摘要:而对于坐在疾驰的高铁上的B,光对其速度仍然是299792458米/秒,这一点就很难让人理解了,难道不应该是光速减去或者加上高铁的速度吗?。
我们知道,光的速度是299792458米/秒。
而且,光速是不变的。
可能有有些人没有理解何为“光速不变”,这里举一个例子,比如:
一个光源发出光;
A站着不动;B坐在疾驰的高铁上;
光对于静止的A的速度是299792458米/秒,这一点很容易理解;
而对于坐在疾驰的高铁上的B,光对其速度仍然是299792458米/秒,这一点就很难让人理解了,难道不应该是光速减去或者加上高铁的速度吗?。
为何同一束光,对于静止的A,与对于疾驰中的B,两者速度竟然是一样的?
对于此现象,我们的科学并没有给出合理的解释,而是作为自然现象接受了;
并且以光速不变为原理,推导出了相对论,目前相对论已经在现代科学中占据了半壁江山。
百度相关资料如下:
光速不变原理:真空中的光速对任何观察者来说都是相同的。
光速不变原理,在狭义相对论中,指的是无论在何种惯性系(惯性参照系)中观察,光在真空中的传播速度都是一个常数,不随光源和观察者所在参考系的相对运动而改变。这个数值是299,792,458 米/秒。
光速不变原理是由联立求解麦克斯韦方程组得到的,并为迈克尔逊—莫雷实验所证实。光速不变原理是爱因斯坦创立狭义相对论的基本出发点之一。
在广义相对论中,由于所谓惯性参照系不再存在,爱因斯坦引入了广义相对性原理,即物理定律的形式在一切参考系都是不变的。这也使得光速不变原理可以应用到所有参考系中。
我们可以看出,光速不变确实可以通过麦克斯韦方程组求解得到。但是这只是方程组求解,使用复杂数学求解只能计算出现象,不可能计算出具体的原理。光速为什么不变呢?
笔者认为:将光速不变作为原理,其实是现代科学一个很大的误区。
其实光速不变仅仅是一种现象,而非原理。
所以,我们要去探索光速的本质到底是什么,而不是被动的接受光速不变这个现象。
只有探索出光速不变内在的本质,我们才可以揭示出这个世界底层物理世界的真相。
要想理解为何光速不变,需要两个基础知识:
1、空间是不连续的,具有最小单位,由一个个普朗克长度大小的“空间质“堆叠而成;
对于此观点,可以采用反证法证明,
我们假设空间是连续的,是无限密集无限可分的。
然后我们进行一个思想实验:
场景:从A点运动到B点;
我们制定一个运动策略:每次先走完剩下路程的一半;
从我们制定的基本条件上来看,这次运动过程中,速度不会变,也不会停止一直在运动中;
然后我们再从理论上进行分析:
我们每次都是先把剩下路程的一半走完,还剩下另一半;
假设空间是无限密集,无限可分的,那么从理论上,永远会有“剩下的一半”没有走完。
这样,我们就得出一个结论:
从A点出发,保持速度不变,一直在运动,却永远也到不了B点。
该结论明显与事实不符合,问题出在哪里?
有人会反驳说:用极限计算,物体无限接近于B点,然后时间停止了。
可是,我们预设条件中并没有“时间停止”这一项,为何时间会停止呢?
也就是理论与现实出现矛盾了,那么一定哪里存在问题。
其实问题就在制定的运动策略上:每次先走完剩下路程的一半。
也就是说,空间并不是无限可分的,有一个最小单位;
当距离小到这个最小单位的时候,不可能再继续“取出剩下路程的一半”,此时每次必须前进一个最小单位。
因为有了这个最小单位的存在,所以我们才能按时从A点到达B点,而不是永远的在“走剩下距离的一半”。
这个最小单位就是普朗克长度,目前测量的普朗克长度为:1.6×10-35米。
也就是:我们从A点移动到B点,每次最小需要移动一个“1.6×10-35米”。
现在我们想象一下,我们面前看似连续的空间,其实并不是连续的,而是由一个个1.6x10-35米大小的“块”堆积在一起组成。
形象的比喻:我们周围的空间并非一整块,而是由无数个普朗克长度的“圆球”堆积在一起。每个圆球是一个空间基本单位。类似于无数的沙子堆在一起形成沙漠,无数的水分子堆积在一起形成湖泊海洋。
组成我们的物质存在于这些“圆球”上,并且运动只能从一个圆球“跳”到另一个圆球,不需要也不可能从中间过渡。
为了方便描述,我们把这种最基本的空间单位命名为“空间质”。
把我们周围的空间想象成一个“三维立体投影屏幕”。这个三维立体屏幕中有无数叫做“空间质”的像素点组成,这些像素点大小是1.6×10-35米。
而我们,包括这个屏幕中的一切,就是这个立体屏幕中的投影结果。组成我们和屏幕中一切的物质,都依托于这些“立体屏幕像素点”而存在。
因为这些“立体屏幕像素点”尺寸非常小,以至于我们平时忽略了它的存在,误以为投影内容是由连续无限密集可分的内容组成的。
我们的宇宙就类似于这个“三维立体投影屏幕”,宇宙中的一切都依托与空间质这个背景而存在,如同电视中的一切都依托于屏幕像素背景而存在。
2、时间是不连续的,是无数普朗克长度的帧,一帧一帧推进的,每个帧内部是静止的;
对于此观点,证明方法与前一个类似,反证法:
假设时间是连续的,无限密集,无限可分;
那么当我们从A时间过渡到B时间;
如果我们永远“先过完剩下时间的一半”,那么永远会有一半时间没有过完。
这样就会出现一个悖论:
时间在正常的流动中,但是我们却永远也到不了B时间。
有人会反驳:使用极限计算,时间停止在了B点。
但是:这只是数学计算的理论结果,我们给的预设条件中并没有时间停止这一项;
我们只是“先过完剩下时间的一半”,为何过着过着,时间自己就停止了呢?
