大燕文学

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第2部分（第2页）

性的π介子作为例子吧！π介子是一种非常小的亚原子粒子，它

在衰变时会发射出两个光脉冲。已经发现，不管这两个脉冲的发

射方向同原来母π介子的运动方向有什么关系，它们射出的速度

总是相同的，甚至在π介子本身以接近于光速的速度运动时也是

这样。

于是我们发现，前面提到的两种实验都没有得到预期的结果：

前一种实验表明，光速的表现同常规水波的速度不一样；而后一

种实验则表明，光速的表现也不同于常规子弹的速度。

总而言之，我们的发现是：不管观察者在做什么运动（我们

是从运动中的地球上进行观察的），也不管光源在做什么运动（

我们所观察的是从运动中的π介子发出的光），光在真空中的速

度总是具有恒定的值。

我前面提到过，光速有另外一个性质——光速是无法超越的

极限速度。这又是怎么回事呢？

“啊，”你们可能会说，“难道不可能把若干个比较小的速

度相加起来，构成一个超过光速的速度吗？”

举个例子吧！我们可以设想有一列跑得非常快的火车，就说

它的速度等于光速的３／４吧，再设想有一个人在车顶上朝火车

头跑去，他的速度也等于光速的３／４。

按照速度相加定理，这两个速度合成的总速度应该等于光速

的1．5倍，因此，那个在车顶上跑的人应该能够赶上并超过路边

信号灯所发出的光束。但是，实际情况是：既然光速固定不变是

一个实验事实，所以，在现在所说的这个例子里，合成速度就必

定小于我们上面所预期的速度值——它不能超过极限值ｃ。因此，

我们应该得出结论说，即使对于比较小的速度来说，古典的速度

相加定理也肯定是不正确的。

关于这个问题的数学处理，我不想在这里细说，但是我可以

告诉你们，在计算两个叠加运动的合成速度方面，它得到了一个

非常简单的新公式。

如果v1和v2是那两个要相加的速度，　c是光速，那么，合成

速度与原来速度的关系应该是

（１）

从这个公式可以看出，如果原来两个速度都很小——我说很

小，是同光速相比较而言的——那么，上式分母的第二项同１相

比较，就可以略去不计，这时，你所得到的就是古典的速度相加

定理。但是，如果v1和v2都不算小，那么，你所得到的结果就总

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