光速,这个神秘的速度极限。它不仅仅决定了整个宇宙的运作方式,也决定了人类对宇宙的认知。

当一个物体的速度接近光速,奇妙的事情就发生了——时间会膨胀,空间会收缩,质量会增加。这三个效应构成了狭义相对论的基石,彻底颠覆了牛顿力学建立的绝对时空观。

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然而,狭义相对论同时也给出一个似乎自相矛盾的结论:当速度达到光速,时间会停止。

简单推演的话,这意味着,以光速运动的人将不会衰老,获得永生。

但问题是,任何有质量的物体都不可能真正达到光速,它与光速之间会永远隔着一道无法跨越的鸿沟。

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那么,这种长生不老的效应是否真实存在?

答案是存在的,但仅仅在相对的意义上。

对于以静止为参照系的观察者来说,以无限接近光速运动的人,时间流逝确实极其慢,看上去似乎是长生不老了。

对于运动中的人自己来说,时间的流逝并无任何变化,一秒依然是一秒,他的衰老依然持续。这就是狭义相对论里著名的“双生子佯谬”。

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更深层的原因在于,光速不能作为参照系。根据相关公式,任何有质量的物体在被加速到光速的过程中,其质量会急剧膨胀,最终变得无穷大,这显然是不可能的。或者更准确的说法,根本无法将大质量物体加速到光速。

同时,实际上不会出现“以光速运动的参照系”这个概念。与光速无限接近的运动,只是其他参照系的观察结果,而在运动中的人看来,他的速度永远也达不到光速。

所以,以无限接近光速运动的人不会真正获得永生。

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但有意思的是,在他眼中,整个宇宙都会因为时间和空间的相对性而变得矮小——宇宙诞生可能不足十年,而地球上的一生可能只有几秒。

这或许就是相对论给人类带来的最大冲击:一切都不是绝对的,取决于参考系。

另外,之所以狭义相对论这个名字被贴上“狭义”二字,是因为它仅考虑了惯性参照系下的时空相对性,而在广义相对论里,爱因斯坦又进一步扩展了这一理论,涵盖了加速参照系和引力场:这使相对论的内容更为广博、深刻,但讨论起来也更为复杂。

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不过,要弄清狭义相对论的基本内容和结论,已经足够让人大开眼界,颠覆常识。