现代物理无法突破相对论(推动两光年长的棍子就可打破相对论)

这是我的一篇头条问答,链接在:

http://mp.toutiao.com/profile_v4/wenda/answer?qid=6399148841488089346&group_id=6454096059529429261&enter_from=&category_name=article_manage&stick_id=6454096059529429261


如果你在一端拉动一根两光年长的棍子,棍子的另一端会立即跟着移动吗?

我看见了上述提问,哈哈一乐。这不就是一个老掉牙的提问吗?还是一些民科为了“打破”光速限制,自己幻想出来的某个“超光速”场景。他们还以为找到了相对论的“漏洞”了。

现代物理无法突破相对论(推动两光年长的棍子就可打破相对论)(1)

无限伸长的棍子?

要是相对论这么容易就被打破、推翻,那就不是科学理论了。

很多民科瞎说一气,说什么“相对论不是科学理论”“相对论是假说”,但相对论就是如假包换的科学理论。

我再重复一遍,不过不是给民科看的(给他们看没用),而是给普通人民群众看的:

相对论就是科学理论。

重要的事情要重复三遍,还差两遍:

相对论就是科学理论。

相对论就是科学理论。

完毕。

既然是科学理论,那就是不能被推翻的。期限是:永远。

我再重复三遍:

科学理论是永远不能被推翻的。

科学理论是永远不能被推翻的。

科学理论是永远不能被推翻的。

民科们不懂,经常胡说什么“科学经常被推翻,所以科学也可以是错误的”,这是不学无术者的意淫。科学理论,永远不可能被推翻。被推翻的不是科学理论,而是科学假说。科学理论不等于科学假说。

那么,科学理论和科学假说之间有什么区别?

当然有区别!

请看《脉轮、卡尔良相机、人体辉光:统统是伪科学》一文,道理我写得清清楚楚:

个人假说、科学假说、科学理论是三种不同层次。

低层次:

仅有思辨,就是个人假说。这是最低的层次。

中层次:

思辨加上数学模型,给出科学验证的方法,可以证伪,就是科学假说。这是稍高一个的层次。但是它还缺乏被科学实验验证成立。

高层次:

在科学假说的基础上,设计出一个逻辑上严密,实验过程符合严格可控条件,可以无数次被重复,可以独立验证,符合概率统计规律的实验方法,然后通过了这个实验方法获得了肯定,这个就是科学理论。科学理论是最高层次,意味着它在任何的一个时间段的适用范畴都是“有效”“有用”的。

民科用不着继续看了,我再把重要意思重复三遍:

科学理论在任何时间段的适用范畴都是严格“有效”“有用”的。

科学理论在任何时间段的适用范畴都是严格“有效”“有用”的。

科学理论在任何时间段的适用范畴都是严格“有效”“有用”的。

既然是有效和有用的,它就不可能错误。即使被做了局部的小小修正,它也是正确的。比如,牛顿力学在适用范畴以外不适用了,它就不能计算飞机轨道了吗?还是得依靠牛顿力学。就是行星轨道,也需要依赖牛顿力学。所以,牛顿力学作为科学理论,它永远不可能错误。而相对论也是一种被严格确认成立的科学理论。

民科还瞎扯什么“宇宙无限大,还有科学不能解释的东西”,这不就是胡噜鬼话吗?宇宙再大,也是质量大的物体吸引物质小的物体,没有反过来的。这个就是科学理论。所谓“不能解释”,是因为由于信息的暂时缺失,还搞清楚某个事物的具体工作原理,不代表这个事物就可以无视科学规律和自然规律。

扯远了。总之,我们要知道一个基本概念:科学理论永远不可能错误,相对论是科学理论不是假说,相对论在适用范畴内永远正确。

那么,相对论是如何定义“光速”的呢?相对论是说,任何有质量的物体的位移,或者它传递信息的速度,都不能超越光速。可以无限地接近光速,但不能超过光速。

但是民科不服气啊,他们就猜想了:

如果有人制造出一个两光年的棍子,一个人在这根棍子的一端推动,这根棍子的另外一段不是因为立即移动,就打破了相对论关于“不能超光速”的概念了吗?

