关于光速是恒定的 是不是光的组成其实就是时速 c 的很多小飞船？离开发射仓后，飞船的速度永远是 c，发射仓的速度无法影响小飞船的速度？
find456789 · 2018-07-18 17:21:53 +08:00 · 2199 次点击这是一个创建于 2321 天前的主题，其中的信息可能已经有所发展或是发生改变。
我是个不懂物理的菜鸟，看到纪录片有点蒙
13:30 开始
https://www.bilibili.com/video/av1935063
纪录片里说，坐在车上，车辆运行中，开灯，光的速度也是固定的（光速不会被车速影响）
但这个难道不是常识吗？
把光的组成部分，光子想象成飞船，它的速度是 c
那么当小飞船离开发射仓后， 发射仓的速度不管多快，都影响不了，小飞船的速度吧？
我手上拿个 雪糕，我的速度会影响雪糕的速度， 如果我手上拿着个玩具飞机，当飞机飞出去后，我跑的再快，也无法影响飞机的速度吧？
这个纪录片还觉得这很神奇？感觉纪录片有点偷换概念了， 把我往死胡同里引
求大神指点迷津
谢谢
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doubleflower 2018-07-18 17:34:12 +08:00  3
想象你在路边，一个火车开来，火车里的人向前扔球，球相对你的速度是火车的速度+球的速度，而光束不一样，这个世界的上限是光速，哪怕是在火车上发射光，这明显不符合经典的世界观念
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fyyz 2018-07-18 17:39:11 +08:00 via Android 1
是的，假设你在一架速度为 0.5c 的飞船里，超上下前后左右各射出一道激光，这 6 道激光的光速对任意速度的任意观察者来说都是 c
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takato 2018-07-18 17:40:44 +08:00 1
不管你在发射仓上看光，还是在小飞船上看光，光的速度都是 c。。
从经典物理来说这简直就是抽了。。 经典物理会认为至少其中一个会是 c-v 吧，（ v 为小飞船速度），但是确实，不管你在哪看，怎么看，光的速度都是 c. |
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find456789 OP |
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ferock 2018-07-18 17:43:54 +08:00 1
但这个难道不是常识吗？
这是常识，但，为什么呢？纪录片的目的是解释，为什么会是这样的现象。 那么当小飞船离开发射仓后， 发射仓的速度不管多快，都影响不了，小飞船的速度吧？ 我手上拿个 雪糕，我的速度会影响雪糕的速度， 如果我手上拿着个玩具飞机，当飞机飞出去后，我跑的再快，也无法影响飞机的速度吧？ 这样的表述说明你依然是拟物化的思考这个问题。实际上，这样打比方毫无意义。 举个例子： 轰炸机空投炸弹，炸弹和轰炸机相对静止，但下落的时候，却有初速度。。。这算是轰炸机对炸弹实施了影响，还是离开弹仓以后无法影响呢？在这种情景下，你说的是对的，但和光又有什么关系呢？毕竟，光并不是雪糕，也不是玩具飞机。。。光有自己的速度，而不是母体给子体施加的加速度（或者，在你的比方里的初速度）。因为你也认同光速恒定，所以，母体本身就无法对光施加一个初速度，也就是： 期望光速 = 母体速度+光速 这样的公式不成立。所以，你的比方在纪录片这一个讨论片段里毫无意义。 纪录片，只是想让常人明白一点，为什么？ 期望光速 # 出租车速度+光速 ？为什么 纪录片以通俗易懂的方式解释了这点：因为时间不是恒定的！ 从这个角度来说，你虽然觉得光速恒定是常识，但是，并没有 get 到，时间和空间是相对变化的这个时空的概念。 而这点恰恰是纪录片在布道的内容。 |
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codingadog 2018-07-18 17:43:56 +08:00 via Android 1
就是不管你速度多快，光速相对你的速度都是 c
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codingadog 2018-07-18 17:44:38 +08:00 via Android 2
感觉楼主参考系的概念也不清楚
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gfwh 2018-07-18 17:45:04 +08:00 via Android 1
你这个想法最明显的漏洞就是：仅以自己为参考系。
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ferock 2018-07-18 17:45:42 +08:00 1
@doubleflower 这个解释，很通俗易懂，适合题主自己思考一下。
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fuxiaohei 2018-07-18 17:45:56 +08:00 1
你在车里，你相对于车速度是 0，但是你相对于地面有火车的速度 v。
光的速度不管你变换参考系，你是相对与车还是相对于地面，光速都是 c，不会被参考系影响。 |
