管道塞满钢珠,推动一端的钢珠另一端钢珠瞬间掉落,超光速了吗?
现实中我们感觉钢珠瞬间掉落,好像是超光速了,其实不然,那只是我们的错觉。我们日常生活中感受到的速度与光速相比实在太慢了,以至于我们感受到的“瞬间”其实也是需要花时间的,并不会超越光速。
其实,现实中我们感受到的任何“超光速”现实都是一种错觉,而爱因斯坦的狭义相对论早就告诉我们,光速是不可超越的,任何以假设的形式实现“超光速”其实都是行不通的。
肯定会有人这样质疑:你怎么一直说什么狭义相对论?难道狭义相对论一定正确吗?
没有任何理论可以保持一直正确,甚至可以说“没有任何理论称得上正确”,因为任何科学理论的本质都是假设,假设的东西无所谓正确与否,只能是“你接受或者不接受”,因为科学具有可证伪性。
这决定了任何科学理论都有一定的局限性,就像牛顿经典力学只适用于低速世界,而爱因斯坦的相对论统治了宏观世界,但到了微观世界就不适用了。
但一百多年过去了,相对论一直在不断的质疑声中前进着,它也经受住了重重考验,至今科学家都没有在宏观世界发现相对论的瑕疵,我们有什么理由不相信相对论呢?
回到问题中来,看起来很实在的钢珠,似乎是绝对刚体,说白了就是不会发生任何变形的物体。
但实际上即使不考虑外部因素的影响,忽略摩擦力,空气阻力还有其他任何力量的影响,力在钢珠的传播速度也不会超过光速,因为根本就不存在绝对的缸体。
即便钢珠是绝对刚体,我们还需要考虑到时空的特性,因为钢珠是在时空中来传播力量的,而时空的速度上限就是光速,说白了任何物体在传播力的时候都会受限于时空,受限于爱因斯坦狭义相对论中的光速限制。
再者,现实中任何物体都有一定的弹性,不管受到的力有多小,都会发生变形。为什么?
因为现实生活中除了引力之外,我们感受到的力本质上都是电磁力,比如说各种机械力,摩擦力,弹力,张力,碰撞等,在微观层面来讲,这些力量都是原子间的电磁力,而电磁力的速度是不可能超过光速的。这也是刚体为什么不会存在的本质原因。
既然刚体不存在,管道中钢珠的传播速度就更不可能达到光速了。
在现实世界里,任何力量的传播,本质上都是信息的传播,而信息的传播速度是不可能超过光速的,信息的传播有很多方式,不仅体现在光的传播,还有其他信息,比如说各种力量的传播,引力波的传播等。
总之,爱因斯坦狭义相对论中的光速限制,本质上是四维时空的速度限制。也就是说,只要是在我们的四维时空中,任何信息的传播速度都要受到光速限制。
光速,并不仅仅指光的速度,本质上光速其实是四维时空的固有属性。要想超越光速其实很简单,脱离我们所在的四维时空就可以了,如果不能脱离四维时空,就老老实实地在光速的限制下运动。
说白了,光速就是四维时空的界限。你可能会问:超越光速脱离了四维时空,最终会到哪里呢?
说点不好听的:爱到哪到哪!没有人知道,这个问题已经脱离了四维时空,所以对于我们来讲没有意义。或许是很多人梦寐以求的高维度空间,谁知道呢?