深度長文：一光年長的棍子，推動一端另一端能瞬間感應到嗎？

老規矩，先說答案：不能。

下面具體分析一下為什么不能瞬間感應到。

在分析之前，感慨一下網絡上有太多質疑相對論的聲音，相對論中推導出了光速限制，表明光速是宇宙中的速度極限，但是不少人對相對論和光速限制并不認同，總是想方設法去質疑相對論，質疑光速限制。

尤其是有人總習慣于用各種假設試圖否定光速限制，比如在光速飛船上奔跑，還有題目中所說的，推動一光年長的棍子。

其實不管是任何形式的超光速假設，最終都不成立，因為所有這些假設的本質其實都是基于牛頓經典力學體系，都是用我們的日常生活經驗下的結論，而我們的日常生活經驗完以在低速世界和絕對時空觀為基礎，這就注定了對超光速的設想一定會有很大的局限性。

就拿題目中所講的“一光年長的棍子”來講，且不說這么長的棍子是否能夠存在，即便能存在，推動一端，另一端也不可能瞬間感應到。

有人可能會質疑：現實生活中我們推動棍子的一端，另一端不是能瞬間感受到嗎？

看見了嗎？這就是典型的“用經典和低速世界的思維去衡量相對時空和高速世界”，我們生活在地球這個狹小的范圍內，平時經歷的速度與光速相比幾乎可以忽略不計，這也注定了我們的認知和感受一定會有很大的局限性和偏差。

先不說一光年的棍子，即便是一根現實中存在的普通棍子，比如說5米長的棍子，推動一端，另一端真的能瞬間感應到？甚至不花費任何時間？

當然，瞬間是肯定的，但“瞬間”只是人類的感受，仍舊要花費時間的，只是時間很短而已，我們根本感覺不到。

但是如果是一根一光年的棍子呢？還能瞬間感應到嗎？當然不能，至少需要一年甚至更長時間才能感應到！下面具體分析一下為什么。

首先我們詳細分析一下“推”這個動作，其實就是力的作用，到底是如何作用的呢？

高中物理課上我們都學過力的作用，經常會遇到比如說絕對光滑，沒有任何阻力的平面，還有不會有任何變形的剛性物體等等。

當然，我們知道上述物理情況只是理想模型而已，現實中不可能存在?，F實世界里，力在作用到一個物體上時，也不可能在沒有任何延時的情況下從物體的一端傳遞到另一端。

為什么？

我們需要深入到微觀世界去看一看。當我們推動棍子的一端，施加的力是如何傳遞到另一端的呢？

我們都知道，萬物都是由分子和原子組成的，棍子也不例外。當我們的手觸摸到棍子，實際上發生了什么呢？

我們會接觸到組成棍子的原子，假如手接觸到第一個原子，用力推，接下來第一原子就會推動第二個原子，然后是第二個原子......一直持續下去。

那么，原子之前到底是如何推動的呢？換句話講，力在原子之間是如何傳遞的呢？是像兩個玻璃球那樣相互擠壓嗎？

并不是那樣的。原子，遠不像我們想象的那樣，并不是實體的剛性球體，甚至恰恰相反，組成原子的絕大部分空間都是非常空曠的，只有在最中間才存在一個微小的“點”，你可以認為是“質點”，也就是原子核。

而原子核之外就是電子，即便是只有一個電子，也會彌漫在原子核外的整個空間里，也就是所謂的“電子云”。

電子云彌漫在原子核周圍，就像是一團霧一樣，如果這團霧與周圍其他物體發生相互作用，傳遞信息，這團霧就會變成一個“小點”，也就是電子。如果沒有發生相互作用，電子就一直呈現出“霧”的狀態。

到這里，我們應該明白原子之間的力到底是如何傳遞的，就是因為原子外圍的“兩團霧”發生了相互作用，說白了就是相互排斥，傳遞了力的作用。當然，這里只是簡單通俗的描述，具體過程是相當復雜的，這里就不詳述了，我們普通吃瓜群眾也沒必要了解那么專業的東西。

但是我們可以稍微深入一點：電子之間為什么會出現“同性排斥”現象？兩個電荷是如何傳遞力的？

大部分人只知道“同性排斥”，但并不知道到底是如何排斥的。當然，作為我們普通吃瓜群眾來講，了解同性排斥也就差不多了，不過這里還想更深入一步，講述一下同性排斥背后的深層原因，畢竟了解多點當然是好事。

物理課上我們都學過，電荷周圍都存在電場，而電場的方向決定了同性排斥異性吸引。

那些看不見摸不著的電場其實是真實存在的，當然電場并不能超時空瞬間感應，而是通過無數微小粒子傳遞排斥或者吸引的力，這些微小粒子就被稱為電場的“量子”，它就是傳遞電磁力的粒子。

這些粒子到底是什么呢？說出來可能會嚇到你，答案就是：光子！

也就是說，電磁力是由光子來傳遞的，可以理解為電磁場就是由光子構成的。當然我們也學過“光也是電磁波”，不過傳遞電磁力的光子與我們平時所見的光子并不是一回事。

具體來講，傳遞電磁力的光子是“虛光子”，我們并不能直接觀測到，就像是“虛無縹緲”的存在，隨機衍生出來然后瞬間消失。而平時我們所講的光子是能夠觀測到的。

但無論是虛光子還是實體光子，都遵循傳遞信息的速度上限，那就是光速。

而平時生活中我們接觸到的力，除了引力之外，其實本質上都是電磁力，比如說推力，拉力，摩擦力，彈力，各種機械力等。由于電磁力依靠光子來傳遞，意味著力的傳遞速度有上限，這個上限就是光速。

說白了，兩個電荷之間的斥力和引力傳遞是需要時間的，并不能瞬時傳遞。明白了這點，很容易想象到在我們推動棍子的時候，力的傳遞速度也不可能超過光速。

還有一個很多人不敢相信的事實，即便棍子本身是剛體，不會有任何變形，你推動棍子一端，另一端也不可能瞬間感應到。因為不管是不是剛體，都無法改變力的傳遞速度無法超過光速，電磁力都要依靠光子來傳播。

實際上，也只有棍子是剛體時，力的傳播速度才能達到光速。而現實中并沒有剛體的存在，任何物體都“富有彈性”，如此一來，力的傳遞速度一定會比光速要慢，而且要慢很多。

其實科學家們早就做過這方面的實驗，結果和預測的一樣：當我們推動一個物體時，力在該物體的傳播速度與聲音在物體內的傳播速度是完全一樣的！

反過來想一想，其實這個結果太正常了：聲音就是振動，而振動也就是力。聲音在鋼材里的傳播速度約為每秒5.2千米，那么如果你推動一個鋼材棍子，推力的傳播速度也是每秒5.2千米，這個速度與光速相比實在太小了！

如果這根棍子有一光年長，你推動其中一端，推力按照每秒5.2千米的速度傳遞，需要多長時間傳遞到另一端？

自己算吧！

完！