這是我的一篇頭條問答,連結在:
http://mp.toutiao.com/profile_v4/wenda/answer?qid=6399148841488089346&group_id=6454096059529429261&enter_from=&category_name=article_manage&stick_id=6454096059529429261
“如果你在一端拉動一根兩光年長的棍子,棍子的另一端會立即跟著移動嗎?”
我看見了上述提問,哈哈一樂。這不就是一個老掉牙的提問嗎?還是一些民科為了“打破”光速限制,自己幻想出來的某個“超光速”場景。他們還以為找到了相對論的“漏洞”了。
要是相對論這麼容易就被打破、推翻,那就不是科學理論了。
很多民科瞎說一氣,說什麼“相對論不是科學理論”“相對論是假說”,但相對論就是如假包換的科學理論。
我再重複一遍,不過不是給民科看的(給他們看沒用),而是給普通人民群眾看的:
相對論就是科學理論。
重要的事情要重複三遍,還差兩遍:
相對論就是科學理論。
相對論就是科學理論。
完畢。
既然是科學理論,那就是不能被推翻的。期限是:永遠。
我再重複三遍:
科學理論是永遠不能被推翻的。
科學理論是永遠不能被推翻的。
科學理論是永遠不能被推翻的。
民科們不懂,經常胡說什麼“科學經常被推翻,所以科學也可以是錯誤的”,這是不學無術者的意淫。科學理論,永遠不可能被推翻。被推翻的不是科學理論,而是科學假說。科學理論不等於科學假說。
那麼,科學理論和科學假說之間有什麼區別?
當然有區別!
請看《脈輪、卡爾良相機、人體輝光:統統是偽科學》一文,道理我寫得清清楚楚:
個人假說、科學假說、科學理論是三種不同層次。
低層次:
僅有思辨,就是個人假說。這是最低的層次。
中層次:
思辨加上數學模型,給出科學驗證的方法,可以證偽,就是科學假說。這是稍高一個的層次。但是它還缺乏被科學實驗驗證成立。
高層次:
在科學假說的基礎上,設計出一個邏輯上嚴密,實驗過程符合嚴格可控條件,可以無數次被重複,可以獨立驗證,符合機率統計規律的實驗方法,然後通過了這個實驗方法獲得了肯定,這個就是科學理論。科學理論是最高層次,意味著它在任何的一個時間段的適用範疇都是“有效”“有用”的。
民科用不著繼續看了,我再把重要意思重複三遍:
科學理論在任何時間段的適用範疇都是嚴格“有效”“有用”的。
科學理論在任何時間段的適用範疇都是嚴格“有效”“有用”的。
科學理論在任何時間段的適用範疇都是嚴格“有效”“有用”的。
既然是有效和有用的,它就不可能錯誤。即使被做了區域性的小小修正,它也是正確的。比如,牛頓力學在適用範疇以外不適用了,它就不能計算飛機軌道了嗎?還是得依靠牛頓力學。就是行星軌道,也需要依賴牛頓力學。所以,牛頓力學作為科學理論,它永遠不可能錯誤。而相對論也是一種被嚴格確認成立的科學理論。
民科還瞎扯什麼“宇宙無限大,還有科學不能解釋的東西”,這不就是胡嚕鬼話嗎?宇宙再大,也是質量大的物體吸引物質小的物體,沒有反過來的。這個就是科學理論。所謂“不能解釋”,是因為由於資訊的暫時缺失,還搞清楚某個事物的具體工作原理,不代表這個事物就可以無視科學規律和自然規律。
扯遠了。總之,我們要知道一個基本概念:科學理論永遠不可能錯誤,相對論是科學理論不是假說,相對論在適用範疇內永遠正確。
那麼,相對論是如何定義“光速”的呢?相對論是說,任何有質量的物體的位移,或者它傳遞資訊的速度,都不能超越光速。可以無限地接近光速,但不能超過光速。
但是民科不服氣啊,他們就猜想了:
如果有人制造出一個兩光年的棍子,一個人在這根棍子的一端推動,這根棍子的另外一段不是因為立即移動,就打破了相對論關於“不能超光速”的概念了嗎?
