[科普中國]-科學百科49期丨為什么物質的行進速度不能快于光速？（二）

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《你知道嗎——現代科學中的100個問題》

本書是阿西莫夫的優(yōu)秀作品之一。

作者以通俗的語言，深入淺出地解釋了現代科學中的一百個尖端課題。

其中，有些是了解現代科學技術所必須具備的基礎知識，如科學的研究方法、二進制數、相對論、亞原子粒子、核聚變、熵、晶體、病毒等。有些則是當代科學技術的前沿陣地，如黑洞、統(tǒng)一場論、夸克、快子、金屬氫等。

作者對這些問題的來龍去脈，它們目前處在什么樣的狀態(tài)、有沒有希望得到解決等問題均作了回答。

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第四十九個問題： 為什么物質的行進速度不能快于光速？（二）

前面的解釋并沒有完全說明問題。正好相反，它會使人產生一些疑問，并且來信進一步提出一些問題。有些人問道：“為什么能量會變成質量，而不是變成速度？”也有人問道：“為什么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：“因為宇宙就是這么安排的嘛！”

還有些人問道：“質量是怎樣增大的？”這個問題比較容易回答。質量的增大并不靠原子數目增多。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：我們究竟能不能通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。質量并不是“真正”增大了。這只是測量的問題。速度只有在相對于某種別的物體，比方說相對于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，那么，它相對于你的速度就等于零，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：“那么，到底誰的質量真正增大了？”答案是：“這要看是誰在進行測量?！边@里根本不存在“真正”這種東西。每一件東西都只是由某個人相對于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。這里不存在“真正”這種東西。這要看你是站在地球的什么地方，一切都是相對的。

有人曾經問道：“既然質量隨著速度而增大，那么，如果一個物體處在絕對靜止的狀態(tài)，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。這里只有“相對的靜止”。某個東西相對于另一個東西可以處在靜止的狀態(tài)中。當一個物體相對于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”。質量不能小于這個值。

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，并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“為什么”，那么，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?！?/p>