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ferock 2018-07-18 17:46:59 +08:00 1
@find456789 扔出去的方向，需和火车行进的方向相一致，这样才是这个例子的本意。
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WuwuGin 2018-07-18 17:47:25 +08:00 1
首先经典物理学里物体的速度的概念受参照物的影响，比如并行的同速列车对你来说是静止不动的。
如果推导到光速的话，那么当我在 0.5 光速的飞船上发一束光速，在地面上来说观测就应该是 0.5+1 的光速了吧？但是狭义相对论中空间和时间并不是相互独立的。具体还是要去看狭义相对论的解释。 |
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GeruzoniAnsasu 2018-07-18 17:48:16 +08:00
问题在于，小飞船离开发射舱之后
如果把发射舱加速到 “你以为的”跟小飞船“一样的速度” 你会看到小飞船还是 c，不管你怎么加速都好，小飞船都是 c |
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GeruzoniAnsasu 2018-07-18 17:48:54 +08:00
@GeruzoniAnsasu “相对于你的发射舱来说”是 c
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youngxu 2018-07-18 17:50:58 +08:00 via Android
@find456789 #4 是啊…
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finab 2018-07-18 17:52:25 +08:00
这可以看看狭义相对论
假如你在一辆车上 从车的一边射一束光线到另外一边。 另外一边测出光的速度是光速 ，光移动了 s 秒 车外的人看到你发射光线了，也测你在车里射的光的速度时， 会发现光的速度还是光速。从你那边射到车另一边 移动了 s 秒 但是假如车在运动 光速保持不变，在外面的人测量时光移动的距离是变化了的。 这时测出的时间就是 s + n 秒 n > 0。 而在车里面的你来讲，光移动的距离没有发生变化， 测出的时间还是 s 秒 |
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geelaw 2018-07-18 17:55:50 +08:00 via iPhone
考虑两个惯性系，惯性系 2 相对于惯性系 1 以 u 运动。现在有两个球，分别相对于两个惯性系以 v 运动。则球 2 相对于惯性系 1 以 u+v 运动。
现在在两个惯性系里分别放置静止的光源，则两束光分别相对于各自的惯性系以 c 运动。但光 2 相对于惯性系 1 的速度也是 c，而不是 u+c。 |
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GeruzoniAnsasu 2018-07-18 18:00:20 +08:00
假设你坐飞机上，时速 a
然后你发射了一道光 你会看到这道光的速度是…… c 地面上看到你的飞机飞过，时速是 a，然后地面的人看到你发射了光，光的速度是…… c 这时候可能还不太感觉得到违和的地方 接下来，你飞机开始加速，地面上的人看到你飞机越来越快，已经能跟光飞得一样快了 这时候地面的人看来，你的飞机和光一样速度都是…… c 问题来了，这个时候你其实在干什么？ 答：你把飞机加速，但发现无论飞机飞多块也永远赶不上射出去的那道光，你发射的光永以 c 的速度在远离你 怎么解释这个矛盾？ 答：地面上的人看来，你的时间被定格在了飞船和光速相同的那个时刻，地面上的人等一万年，永远等下去也看不到光超过你飞船的那一刻，虽然说这一刻对飞机上的你来说就是一瞬间。 一万年后，地面上的人发现你的飞船减速了，你回来了，当你落到地面的时候，地面上的人看到光离你的飞船一光分那么远。你走下了飞船，却很诧异： 什么？我把光射出去一分钟后就回来了啊，怎么已经一万年以后了 |
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metrxqin 2018-07-18 18:07:02 +08:00
把那个飞船打下来。
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IssacTomatoTan 2018-07-18 18:08:20 +08:00 via Android
额 一个是本质的位移 一个是能量的传递？
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swulling 2018-07-18 18:21:38 +08:00 via iPhone
从回复看，经典力学还没懂…就别看相对论了
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imn1 2018-07-18 18:22:35 +08:00
相对速度和绝对速度的概念
你想想标枪、铅球、足球掷界外球……这些，为什么要助跑扔得更远？ 这纪录片我没看，但我猜它说的是——光 没有 相对速度 |
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Loyalsoldier 2018-07-18 18:26:55 +08:00
