话说我这辈子全部物理考试也没及格过几回,所以作者对用来证明速度改变质量的思想实验的解读我有点搞不大懂
2017-02-17
在书里讲到速度改变质量时,作者设想出这样一个思想实验:
太空中,一颗子弹以1000米/秒射向1000米外的一块木板,于是1秒后子弹击中并嵌入木板,嵌入深度假设为x。我们把这个系统设为S子弹。
同时,假设我们坐在一艘高速宇宙飞船上,恰好经过这颗子弹和木板。把这个系统设为S飞船。根据飞船的速度,已知γ因子为10。
于是作者指出,在我们这个参照系中,会发现子弹击中木板的时间延长为10秒。因此,子弹的速度变成100米/秒。但是毫无疑问子弹嵌入木板的深度依旧会是x,这表明子弹的动能没有改变。如果速度下降而动能不变,只能认为是子弹的质量变大了。由此,作者证明速度改变质量。
但是,速度即改变时间也改变空间,所以如果飞船高速飞行,γ因子为10,那么在S飞船看来,不仅子弹的飞行时间将变为10秒,子弹与木板间的局里也将变成10000米,因而子弹的速度依旧是1000米/秒。
换个更简单的想法。速度改变质量,所以要想使物体达到光速,意味着要用无穷大能量推动质量变为无穷大的物体,这是不可能的。然后,按照作者的这个思想实验,速度变慢会导致物体质量变大,然后速度越慢质量越大?这意味着要使物体静止,需要无穷大能量?
关键在于,改变时空的根本原因是不是物体的运动速度?如果是这样,那么在不同参照系中,时空相对改变,但物体运动的速度必然会是一个常量,不是么?
说到常量,一个事件的时空平方差是常量,这本身就意味着从不同系统来看,同一事件的时空将是同步变化的,否则常量将是不可能的。可是按照作者的解释,那么从S子弹来看和从S飞船来看,时空平方差就不会一个相等的常量了。
所以,到底是我理解错误呢,还是作者对这个思想实验给出了错误的解读?
话说其实作者设想的那个用来解读时空平方差为常量的思想实验,就是公元0年耶稣出生和公元30年织女星火山爆发,我也没理解。昨天开车回去想了一路,快到家时才按照自己的解读搞明白了。路上没发生事故,也是奇迹。
所以文科生读科普,就好比老房子着火,救不得。