瞧啊,民科多“聰明”啊!
但這樣的猜想,100多年前就早有了。可是迄今為止,楊振寧都100歲了,相對論也還是牢不可破的。實際上,直到宇宙毀滅,或者宇宙毀滅之後重啟,相對論都不會被推翻。既然相對論根本沒被推翻,則證明這個棍子的理論是失效的。
我們要知道,相對論關於光速的定義是任何有質量的物體的位移,或者它傳遞資訊的速度,都不能超越光速。那麼我們就要考察了,這根被推動的兩光年的棍子,它可以在一瞬間把資訊從棍子的一端傳遞到兩光年以外的另一端嗎?
答案是否認的。
傳遞資訊,意味著有一種力在棍子的內部進行傳遞。而這個力的傳播是需要速度的,並不是在一瞬間完成的。棍子是物質構成的,而組成棍子的物質,不管是什麼材料,都是由原子組成的,原子和原子之間並不是緊挨著,而是有一些間隙的,由核力把這些原子聚合在一起。力在這些原子之間傳遞資訊,是需要一定時間過程的,而且是以波的形式進行力的傳遞。換言之,我們推動這個棍子就等於施加了力,力對棍子有的相互作用,這個相互作用的影響以波的形式在棍子裡面進行傳遞(即開始資訊傳遞過程),這種波在棍子裡面被依次、逐漸的傳播到棍子的另外一端。我們可以明確,這種波就是機械波。
機械振動在介質中的傳播,被稱之為機械波。機械波由機械振動產生,可以是橫波和縱波,但它們的傳播速度是有一定值的,這個值不可能超過光速,而且比光速低很多個數量級。機械波在不同的材料介質中的傳遞速度都是不同的,但最高不能超過音波的速度。音波在鐵介質中的速度比較高,達到了4900v/m·s^-1,這個速度已經非常厲害了,但與光速比較,還是不值得一提。我們不知道這個兩光年長的棍子是什麼材料製造而成,如果是鐵棍子,那麼這個推動的資訊傳播速度,就是最高4900v/m·s^-1,不能再快了。感興趣的可以計算一下,2光年以外的棍子那端,多久可以被移動一下?估計從現在開始,怎麼也得上千個世紀吧?
推動2光年的棍子,當然絕對不能打破相對論,還有類似“拿手電筒移動光斑打破光速”也是這個道理。你都能想到,別人會想不到?科學家比你聰明多了,他們會想不到?民科總是把別人當“傻子”。
我還要補充兩點:
第一,世界上不可能有兩光年的棍子,至少以現在的科學技術還造不了。任何材料都禁受不住這麼大的剪應力,太長的話就自動折斷了。即使真的製造出來,也會因為巨大的摩擦力,使得你完全推動不了它。
第二,推動兩光年的棍子,屬於一個思維實驗,現實中不存在。做這種思維實驗的人,是假設這根棍子是剛體。在物理學概念中,剛體是一種理想的模型,指在運動中和受力作用後,形狀和大小不變,而且內部各點的相對位置不變的物體。絕對剛體實際上是不存在的,只是一種理想模型,因為任何物體在受力作用後,都或多或少地發生變形。如果這根兩光年長的棍子是所謂的剛體,由於力的相互作用是你推我我反推你(相當於瞬間作用)的,所以還真的可能你推一下這端,另外一段立即被推動。但剛體是不存在的,任何棍子都相當於一根“彈簧”。所以資訊的傳遞速度不可能超越光速。物理上不存在“力的傳遞速度”這個說法,而是資訊的傳遞速度。
最後,我給了給讀者們的加深印象,再重複三遍(不要嫌麻煩):
科學理論是永遠不能被推翻的。
科學理論是永遠不能被推翻的。
科學理論是永遠不能被推翻的。
解答完畢。
作者:懷疑探索者