第11部分
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麼能量會變成質量,而不是變成速度?”也有人問道:“為什麼光的傳播速度是每秒約300,000公里,而不是其他別的速度呢?”
就目前來說,這類問題只能夠這樣回答:“因為宇宙就是這麼安排的嘛!”
還有些人問道:“質量是怎樣增大的?”這個問題比較容易回答。質量的增大並不靠原子數目增多。原子的數目是保持不變的。但是,每一個原子——實際上是原子中的每一個粒子——的質量都增大了。
有人提出過這樣的問題:我們究竟能不能透過使物質的運動快到它的質量增大一倍的辦法,來增加我們的各種資源呢?要是能夠這樣做,我們的資源就會翻一番了。
事實上這是辦不到的。質量並不是“真正”增大了。這只是測量的問題。速度只有在相對於某種別的物體,比方說相對於測量它的那個人來進行測量時,它才是有意義的。只有那種能夠計量的東西,才可以對它進行測量。跑得比光還要快的物質,你是不可能對它進行測量的。
但是,假定你曾經測得某種物質的質量比它的正常質量大一倍,而現在你抓住了它,想利用它達到某種目的。這時如果你同它一起運動,那麼,它相對於你的速度就等於零,因此,它的質量就會突然變成正常質量了。
如果你的一個朋友以接近光速的速度從你身邊掠過,你會測出他有非常大的質量,他也會測出你有非常大的質量。而你們各自都認為自己的質量是正常的。
你可能會問:“那麼,到底誰的質量真正增大了?”答案是:“這要看是誰在進行測量。”這裡根本不存在“真正”這種東西。每一件東西都只是由某個人相對於某種別的東西測量出來的。正因為這樣,才產生了“相對論”這個理論。
你會認為,你是腦袋朝上站著的,而澳大利亞人卻腦袋朝下。但是,澳大利亞人則認為他們腦袋朝上,腦袋朝下的是你。誰的看法是“真正”正確的呢?誰也不“真正”正確。這裡不存在“真正”這種東西。這要看你是站在地球的什麼地方,一切都是相對的。
有人曾經問道:“既然質量隨著速度而增大,那麼,如果一個物體處在絕對靜止的狀態,它的質量不會減小到零嗎?”可是,“絕對靜止”這種玩藝兒是根本不存在的。這裡只有“相對的靜止”。某個東西相對於另一個東西可以處在靜止的狀態中。當一個物體相對於進行測量的人靜止不動時,它具有一定的最小質量,即所謂“靜質量”。質量不能小於這個值。
很高的相對速度不僅僅使所測得的物體質量增大,它還會使物體在它運動方向上的長度減小,並使在這個物體上測得的時間流逝得慢一些。
如果你還要再問個“為什麼”,那麼,我的答案是:“要是事情不是這樣的話,光速就不會是物質的最大速度了。”
第50節
我們常常說,粒子不能夠運動得“比光快”,“光速”是速度的上限。
實際上,如果我們單單這樣說,那是說得不夠完全的,因為光在透過不同媒質時,它的傳播速度並不相同,光在真空中的行進速度最快。在這種場合下,它以每秒300,000公里的速度運動。這個速度就是終極速度。
因此,如果想把話說得確切一些。我們就應該這樣說:粒子的運動速度不能夠“快於真空中的光速”。
光在透過真空以外的任何其他透明媒質時,它的傳播速度總是小於真空中的光速,有時甚至要慢很多。光在某一特定的媒質中行進得越慢,當它從真空中以傾斜的角度進入這種媒質時,它受到偏折(折射)的角度就越大。偏折的大小是由一個稱為“折射率”的物理量決定的。
把真空中的光速除以某一特定媒質的折射率,就得出光在這種媒質中的速度。在一般的壓力和溫度下,空氣的折射率約為1.0003,所以光在空氣中的速度等於300,000除以1.0003,即每秒約299,910公里。這比真空中的光速小90公里/秒。
水的折射率是1.33,普通玻璃的折射率是1.7,而鑽石的折射率是2.42。這就是說,光在水中的傳播速度為每秒約224,000公里,在玻璃中為每秒約176,000公里,在鑽石中只有每秒約123,200公里。
粒子的運動速度不能快於每秒約300,000公里,但是,即使在水中,它們也確實能夠以每秒約256,000公里的速度運動。當它們的速度這樣大時,它們在水中的行進速度就超過水中的光速了。事實上,除了在真空中以外,粒
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