爱因斯坦在相对论中说到:“任何物体的速度都不会超过光速。自然界中,光速达到30万公里每秒的速度,这样的速度确实很难被超越。”
但是,有一个悖论:“如果一个长30万公里的棍子,在一边拉动它,物体速度不就超过了光速吗?”
其实首先要弄清楚一个概念,就是物体的速度和长度是没有关系的,只和物体的位移和时间有关。所以如果30万公里的棍子在一瞬间整体迁移了一点距离,和一个1米长的棍子在同样的时间移动同样的距离的速度是一样的,棍子的位移除以它的移动时间,这样的速度是远不及光速的。
但是有人会说,30万公里的棍子在一边拉动它,那么这样它的另一端在一瞬间也立即跟着动了,所以信息或者力的传递速度瞬间就超过了光速,不是吗?
首先,之所以会产生这个逻辑谬误的原因在于,很多人假设的前提就是一段移动木棒,另一端立即移动,以为是同步的,但这个假设是错的!真实情况是木棒一端移动,另一端根本不会立即移动!
为什么?难道木棒不是一个整体吗?
其实并不是这样,我们知道物质的组成是有无数的分子和原子组成的,木棒同样是由于这些小颗粒组成,换成30万公里的绳子等都是一样的。这些原子分子之间都有一定的距离间隙。一端施加力的时候,力通过原子和分子的传递,产生相互作用。对于一个长30万公里的棍子来说,力的传递速度也不会超过光速,于是在一秒钟内,一端的力根本传不到另一端,所以当木棒一端动了以后,另一端不会立即动。
这样,你可以把一个木棒想象成一个弹簧一样的,一端压缩,结果就导致中途形变,木棒要么中间断裂,形变,等等。等力传到另一边的时候,另一端才会跟着动。即使这样算下来,木棒平均反应距离除以时间也是不会超过光速的。
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