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相对论是建立在两个假设的基础上的，其中之一就是光速不变原理。并且在这个基础上推出了动钟减慢和动尺缩短两个推论，并进而得出了光速不可超越的结论。然而，在做这些推论时，人们忽略了一个基本问题，就是我们是在拿光作为媒介来观测时间和距离。 动钟减慢和动尺缩短的证明过程在物理教科书上都有，这里就不再重复了。问题是，如果我们假设自己是蝙蝠，只能用耳朵来听这个世界，那么，会产生什么结果呢？很简单，首先，我们同样假设声速不变，然后，用同样的证明过程，就可以同样得出动钟减慢和动尺缩短，并且，还可以得出声速不可超越的结论。 现在，事情是不是很明显，声速是可以超越的，这点人类早就已经做到了。同理，光速当然也是可以超越的。 所以，测量手段的局限是我们无法超越光速的根本原因。 现在大部分的物理实验，都是以光（电磁波）作为观测手段的，所以我们无法超越光速。假设有一飞船以光速c离我们远去，起始距离为0，那么1秒后，飞船离我们的距离为c，此时飞船发射的光要在经过1秒才能到达我们的眼睛。对于这件事情，可以有两种解释，一是认为动钟减慢，我们过了2秒，可是飞船上的钟才过了1秒。二是认为动尺缩短，因为在我们看来，过了2秒才收到飞船的第一个信号，而这个信号按预定是在飞行距离C后发出的，而2秒后飞船的飞行距离应该是2C，也就是说，2C变成了C。如果计算速度，飞船的速度将是C/2，因为2秒才飞了c的距离。再换一个角度，如果我们自己发射光波去测量飞船，那么由于飞船的速度与光波一致，我们将无法探测到飞船的存在，也就是说，达到光速的东西对我们来说是无法探测的。而如果它自己发射信号给我们，我们就会算出他的速度小于C。关于光速不可超越，还有一个结论是说，物质接近光速时质量会变大，以至于加速度越来越小，最终无法达到光速。其实，质量是怎么算出来的呢？假设一个火车头可以提供1000单位的拉力，自身最大可以达到200公里每小时，那么当它拉着拖车时，加速度可以用力除以质量来计算。但是当拖车也达到200公里时，这个加速度还存在吗？难道此时拖车的质量无穷大吗？拖车的质量其实没有变化，变的只是速度，当车头与拖车的速度越来越接近时，这个拉力就会越来越小，直至消失。但是如果仅仅从表面来判断，就会得出质量无穷大的结论。这也就是为什么接近光速时质量会变大的原因了。 |