有没有人跟我一样认识：很多不符合常规逻辑的解释，都是为了使得某个同样不合常规逻辑的解释合理化而已……数学就是这样产生的，科学也是这样产生的。
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rrfeng 2018-07-18 18:33:08 +08:00 via Android
先理解速度测量要有参考系这个概念。
才能再去想光速不变为什么看起来很奇怪。 没学会走，就不要去跑。 |
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pWHx3x96 2018-07-18 18:52:36 +08:00
’光的速度是固定的‘其实是有歧义的，更准确的说法是真空中光速不变，因为光在进入介质时速度会降低。
要理解为什么 c 不变，首先要明白物理法则是有局限性的。牛顿力学适用于宏观物体在低速（相对于 c ）下的运动，这种情况下，人跑动中丢出去的东西是会受到人本身运动速度的影响。在这个阶段参考系的概念就被引入了。 而光的运动就不适用于牛顿力学了，所以用日常生活中的例子去打比方就会陷入悖论中。爱因斯坦的狭义相对论让学界摒弃了复杂的’以太‘这个概念。 |
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xiri 2018-07-18 18:55:33 +08:00 via Android
楼主显然对参考系的概念不太了解，上面提到纪录片里对光速不变感到很神奇，楼主却说这是应该常识，看了一下楼主的理解，我觉得你应该先了解一下经典力学下的一些情况：
想象你拿着一个球站在一辆速度为 v 的火车上，这时在地面上的人看来，球的速度就是火车的速度 v，但在你自己看来球的速度为 0 你把球相对你自己以速度 u 向前扔出（在你自己看来，球的速度为 u ），但在地面上的人看来，球在以速度 v 向前运动的过程中又获得了 u 的速度叠加，所以相对于地面，球的速度为 v+u 但光速是没法用上面的情况解释的，你在火车上射出一道光，在你看来它的速度为 c，按理说在地面上的人看来它的速度应该是 c+v，但实际上在地面上的人看来你射出的那道光线速度也是 c。 这应该就是纪录片了感到惊奇的地方皮。 |
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xiri 2018-07-18 19:02:32 +08:00 via Android
拿楼主举得玩具飞机的例子：
首先初始条件是你拿着飞机在跑的过程中把它抛出，而不是楼主说的抛出后跑多快都不会影响 然后考虑参考系的问题： 你把飞机以速度 v 抛出，这个速度 v 是相对你自己的速度，而你自己相对地面是移动的。 我们讨论飞机的速度时不特别说明的话是相对地面的速度。 也就是说飞机的速度应该是 v+u，而 u 是由你自己的速度。这样你还觉得你的速度跟飞机飞出去后的速度无关？ |
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ares611 2018-07-18 19:22:29 +08:00 via Android
你的理解应该是这样的：飞机在航空母舰上起飞后，不管母舰再加速或者减速都不会影响到飞机的速度了。这是常识。但是纪录片里说的光速不变是指相对任何参照系光速恒为 c。对应到飞机与航母就是飞机在航母上起飞后不管航母加速或者减速，母舰上的人看到飞机飞行的速度相同，这不符合常识。飞机的速度和观察者的参照系有关。飞机相对海岛的速度是不变的 v，但相对于航母的速度不是 v，要考虑航母相对于海岛的速度。
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shansing 2018-07-18 19:42:05 +08:00 1
关于相对论正好可以安利一下李永乐老师最近的视频：
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shansing 2018-07-18 19:42:52 +08:00
呃，霸屏了，对不起大家。不记得 YouTube 链接会自动解析了。抱歉。
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shansing 2018-07-19 08:22:39 +08:00
@fetich 应该跟教考研数学的是同一人吧。据他自己说是为了把知识传播得远一些，涉及范围大多是中学的数学、物理、地理等知识和大学的基础数学等知识。讲得深入浅出，挺好的。
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clino 2018-07-19 09:53:29 +08:00 1
感谢楼主,这个视频挺好看的,而且全部有 4 集,我打算有空全看了
关于光速恒定,我记得没多久前看过方舟子的文章,说到光速不变最初是由麦克斯韦方程的要求:"麦克斯韦电磁方程要求所有的电磁波在真空中都以恒定的速度（也即光速）传播",而"相对性原理最早是伽利略提出来的，它认为对于任何不做加速运动的参照系（即惯性参照系），运动定律都是等价的。" 相对论是认为这两条都对的前提下推导出的理论 "科学大争论——以太是不是真的存在？" https://mp.weixin.qq.com/s/g-4Lz8l1_7IJVRKf_fLPPA |
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