深度长文：一光年长的棍子推动一端另一端能瞬间感应到吗？

  在分析之前，感慨一下网络上有太多质疑相对论的声音，相对论中推导出了光速限制，表明光速是宇宙中的速度极限，但是不少人对相对论和光速限制并不认同，总是想方设法去质疑相对论，质疑

  尤其是有人总习惯于用各种假设试图否定光速限制，比如在光速飞船上奔跑，还有题目中所说的，推动一光年长的棍子。

  其实不管是任何形式的超光速假设，最终都不成立，因为所有这些假设的本质其实都是基于牛顿经典力学体系，都是用我们的日常生活经验下的结论，而我们的日常生活经验完全以低速世界和绝对时空观为基础，这就注定了对超光速的设想一定会有很大的局限性。

  就拿题目中所讲的“一光年长的棍子”来讲，且不说这么长的棍子能否存在，即便能存在，推动一端，另一端也不可能瞬间感应到。

  有人可能会质疑：真实的生活中我们推动棍子的一端，另一端不是能瞬间感受到吗？

  看见了吗？这就是典型的“用经典和低速世界的思维去衡量相对时空和高速世界”，我们生活在地球这个狭小的范围内，平时经历的速度与光速相比几乎能忽略不计，这也注定了我们的认知和感受一定会有很大的局限性和偏差。

  先不说一光年的棍子，即便是一根现实中存在的普通棍子，比如说5米长的棍子，推动一端，另一端真的能瞬间感应到？甚至不花费任何时间？

  当然，瞬间是肯定的，但“瞬间”只是人类的感受，仍旧要花费时间的，只是时间很短而已，我们根本感觉不到。

  但是如果是一根一光年的棍子呢？还能瞬间感应到吗？当然不能，至少需要一年甚至更长时间才能感应到！下面具体分析一下为什么。

  首先我们详细分析一下“推”这一个动作，实际上的意思就是力的作用，到底是如何作用的呢？

  高中物理课上我们都学过力的作用，经常会遇到比如说绝对光滑，没有一点阻力的平面，还有不会有任何变形的刚性物体等等。

  当然，我们大家都知道上述物理情况只是理想模型而已，现实中不有几率存在。现实世界里，力在作用到一个物体上时，也不可能在没有一点延时的情况下从物体的一端传递到另一端。

  我们需要深入到微观世界去看一看。当我们推动棍子的一端，施加的力是如何传递到另一端的呢？

  我们都知道，万物都是由分子和原子组成的，棍子也不例外。当我们的手触摸到棍子，实际上发生了什么呢？

  我们会接触到组成棍子的原子，假如手接触到第一个原子，用力推，接下来第一原子就会推动第二个原子，然后是第二个原子......一直持续下去。

  那么，原子之前到底是如何推动的呢？换句话讲，力在原子之间是如何传递的呢？是像两个玻璃球那样相互挤压吗？

  并不是那样的。原子，远不像我们想象的那样，并不是实体的刚性球体，甚至恰恰相反，组成原子的绝大部分空间都是非常空旷的，只有在最中间才存在一个微小的“点”，你可以认为是“质点”，也就是原子核。

  而原子核之外就是电子，即便是只有一个电子，也会弥漫在原子核外的整体空间里，也是所谓的“电子云”。

  电子云弥漫在原子核周围，就像是一团雾一样，如果这团雾与周围其他物体发生相互作用，传递信息，这团雾就会变成一个“小点”，也就是电子。如果没发生相互作用，电子就一直呈现出“雾”的状态。

  到这里，我们该明白原子之间的力到底是如何传递的，主要是因为原子外围的“两团雾”发生了相互作用，说白了就是相互排斥，传递了力的作用。当然，这里只是简单通俗的描述，具体过程是相当复杂的，这里就不详述了，我们普通吃瓜群众也没必要了解那么专业的东西。

  但是我们大家可以稍微深入一点：电子之间为何会出现“同性排斥”现象？两个电荷是如何传递力的？

  大部分人只知道“同性排斥”，但并不知道到底是如何排斥的。当然，作为我们普通吃瓜群众来讲，了解同性排斥也就差不多了，不过这里还想更深入一步，讲述一下同性排斥背后的深层原因，毕竟了解多点当然是好事。

  物理课上我们都学过，电荷周围都存在电场，而电场的方向决定了同性排斥异性吸引。

  那些看不见摸不着的电场其实是真实存在的，当然电场并不能超时空瞬间感应，而是通过无数微小粒子传递排斥或者吸引的力，这些微小粒子就被称为电场的“量子”，它就是传递电磁力的粒子。

  也就是说，电磁力是由光子来传递的，能够理解为电磁场就是由光子构成的。当然我们也学过“光也是电磁波”，不过传递电磁力的光子与我们平时所见的光子并不是一回事。

  具体来讲，传递电磁力的光子是“虚光子”，我们并不能直接观测到，就像是“虚无缥缈”的存在，随机衍生出来然后瞬间消失。而平时我们所讲的光子是能够观测到的。

  而平时生活中我们接触到的力，除了引力之外，其实本质上都是电磁力，比如说推力，拉力，摩擦力，弹力，各种机械力等。由于电磁力依靠光子来传递，意味着力的传递速度有上限，这个上限就是光速。

  说白了，两个电荷之间的斥力和引力传递是需要一些时间的，并不能瞬时传递。明白了这点，很容易想象到在我们推动棍子的时候，力的传递速度也不可能超过光速。

  还有一个很多人不敢相信的事实，即便棍子本身是刚体，不会有任何变形，你推动棍子一端，另一端也不可能瞬间感应到。因为不管是不是刚体，都无法改变力的传递速度无法超过光速，电磁力都要依靠光子来传播。

  实际上，也只有棍子是刚体时，力的传播速度才可以做到光速。而现实中并没有刚体的存在，任何物体都“富有弹性”，如此一来，力的传递速度一定会比光速要慢，而且要慢很多。

  其实科学家们早就做过这方面的实验，结果和预测的一样：当我们推动一个物体时，力在该物体的传播速度与声音在物体内的传播速度是完全一样的！

  反过来想一想，其实这个结果太正常了：声音就是振动，而振动也就是力。声音在钢材里的传播速度约为每秒5.2千米，那么如果你推动一个钢材棍子，推力的传播速度也是每秒5.2千米，这个速度与光速相比实在太小了！

  如果这根棍子有一光年长，你推动其中一端，推力按照每秒5.2千米的速度传递，需要多长时间传递到另一端？

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