日期：2013-04-15 10:34:59
　　相对论九、恐怖的光速
　　速度就是移动的快慢。时间固定，谁跑的远谁的速度就大。我们更常见的是把距离固定，谁用的时间少谁的速度就大，比如赛跑、游泳的纪录就是指的时间。
　　小红在T1时测量猎豹与自己的距离X1，T2时测量猎豹与自己的距离X2，于是她就能计算出猎豹的速度V。小红根据X1、T1和X2、T2推算出两个事件的x1、t1和x2、t2，于是就能求出自己眼中猎豹的速度v。我们把过程省去，直接得出用小红眼中的速度V来表示小明眼中的v的公式:
　　我们沿着时空的路走了这么远，差点又把最初的目的给忘记了。还记得我们最初把时空概念搅乱的目的吗？就是为了解决小明和小红眼中光的速度都是一样的问题。现在，我们找到了小明眼中的速度和小红眼中的速度相互转化的工具，赶紧来试试最初的目的有没有达到吧。
　　小红眼中光的速度是光速c，那V=c带入上面的公式，就可以求出小明眼中光的速度也是c。哈哈，完美。

　　别着急，我们继续来把玩把玩。
　　我们假设把小红的火车加速到光速，小明的眼中光的速度是光速c，小红的速度也是光速c，我们用上面的公式计算小红眼中光的速度,会得到什么结果呢？很不幸，公式将变为0/0。这是没有意义的。所以小红处在光速时，我们没办法讨论小红眼中的光的样子。所以我们没办法讨论两个光子相互看对方的速度。然而，只要小红的速度比光速小一点，哪怕是一丁丁丁丁丁点，小红眼中光的速度也是光速。

　　让小红继续在光速中奔驰。我们知道速度是相对的，小明眼中小红的速度是光速，所以小红的眼中小明的速度也是光速。小明眼中，一只猎豹在以速度v奔跑，我们可以计算出来猎豹眼中小红的速度也是光速。所以小红眼中猎豹的速度也是光速。于是，在小红的眼中，小明和猎豹都是在以相同的速度（光速）移动。也就是说小红眼中，站立的小明和奔跑的猎豹之间是相互静止的！于是，如果我们达到了光速，地球上的万物，不管是奔跑的生命，呼啸的狂风，汹涌的河流，还是静止的大楼，在我们眼里都一样，它们的每一个分子都将以相同的速度离我们而去。

　　在小明的眼中，小红的火车以一半光速的速度向前开去，猎豹也以一半光速的速度向后奔跑。于是小红和猎豹之间的相互速度就是光速了吗？这是最易误导人的一个误区。因为我们不能简单地加减，而应该按上面的公式来计算。小明眼中小红的速度是c/2，猎豹的速度是-c/2，带入公式得到小红眼中猎豹的速度，结果将是0.8倍的光速，同样的猎豹眼中小红的速度也是0.8倍光速。
　　小结一下。到这里，也许你会感到，已经被几个简单的公式彻底搞得迷迷糊糊，不知道东西南北了。对相对论理解不深刻的人，往往只能像听故事一样听别人描述相对论的奇幻世界，而不能做出自己的判断。其实，就像前面一直说的，要理解“相对”论，恰恰需要绝对坚定的立场。相对论就是让你站住一个立场，去推测其他人（处于其他运动速度的人）眼中的世界。所有的推理都是基于这么一个逻辑。只要掌握了这个逻辑，相对论一点都不深奥，也不难懂。

　　言归正传，我们已经看到，达到光速是一件多么不可思议的事情。然而，说幸运也好，不幸运也好，我们是不可能达到光速的，原因就在于质量。
　　日期：2013-04-15 15:47:14
　　相对论十、慢点跑，不嫌重吗？
　　在我们的日常生活中，也常常用到“质量”这个词。比如XX品牌的产品质量好，XX品牌的质量很差。有人觉得楼主这个帖子质量还凑活，有人觉得楼主这个帖子的质量真差劲。等等，这里的质量表示的是事物的好坏。物理学中的质量是一个完全不同的概念。

　　我们都知道物体有轻有重，也就是重量不同。但重量这个量有些麻烦：同一个物体，拿到太空就失重没有重量了，拿到月球重量也比地球的小。然而重量变了，物体本身却没有变。所以我们必须寻找一个完全属于物体本身的属性，把它叫做质量。
　　物理学中的质量是由牛顿第二定律来定义的：决定物体运动状态被改变的难易程度的属性。F=ma。施加相同的力，质量越大，加速度越小，物体运动速度改变的就慢。质量越小，加速度就越大，物体运动速度改变的就快。
　　然而，这么定义会造成麻烦。比如我们接着问：什么造成物体运动状态的改变？答：力。问：什么叫力？答：做功的能力。问：什么叫做功？答：能量的传递。问：什么是能量？答：能量=质量*光速的平方。又绕回来了。
　　我们会发现，所有物理量的定义都有这个麻烦。问到最后就会造成循环，相互咬尾巴。
　　为什么会这样呢？难道我们没有更好的办法吗？答：确实没有。因为我们不是上帝，我们不能站在宇宙之外。我们研究宇宙，只能使用宇宙中已经存在的方式。我们不可能去凭空创造一个方式出来。如果有一个属性，它和我们可以观测的属性不发生任何关系，我们就不可能认识它。
　　有了质量的定义，工作就可以开始了。假设小红测得火车上一个物体的质量，那小明的眼中该物体质量是多少呢？

　　要回答这个问题，我们就要回到牛顿第二定律。假设小红用固定的力F推一个静止的物体，使它开始移动。如果不考虑相对论的话，力是固定不变的，物体的加速度也将是固定不变的。但是我们知道，一旦物体的速度变化，就会引发时空的麻烦，所以我们不能保证加速度恒定。