辑。 现在，让我们回到我们的问题，正如阿尔伯特·爱因斯坦所说，光速是恒定的! 一些例子可以是，如果在给定的情况下测量光的速度，那么两次均为30万Km/S。注意：30万Km/S是光在真空中的近似速度，它的准确值是2.99792458×10的八次方米每秒。 一旦我们开始以更高的速度运动时间就会改变或者说膨胀。一个例子是，在国际空间站天文学家年龄更小，因为他们在地球轨道上运行的速度非常快。所以他们的时间似乎过得比较慢，这个在精确的量子钟下得到证实。 所以无论我们测量光速时是在火车上还是静止的，而光速往往是相同的。 在这里要说的是，质量会随着速度的增加而增加，这种变化的质量叫做相对论质量。 现在问题还是有的，为什么相对论会这样设定呢？ 为了使物理定律一致，光速必须在每个参照系中都是相同的。 以前人们认为光是通过一种叫做以太的介质传播的。这将提供一个可以计算所有速度的参考系，后来的实验证明以太并不存在。 这意味着没有静止的参照系。每一参照系都有相对于其他参照系的速度。因此有了相对论这个术语。 爱因斯坦的狭义相对论基于两个假设: 1、物理定律对每个观察者都是一样的。所以，两个以不同速度运动的观察者，没有加速，却遵循着相同的物理定律。 2、真空中的光速对所有观察者都是一样的，不管光源的速度是多少。 这两个假设是由麦克斯韦方程导出的，如果使用牛顿的绝对空间和时间概念，麦克斯韦方程在不同速度的参考系中给出不同的结果，这违背了物理定律对每个观察者都是相同的原则。 需要使麦克斯韦方程对所有观察者都一样，这推动了狭义相对论的发展。这样做的一个主要结果是，真空中的光速必须对所有观察者都是一样的。 相对论可能听起来很奇怪，但它已经过广泛的测试，几乎所有预测的效应都已被观察到。所以，至少现在没有比这个更好的理论。 有时候我们理解一些东西很难，除非你准备好放下你的偏见。这可能意味着你对速度的整体概念是错误的，也可能意味着你对空间和时间的概念是错误的。 如果你还是没有弄明白，那就想简单点吧（光速必须这样），深刻的想法就是简单的想法。 |
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