從劍橋留學生到物理學之神 第240章

作者:虚空圣堂

  “當光通過轉動的齒輪後,達到反射鏡,然後又穿過齒輪。”

  “只要齒輪的轉速合適,光在通過反射鏡回來後,會正好被齒輪的齒擋住。”

  “這時觀察者就看不見光線了。”

  “那麼通過齒輪的轉速、齒數、光走過的路程,就能很容易地計算出光速。”

  “菲佐測量出的光速是315000千米/每秒。”

  “這和現在的測出的精確光速已經非常接近了。”

  “然而,你們應該發現了,菲佐的方法測量出的依然是光的平均速度,而不是單向速度。”

  “哪怕到現在,我們也無法測出光的單向速度。”

  “不是不想測,而是布魯斯的狹義相對論,讓我們從原理上就沒法測。”

  “這一切,可都得怪布魯斯啊。”

  邁克爾遜以爲自己說的很明白,因爲他對狹義相對論研究的非常深入。

  但是密立根等人仍然聽的一臉懵逼。

  這時,很多學生們也忍不住追問:“布魯斯教授,爲什麼測量不出光的單向速度啊。”

  李奇維微微一笑。

  (本章完)

第256章 測量單向光速的悖論

  光,這個自然界最神奇的現象之一。

  自從物理學誕生以來,物理學家們對於光的研究從來沒有停止過。

  微粒說、波動說、棱鏡分光、泊松衍射、雙縫干涉.

  甚至還有李奇維的波粒二象性。當然這個性質目前還沒有被承認,因爲無法驗證。

  物理學家可以勉強接受光量子假說,但還無法接受波粒二象性。

  但無論如何,人們認爲對於光的本質研究已經非常深入了。

  不僅僅是物理學家們,就連學生們也是如此覺得。

  蠟燭小孔成像他們算的可是比誰都快。

  然而今天,李奇維的問題讓所有人徹底破防了。

  原來我們只是自以爲了解的很深,到頭來卻連最基本的光速都沒有搞清楚。

  這簡直讓人匪夷所思。

  面對腥说囊苫蠛筒桓抑眯牛钇婢S說道:

  “我相信很多人都想不明白,爲什麼我們無法測出光的單向速度。”

  “想要理解這一點,就需要對我的狹義相對論有深刻的理解。”

  “大家不要光盯着質能方程,那個東西沒什麼用,只是一種轉換關係而已。”

  李奇維不留痕跡地放了一個煙霧彈,淡化腥藢顿|能方程的關注程度。

  “狹義相對論真正的核心,是光速和時空。”

  “我們想要測量光的單向速度,就必須同步時鐘。”

  “而要同步時鐘,就必須先知道光的單向速度,這就形成了一個悖論。”

  “這也是爲何我要在狹義相對論中,假定光在各方向的傳播速度是一樣的原因。”

  臺下腥艘廊宦牭囊活^霧水,完全不理解。

  “好,那我舉個例子。”

  “假設有一個光源,它向10公里外的地方發射了一束光線。”

  “在發射的瞬間,光源旁邊的計時器開始計時,當光到達終點後,計時器停止計時。”

  “那麼單向光速就是路程除以時間。”

  “但是問題來了。”

  “計時器或者觀察者,要如何知道光到達終點了呢?”

  “哈勃會說,可以在終點處再安裝一個計時器。”

  “當這個計時器檢測到發來的激光時,便停止計時。”

  “想法很好,但這又會產生一個新問題。”

  “你要如何保證兩個計時器是同步的呢?”

  “終點處的計時器,它怎麼知道起點處的計時器已經啓動,光已經被髮射了呢?”

  “哈勃不死心,接着說,可以用電線把兩個計時器連接起來,直接打電話通知。”

  “想法很好,但是我的狹義相對論已經證明了,信息的傳遞速度不可能超過光速。”

  “電話的傳播再快,它也不可能超過光速。”

  “假設電話的速度就是光速,那它和光到達終點的時間是一樣的。”

  “都是我們要測量的未知量。”

  “因此這個辦法也不可行。”

  “哈勃又咿D了他的天才頭腦,提出可以把兩個計時器先放在一起同步好。”

  “然後呢,再把其中一個計時器咚偷浇K點處。”

  “這樣,就可以不用通知終點的計時器了,因爲它們本來就是同步的。”

  “然而,這又會產生一個新的問題。”

  “因爲根據狹義相對論,咚偷挠嫊r器會發生時間膨脹效應。”

  “到達終點後,兩個計時器又不同步了。”

  “以上。”

  “所以,在理論上,我們就無法測出單向光速。”

  “光就像一個幽靈一樣,它的一切都非常神祕。”

  “或許它有着自我意識,高興了就跑的快一點,不高興了就跑的慢一點。”

  “但是宇宙真理又束縛着它,讓它不要過於隨心所欲,必須把平均速度定在30萬公里/每秒。”

  “不然的話,也許我們整個世界都會崩塌了。”

  “不過大家也不要擔心,雖然我們不知道光的單向速度,但至少從目前看,對物理學還沒有什麼影響。”

  “能測量出平均速度就足夠了。”

  靜!