也就是:数学计算的理论结果,与现实出现了矛盾,那么一定是哪里出问题了。
其实问题就出在预设的过渡策略中:先过完剩下时间的一半;
因为时间与空间一样,也是有最小单位的,当小于这个最小单位时,就不能继续“取剩下时间的一半”,而是只能“一格一格往前跳”。
这个最小时间很重要,这样保证了时间可以流畅的进行,而不会出现“先过完剩下时间的一半”而导致永远过不完当前的一秒。
这个最小时间单位就是“普朗克时间”,目前测量出的普朗克时间=5.39×10⁻⁴⁴秒。
好,我们来做一个总结与展望:
我们现实世界的时间并非连续的,而是每隔5.39×10⁻⁴⁴秒往前跳一格;
在这个5.39×10⁻⁴⁴秒内,我们的世界是静止的,不存在时间,不存在运动,只是一个静止的三维立体图片,其中的万事万物“显示”在空间质上。
当时间从一个5.39×10⁻⁴⁴秒跳跃到下一个5.39×10⁻⁴⁴秒,世界进入了一个新的静止的三维立体图片,其中部分运动的物体所处的空间质发生了变化。
然后不断的循环往复,这就是时间的本质。
用手机上的画面来比喻:
假设手机屏幕刷新率为100HZ,即0.01秒刷新一次,
对于手机上的图片来说,在当前的瞬间,图片内万事万物是静止的,显示在屏幕像素之中,不存在变动;我们把每一个画面叫做“1帧”。
当手机时间跳跃到下一个0.01秒,手机屏幕进入了一个新帧,其中对比上一副帧画面,是图画中运动的物体所处的像素点发生了变化。
当画面帧这样快速切换的时候,就产生了一个图画中的事物在运动的幻觉。
从本质上来说,手机画面中事物运动发展,不是因为手机里存在时间,也不是手机里的事物真的动了。只是一张张静止并相似的图片帧,反复生灭在手机屏幕像素上。
就如同我们小时候在厚厚一叠纸上手画的人物,画好后一张张快速翻动,每页中相似的人物就组成了运动的图像。
把这种思路套用到现实世界:画面由二维改为三维,时间跳跃间隔由0.01秒改为5.39×10⁻⁴⁴秒,显示画面的背景由屏幕像素改为空间质。
这就是我们的现实世界中的时间。
所以时间只是一种感觉,从本质上来说不存在时间,不存一秒,一小时,一天和一年。
时间只是我们对“世界播放速度”的感觉。
现实世界只是由无数个5.39×10⁻⁴⁴秒片段组合而成的一帧一帧静止的连续,只存在世界上一刻的状态跃迁下一刻状态之间的间隔,只存在一帧时。
我们所定义的“秒”,只是截取了一部分帧时并把它们定义为一秒。
而这一秒包含了1÷(5.39×10⁻⁴⁴)=1.6949×10⁴³个帧时。
不存在时间,因为物理世界本身就是静止的,动只是一种幻觉,时间也是一种幻觉。只存在帧时的间隔。
我们把前面两个论点再总结一下:
1、空间是不连续的,具有最小单位,由一个个普朗克长度大小的“空间质“堆叠而成;
2、时间是不连续的,是无数普朗克长度的帧,一帧一帧推进的,每个帧内部是静止的;
基于这两个论点,我们再来理解光速为何不变。
我们知道光是能量波,而空间则是传播光这种能量波的介质。
空间这种介质传播能量波的速度就是:一个普朗克时间前进一个普朗克长度。
所以光速对于任何物体都是恒定的。
我们可以把这种规则形象的理解为:时间推进的速度。
可以这么形象的理解:
我们的三维世界“悬浮”在四维能量空间中,四维能量空间是我们三维世界最高观测者。
时间从四维空间中“进入”三维空间时,是每个普朗克时间执行一次;
而执行的结果就是“移动一个最小距离单位”。
来源:永不落的红黑心