主题:【讨论】说说我最近看到的脑洞 -- 明心灵竹
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假如有一列火车在赤道以光速行驶,我在火车上以相同方向跑步,你在地面观察,我对于你的相对速度是否应该高于光速?
根据狭义相对论要满足洛仑兹变换,同时在所有惯性系中,真空中的光速都等于 c。所以不论你往哪个方向跑相对地面的速度都是光速。你的这个思想实验是迈克尔逊-莫雷实验的变种。
相对论这个译名其实翻译的不太准确。Relativity 也有相关的意思在内,与其翻译成“相对论”还不如翻译成“相关论”比较好。译成相对论,很多情况下容易望文生义以为任何情况下都是相对的。相对论虽然没有明说有绝对参照系,但从光速不变的角度来说,其实所有的参照系都相对光速而言。
例如著名的双生子佯谬。相对论推导出在高速前进时,时间会膨胀。在你举的这个例子里,你的火车在地面看来以光速前进,而在火车上观察则是地面在以光速离开。那么是不是火车上的时间在膨胀,而地面时间也在膨胀呢?其实不是这样。现代的科学实验已经证明只有火车上的时间会膨胀。为何如此?解释很多,一般认为是火车达到光速前必须加速造成的。但如果理解为存在一个光速的特殊参照系,任何越接近光速的惯性系时间越膨胀就可以简化问题了。