48、為什麽物質的行進速度不能快於光速?(1)

    施加給一個物體的能量可以通過多種途徑對這個物體產生作用。如果，鐵錘敲在懸空的釘子上，釘子就會得到動能，也就是得到運動的能量，而向外飛去。如果鐵錘敲在嵌入硬木裏的釘子上，那麽，釘子就不會運動，這時，它仍然會得到能量，但這個能量表現為熱的形式。


    阿爾伯特·愛因斯坦在他的相對論中指出，質量可以看作是能量的一種形式（原子彈的發明已經確鑿地證明他這種說法是正確的）。這樣一來，如果對一個物體施加能量，那麽，這個能量不但可以通過其他形式表現出來，也可以表現為質量的形式。


    在一般條件下，物體所獲得的表現為質量的能量實在微乎其微。因此，過去從來沒有人能夠把這樣小的質量測量出來。直到二十世紀，當人們觀察到亞原子粒子以每秒數萬公裏的速度運動時，才找到了質量的增加大到能夠探測出的事例。一個以每秒約256，000公裏速度相對於我們而運動的物體，當我們對它進行測量時，它的質量將是它相對於我們靜止不動時的質量的兩倍。


    如果對任何一個正在自由運動的物體施加能量，那麽能量可以通過下列兩種途徑之一進入物體內部：（1）所施加的能量表現為速度，結果，物體的運動速度就增大了；（2）所施加的能量表現為質量，結果，物體就變得“重一些”。當我們對這個物體進行測量時，它所得到的這兩種能量形式之間的區別，決定於我們所測量到的這個物體的起始運動速度。


    要是這個物體以一般速度運動，那麽，所施加的能量實際上會全部以速度的形式進入物體內部，這時，它會運動得越來越快，而它的質量幾乎絲毫不變。


    隨著運動物體速度的增大（也就是隨著我們所想象的附加能量不斷地施加到物體中去）；以速度的形式進入物體內部的能量將越來越少，而以質量的形式進入物體內部的能量則不斷增加。我們會發現，盡管這個物體仍然在不斷加快它的運動，但是，它的速度提高率卻一直在降低，此外，我們還會發現，這個物體變重的速率正在漸漸增大。


    當物體的速度繼續不斷增大，並且非常接近於光在真空中的速度即每秒約300，000公裏時，所施加的能量幾乎全部以質量的形式進入物體內部。換句話說，物體的運動速度現在增長得非常慢，但是，它的質量卻極快地向上增長。到它達到光速的時候，所施加的能量就全部表現為增加的質量。


    物體運動速度之所以不能超過光速，是因為當我們要它超過光速時，就得不斷對它施加能量，而在它達到光速時，不管給它的能量有多大，都會統統轉變成增加的質量，因此，物體的速度就絲毫也不會增大了。


    其實，這種“恰好達到光速的理論”也是不成立的。多年以來，科學家一直非常細致地對被加速的亞原子粒子進行觀察。宇宙線粒子所含的能量高到無法想象，但是，盡管它們的質量確實升高了，它們的速度卻從來沒有達到光在真空中的速度。已經查明，亞原子粒子的質量和速度正好同相對論所預言的一樣，因此，光速是最大速度這一點，已經是一個觀察到的事實，而不僅僅是一種推測。