速度的极限就是光速吗？为什么？ 第1页

这个问题的提法有点问题, 速度的极限其实并非光速, 比如说"影子"运动的速度就可以超过光速. 狭义相对论所限制的只是能量传递速度和信息传递速度不能超过光速.

事实上, 在物理学中有很多量是可以超过光速的. 对于一个波来说, 其相速度可以超光速, 群速度也可以超光速, 但这些超光速都被验证不能有效传递信息. 在量子力学中, 量子纠缠中测量所导致的变化似乎也是超光速的, 但这也同样不能传递信息. 更多具体的例子和讨论, 请参考Wikipedia:

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相关问题:

下面可以回答题主的问题: 为什么能量传递速度和信息传递速度不能超过光速?在狭义相对论的两条基本假设(光速不变与所有惯性系平权)下, 为了保持因果律就必须满足能量传递速度和信息传递速度不能超过光速. 有关于此的一个论述可以参考这个视频: http://www.56.com/w91/play_album-aid-7798794_vid-NDYzMzQ4MTg.html.

至于为什么狭义相对论假设光速是常数, 知乎上已经有很多讨论了. 比如可以参考:

补充: 为什么影子可以超光速?

这里定义影子的速度是明暗交界移动的速度. 要注意的是影子不是物理实体, 只是光束与远处物体的交点, 因此它不携带能量, 超光速是有可能的. 下面是稍微严格一点的论证.

设A为光源, B为实物, C为影子的投射点. C可能的位置形成一个圆弧, 与B的距离始终为. 在光源的参考系下, 时刻打开激光束, 则时刻在圆弧的最左侧产生影子. (这个响应时间也表明了不可以用影子传递信息. ) 时刻将激光转向到圆弧的最右侧, 则时刻在圆弧的最右侧产生影子. (在狭义相对论中光子不会改变方向. ) 因此C在的时刻内"运动"了的距离, 可以做到任意大, 因此完全有可能.

事实上, 如果将一系列连续的事件看作一个波, 上面的例子就对应的是波的相速度可以超光速. 其实机械波的相速度也可以轻易的超过光速. 考虑下面这个例子:

海浪以一定的速度和夹角涌向沙滩, 并在滩头消失. 在滩头上(图中的AB)观察, 海浪消失的速度是可以超过海浪运动的速度的, 并且随着夹角的减小, 这个速度可以远超光速. 但在这个例子中并没有任何信息以超光速传播, 因为信息全部储存在波包的结构中, 而这个结构是以的速度传播的.

(图片引自:

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