光速不变的结论是联立求解麦克斯韦方程组得到的,得出c=1/√εμ,其中ε和μ分别是真空介电常数和磁导率,都是常数。但当时麦克斯韦的电磁理论是纳入经典物理体系的,所以在这一点上不符合伽利略相对性原理的速度相加定理。经典物理的核心就是绝对时空观,即认为宇宙中存在绝对静止的参考系,那就是所谓的“以太”。并以此来证明光速不变原理的错误。但1887年的迈克耳逊――莫雷干涉实验却证明了空间中没有“以太”,可是十九世纪末和二十世纪初的大多数科学家们并不愿接受这个结果。只有少数科学家承认了这个结果,但也只是由绝对空间观转变为相对空间观,仍然认为相对性原理并不适用于电动力学,因为光速不变原理不符合速度相加定理。说到底还是没法证明光速不变。
光速不变原理和相对性原理表面看是抵触的,但实际上两大原理有着深层次互通,光及光速和宇宙时空有着不可分割的深层次联系,赶走了“以太”是为抛弃绝对时空观,证明不存在绝对优越的参考系。所以人们认为光的传播不需要任何介质,光在真空中传播似乎就证明了这一点。随着爱因斯坦广义相对论的建立,爱因斯坦认同笛卡尔的观点,即一无所有的空间是不存在的,空间里充满了场物质,场作为空间结构性质存在,一句话,时空就是场,与其说光在真空中传播不需要介质,不如说真空就是“介质”。大家注意这个“介质”可不是绝对静止的“以太”,这个介质就是时空本身,时空是一种物质,光有可能就是时空的一种奇异性质和振荡,运动是物体在时空的运动,物体在时空中运动怎么能超出时空?超不过时空就超不过光。时空对于每一个惯性系都是公平的,因为时空是运动产生的,而每一个惯性系对应着一种运动,不同的运动产生不同的时空,这也是宇宙具有相对性的原因。所以对于每一个惯性系光速是不变的。
回到问题本身,你可以这样来理解光速不变原理:就是你不管对于某一惯性系速度有多大,即使超过30万公里/秒(不过这是不可能的,这只是打个比方,能够明白说清楚。)了,光对于你来说还是光速。我对这个光速不变原理的理解就是:你可以不断提高速度,但就是追不上光速和光。你可以假想相对静止惯性系任一速度的惯性系,光对于这个惯性系来说仍然是光速。根据这些认识,就会轻易地回答题目描述中的问题,
列车在正前方以速度C离开(怎么达到C速度咱们不管它,实际上根本达不到),我们打开灯照向列车,列车和光线的方向一致,问我们能不能看到火车?列车上的人能不能看到光?光对于以C速度运动的列车来说仍然是光速,也就是说光瞬间到达列车,所以列车上的人瞬间就看到光了。光速不变原理告诉我们,光速与光源的运动状态无关,即使列车以C速度运动,它发出的光线对于静止在车站的我们来说仍然是光速,这些光线瞬间射向我们眼晴,我们当然能看到火车。至不过我们看到的列车是这样的:
,不一定正确,仅供参考。
因为光的速度是30万米每秒。这个速度已经非常快了,稍微有点变化,根本就看不出来。
三元平衡定律:在一个系统内,两个非平衡状态趋于平衡状态的过程,就是三元平衡的过程。
这东西如果涉及到考试,请按书本上给的标准去答。……含有质量的物体,速度都低于光速。光不含质量?光是有能量的,能量的大也好,小也好,质量都是零?光速在真空恒定,手电筒和激光炮发出的光,速度一样。谁给光的速度?二十岁的青年和一百岁的老头,一开始跑,速度一样,以传统的方法不好理解啊。……那么就以传统的方法试图理解一下,大象无形,大音希声,微观在空间的意义上,就可能是宏观,撑起宇宙空间的,可能就是由所有原子内的空间完成的。宇宙化无期,随着原子内的阴阳互淹,原子内的空间坍缩,原子空间等同宇宙空间,于是宇宙空间回缩成一点,能量聚一点逃逸不了,因为空间就是壳,奇点形成。光子属粒子,是原子里的东西,是东西怎么会没质量?……一万个人排成一千米,第一个抬左腿,后面随着,一分钟最后那个人也抬了左腿。标靶,拖出最后一人,我们会知道这不是第一个人。光子呢?你怎么区分光子的长相,会不会造成误解,这人一分钟走了一千米?所以光速的产生,它可能不是一束光在跑,可能是空间中某种东西产生的联动,应是某种场的效应。