人类的物理学研究中,光速有三大问题。
第一,光速为什么是光速。
第二,为什么光一出现,就是光速,没有从零加速到‘c’的过程。
第三,光速运动的物体,时间为零。
人类为了解释这三个问题,创造出量子力学。
要研究光速,就先要搞清楚光到底是什么。
最开始人类科学家认为光是一种波,通过双缝干涉试验,光体现出波的性质。
但随着深入研究,观察,光又表现出粒子性质。
当时的科学家很震惊,光怎么又是波,又是粒子呢?
现在人们知道,光具有波粒二象性,是光量子,叠加两种状态,自然也遵守量子的不确定性。
在爱因斯坦的相对论出现之前,人们认为光是波。
就像水波、声波,在空气中传递,需要传递介质。
于是科学家认为,真空中存在着介质,也就是以太。
后来爱因斯坦否定了以太,认为光在真空中飞行,不需要任何介质,光速恒定,并且是宇宙中最快的速度。
现在回到最开始的三个问题。
光速为什么是光速。
光的传递虽然不需要介质,但受真空磁导率和介电常数影响。
这两个都是宇宙常数,不会改变,故而光速恒定。
光速是恒定的,有上限的,代表着信息的传递,也是有上限的。
正是因为光速有上限,才有了因果、逻辑。
光是最快的,没有什么信息传递速度能超过光速,蓝星上发生的所有事情,不能立刻抵达宇宙角角落落。
从时空角度去观察,任何事件的发生,都会影响到周围事物。
这个影响速度受限于信息传递速度,最快是光速,故而有了光锥之内是命运,光锥之外是虚无的说法。
光锥之内,事件的影响清晰可见。
光锥之外,人类连看一眼的可能都没有。
现在再次回到开头的三个问题。
为什么光一出现,就是光速,没有从零加速到‘c’的过程。
人类发展至今,逻辑性,连续性贯穿历史,人们已经习惯了事物的连续发展,有因有果。
比如把一个物体,从零加速到高速。
任何事情的发生,都是从无到有,有迹可循的变化。
但微观世界不同。
微观粒子们遵循不确定性,量子化。
所谓量子化,就是能量在微观领域并不连续,而是可以细分为一小份一小份,无法分割的最小。
比如,一颗原子受到激光照射,核外电子吸收能量,发生能级跃迁。
电子从光子那里吸收的能量,是‘hv’,或者‘2hv’‘4hv’这样,整数倍增加。
不会出现0.1hv,1.6hv这样的能量。