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如果人类以光速运动就可以长生不老吗_数据库

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如果人类以光速运动就可以长生不老吗？

根据狭义相对论，我们达不到光速。那么如果以无限接近光速(亚光速)的速度移动，我们是不是就不会变老？不是的。该变老还是变老，而且对于我们自己而言，这种变老的感受与我们在地球上并无不同。只是在地球上的人眼中，可能他们已经过了漫长的一生，而处在亚光速移动中的我们连眼睛都还没来得及眨一下；而当我们暮年回首时，地球早已沧海桑田物换星移，不知历经多少亿年。

何出此言？说来话长。

狭义相对论有两个公设，狭义相对论的所有推论都是在这两个前提假设下推导出来的。只有在接受这两个公设或者假设这两个公设正确的情况下，谈论狭义相对论以及用狭义相对论解释物理现象才有意义。这两个公设即狭义相对论的光速不变原理与相对性原理。

光速不变原理：

在爱因斯坦的时代，麦克斯韦已经发表了他那划时代的著作《论电和磁》，电磁学理论已经建立起来，成为物理学体系最重要的部分之一，而麦克斯韦方程组则启发着当时的物理学家对于物理规律简洁美的追求。

基于麦氏理论，变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场。因而震荡的电场会产生震荡的磁场，而震荡的磁场又会反过来产生震荡的电场，循环往复，形成电磁波。而且电磁波的传播速度与波源无关，只与介质有关。

爱因斯坦考虑既然光是一种电磁波，那么光速就与光源无关，只与介质有关。比如我在地球上用手电筒发出一束光，光速是c，那么我在高速移动时用手电筒发出一束光，光速仍然是c。因此，爱因斯坦得出结论——在任何参考系中，光在真空中的传播速度恒为c。

(狭义)相对性原理：

参考系包括惯性系和非惯性系，若系统中的物体不受外力作用时保持相对静止或匀速直线运动的状态，那么这种参考系即为惯性系，反之则为非惯性系。

在研究光的传播历程中，物理学们不解为什么光能够在真空中传播，于是认为存在一种所谓“以太”的物质，并将其假想为光的传播媒介。然而以证实以太存在为目的的迈克尔逊-莫雷实验没能如愿以偿，爱因斯坦革命性地认为在任何惯性系中，包括力学定律、电磁学定律、动力学定律等在内的物理规律都是等价的，也即不存在绝对的参考系，否定了以太的存在。

爱因斯坦结合动量守恒与洛伦兹变换推导出物体运动时的质量与相对静止时的质量的关系：

其中m为物体以速度v运动时的质量，m0为物体相对静止时的质量，c为光速，若记m=γm0，γ即为相对论因子或称洛伦兹因子。

根据质速关系，物体运动速度越大，质量越大，即所谓“质增效应”。而当物体的运动速度趋于光速时，其质量趋于无穷大(注意不是物体速度趋于无穷大时质量趋于无穷大，而是速度趋于光速时其质量即趋于无穷大)。不过在多数情况下，物体运动速度相对光速几乎可以忽略，因而质增效应不明显。

为什么物体运动速度无法达到光速呢？根据牛顿第二运动定律F=ma，物体想要达到光速，就必须施加外力使其加速。根据质速关系，由于物体速度趋于光速时，其质量趋于无穷大，那么加速物体就必须施加无穷大的外力。可是并不存在无穷大的外力，因此物体速度无论如何也达不到光速。

简言之，要想将我们自己加速到光速，就必须施加无穷大的外力，这根本做不到！这让我想起女神对我说，做她的舔狗，越舔就距离成为她的男朋友越近，可事实上，我永远也不可能舔成她的男朋友。无限接近却永远无法达到，舔狗一无所有..

结合狭义相对论的质速关系与经典力学的牛顿第二定律，我们知道物体运动速度无法达到光速。不过我们可以把问题修正为——是不是以亚光速移动，我就不会变老？

很遗憾，并不会。当我们以亚光速移动时，尽管相对地球的时间，我们的时间变慢了很多，但是我们仍然正常衰老，而且我们对于这种变老的感受与在地球上并没有什么不同。当我们以亚光速移动时，相对于我们自己，我们的衰老并没有变慢，不过相对于地球上的人，我们的衰老确实变慢了很多。

当我们的运动速度越来越大时，我们的时间会相对变得越来越慢，这就是狭义相对论的时间膨胀效应。我们可以通过一个思维实验简单地证明这一点。

假设一辆动车以速度v行驶，在竖直方向上平行放置一个光源与一块镜子。从光源发出一粒光子，并到达镜子，动车中的人与地面上的人同时观察这一过程。不过动车中的人观察到光子的路径是竖直向上，记动车中的人观察这一过程所用的时间为t，而地面上的人观察到光子的路径是斜向上方，记地面上的人观察这一过程所用的时间为t'。那么根据勾股定理，有( ct' )2 =( ct )2+( vt' )2，即：

因此动车运动使得动车上的时间相对地面上的时间变慢了，只是这种变慢是基于不同参考系给出的评判，事实上不论是动车上观察到的t，还是地面上观察到的t'，光子都是实实在在从光源发出并到达镜子。也就是说，同时发生的事件，在不同的参考系中时间却不同。

同样，若我们以亚光速移动，不论我们自己感受的过了100年，还是地球上的人观察我们已经过了不知道多少亿年，这都无妨。因为，我们切切实实从年轻变成了衰老，就像那个光子切切实实从光源发出并到达镜子一般。

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