[科普中国]-科学百科49期丨为什么物质的行进速度不能快于光速？（二）

本期为大家带来：

《你知道吗——现代科学中的100个问题》

本书是阿西莫夫的优秀作品之一。

作者以通俗的语言，深入浅出地解释了现代科学中的一百个尖端课题。

其中，有些是了解现代科学技术所必须具备的基础知识，如科学的研究方法、二进制数、相对论、亚原子粒子、核聚变、熵、晶体、病毒等。有些则是当代科学技术的前沿阵地，如黑洞、统一场论、夸克、快子、金属氢等。

作者对这些问题的来龙去脉，它们目前处在什么样的状态、有没有希望得到解决等问题均作了回答。

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第四十九个问题： 为什么物质的行进速度不能快于光速？（二）

前面的解释并没有完全说明问题。正好相反，它会使人产生一些疑问，并且来信进一步提出一些问题。有些人问道：“为什么能量会变成质量，而不是变成速度？”也有人问道：“为什么光的传播速度是每秒约300,000公里，而不是其他别的速度呢？”

就目前来说，这类问题只能够这样回答：“因为宇宙就是这么安排的嘛！”

还有些人问道：“质量是怎样增大的？”这个问题比较容易回答。质量的增大并不靠原子数目增多。原子的数目是保持不变的。但是，每一个原子——实际上是原子中的每一个粒子——的质量都增大了。

有人提出过这样的问题：我们究竟能不能通过使物质的运动快到它的质量增大一倍的办法，来增加我们的各种资源呢？要是能够这样做，我们的资源就会翻一番了。

事实上这是办不到的。质量并不是“真正”增大了。这只是测量的问题。速度只有在相对于某种别的物体，比方说相对于测量它的那个人来进行测量时，它才是有意义的。只有那种能够计量的东西，才可以对它进行测量。跑得比光还要快的物质，你是不可能对它进行测量的。

但是，假定你曾经测得某种物质的质量比它的正常质量大一倍，而现在你抓住了它，想利用它达到某种目的。这时，如果你同它一起运动，那么，它相对于你的速度就等于零，因此，它的质量就会突然变成正常质量了。

如果你的一个朋友以接近光速的速度从你身边掠过，你会测出他有非常大的质量，他也会测出你有非常大的质量。而你们各自都认为自己的质量是正常的。

你可能会问：“那么，到底谁的质量真正增大了？”答案是：“这要看是谁在进行测量。”这里根本不存在“真正”这种东西。每一件东西都只是由某个人相对于某种别的东西测量出来的。正因为这样，才产生了“相对论”这个理论。

你会认为，你是脑袋朝上站着的，而澳大利亚人却脑袋朝下。但是，澳大利亚人则认为他们脑袋朝上，脑袋朝下的是你。谁的看法是“真正”正确的呢？谁也不“真正”正确。这里不存在“真正”这种东西。这要看你是站在地球的什么地方，一切都是相对的。

有人曾经问道：“既然质量随着速度而增大，那么，如果一个物体处在绝对静止的状态，它的质量不会减小到零吗？”可是，绝对静止”这种玩艺儿是根本不存在的。这里只有“相对的静止”。某个东西相对于另一个东西可以处在静止的状态中。当一个物体相对于进行测量的人静止不动时，它具有一定的最小质量，即所谓“静质量”。质量不能小于这个值。

很高的相对速度不仅仅使所测得的物体质量增大，它还会使物体在它运动方向上的长度减小，并使在这个物体上测得的时间流逝得慢一些。

如果你还要再问个“为什么”，那么，我的答案是：“要是事情不是这样的话，光速就不会是物质的最大速度了。”