  當李奇維說完測量單向光速的悖論後,禮堂內陷入了鴉雀無聲般的寂靜。

  所有人都在消化李奇維的分析。

  用狹義相對論去解讀光速,竟然會得出如此無法理解的結論。

  在場的人除了懵逼就是扯淡,腦門上集體冒出黑線。

  “我的上帝,今天真是小刀剌屁股,讓我大開眼界了。”

  “我以爲我讀懂了狹義相對論,原來那只是我以爲的。”

  “從今天開始,我再也不敢說自己懂物理學了,這個世界太詭異了。”

  “難受,我不僅經典物理學沒有學透,我連現代物理學也沒有學清楚。”

  “我現在都懷疑,要是布魯斯教授出一個滑塊的題目,我可能都不會了。”

  “你別說,還真有這種可能,比如摩擦力的本質是什麼,它能變成零嗎?”

  “別說了,別說了,讓我靜靜!”

  此刻,會場內的所有學生,都以一種極度崇拜的眼神,看着李奇維,內心震撼。

  對方的身影變得無比高大,彷彿徽至苏麄�禮堂。

  那是一種知識超越幾個等級後,帶來的絕對威壓。

  就連前排的一些教授,現在也久久無法言語。

  他們雖然研究過狹義相對論,卻從來沒有思考過這個問題。

  因爲光速太簡單了,下意識就會讓人忘記或者忽略,不覺得有什麼問題。

  密立根嘴角露出苦笑。

  這就是理論物理學家和實驗物理學家的區別嗎?

  密立根作爲實驗物理學家,想的從來都是如何驗證別人的理論。

  卻從來沒有思考過背後的深刻本質。

  這一刻,他才明白,自己離布魯斯到底有多麼大的差距。

  這種差距不是靠努力就能彌補的。

  而是一種天生的物理直覺。

  布魯斯的大腦,就好像是爲物理學而生的。

  密立根有時候真想掀開看看,對方的大腦到底和普通物理學家有什麼區別。

  邁克爾遜感慨地看着李奇維。

  他作爲邁克爾遜-莫雷實驗的操作者,自然對光速是最瞭解的。

  李奇維說的這個悖論,早在幾年前他就隱約有一些感悟了。

  但是可惜的是,他如今在物理學的地位太高,導致有很多瑣事纏身。

  很難再像年輕時候那樣,可以廢寢忘食地做實驗,思考問題了。

  他已經脫離一線研究有點太久了。

  李奇維的分析讓邁克爾遜忽然感受到了一絲悲哀。

  他老了,沒有以前的激情了,所以會錯過很多的發現。

  但是現在又是物理學的黃金大世在爆發,邁克爾遜真的很不甘。

  他真的想向天再借五百年啊。

  人羣中的哈勃因爲興奮,而身體顫抖。

  李奇維的兩個問題,在他年輕的心靈上,留下了不可磨滅的印記。

  這一刻,他才真切地感受到,當世頂級物理學家的魅力。

  那種知識彷彿從每個毛孔中噴薄而出的快感,讓哈勃淪陷其中。

  他心中默默決定,一定要在物理學的道路上走下去。

  追隨布魯斯教授,有朝一日,站在物理學的最巔峯,體會那無邊瑰麗的風景。

  李奇維成了哈勃的精神導師,把對方導的五迷六道。

  這時,人羣中忽然又站起了一個年輕人。

  李奇維朝他看去,竟然是一個華夏人,看起來有點像留學生。

  李奇維心裏頓生好感,微笑着看着他,隔空傳遞力量。

  只見那個華夏年輕人用英語激動地說道:“布魯斯教授,我叫崇蘇。”

  “得益於您的政策,我從去年來到美國留學。”

  “現在於美國阿拉巴馬農業機械大學攻讀碩士學位。”

  “見到您我太激動了。”