瞧啊,民科多“聪明”啊!

但这样的猜想,100多年前就早有了。可是迄今为止,杨振宁都100岁了,相对论也还是牢不可破的。实际上,直到宇宙毁灭,或者宇宙毁灭之后重启,相对论都不会被推翻。既然相对论根本没被推翻,则证明这个棍子的理论是失效的。

我们要知道,相对论关于光速的定义是任何有质量的物体的位移,或者它传递信息的速度,都不能超越光速。那么我们就要考察了,这根被推动的两光年的棍子,它可以在一瞬间把信息从棍子的一端传递到两光年以外的另一端吗?

答案是否认的。

传递信息,意味着有一种力在棍子的内部进行传递。而这个力的传播是需要速度的,并不是在一瞬间完成的。棍子是物质构成的,而组成棍子的物质,不管是什么材料,都是由原子组成的,原子和原子之间并不是紧挨着,而是有一些间隙的,由核力把这些原子聚合在一起。力在这些原子之间传递信息,是需要一定时间过程的,而且是以波的形式进行力的传递。换言之,我们推动这个棍子就等于施加了力,力对棍子有的相互作用,这个相互作用的影响以波的形式在棍子里面进行传递(即开始信息传递过程),这种波在棍子里面被依次、逐渐的传播到棍子的另外一端。我们可以明确,这种波就是机械波。

现代物理无法突破相对论(推动两光年长的棍子就可打破相对论)(2)

金属棍状物体

机械振动在介质中的传播,被称之为机械波。机械波由机械振动产生,可以是横波和纵波,但它们的传播速度是有一定值的,这个值不可能超过光速,而且比光速低很多个数量级。机械波在不同的材料介质中的传递速度都是不同的,但最高不能超过音波的速度。音波在铁介质中的速度比较高,达到了4900v/m·s^-1,这个速度已经非常厉害了,但与光速比较,还是不值得一提。我们不知道这个两光年长的棍子是什么材料制造而成,如果是铁棍子,那么这个推动的信息传播速度,就是最高4900v/m·s^-1,不能再快了。感兴趣的可以计算一下,2光年以外的棍子那端,多久可以被移动一下?估计从现在开始,怎么也得上千个世纪吧?

推动2光年的棍子,当然绝对不能打破相对论,还有类似“拿手电筒移动光斑打破光速”也是这个道理。你都能想到,别人会想不到?科学家比你聪明多了,他们会想不到?民科总是把别人当“傻子”。

现代物理无法突破相对论(推动两光年长的棍子就可打破相对论)(3)

拿手电筒移动光斑,就能打破光速?

我还要补充两点:

第一,世界上不可能有两光年的棍子,至少以现在的科学技术还造不了。任何材料都禁受不住这么大的剪应力,太长的话就自动折断了。即使真的制造出来,也会因为巨大的摩擦力,使得你完全推动不了它。

第二,推动两光年的棍子,属于一个思维实验,现实中不存在。做这种思维实验的人,是假设这根棍子是刚体。在物理学概念中,刚体是一种理想的模型,指在运动中和受力作用后,形状和大小不变,而且内部各点的相对位置不变的物体。绝对刚体实际上是不存在的,只是一种理想模型,因为任何物体在受力作用后,都或多或少地发生变形。如果这根两光年长的棍子是所谓的刚体,由于力的相互作用是你推我我反推你(相当于瞬间作用)的,所以还真的可能你推一下这端,另外一段立即被推动。但刚体是不存在的,任何棍子都相当于一根“弹簧”。所以信息的传递速度不可能超越光速。物理上不存在“力的传递速度”这个说法,而是信息的传递速度。

现代物理无法突破相对论(推动两光年长的棍子就可打破相对论)(4)

任何棍子都相当于一根“弹簧”

最后,我给了给读者们的加深印象,再重复三遍(不要嫌麻烦):

科学理论是永远不能被推翻的。

科学理论是永远不能被推翻的。

科学理论是永远不能被推翻的。

解答完毕。


作者:怀疑探索者

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