这个实验是否可能会真的推翻相对论？ 第1页

题主的思路简单来说就是，有质量粒子无法超过光速是因为加速电场的光子速度是光速，如果达到光速光子就追不上粒子了，所以无法进一步加速了：

问题是题主有没有想过这种情况：

用电荷之间交换光子描述电磁相互作用是量子场论的内容，这是物理系研究生课程，但这种过于直观的描述放到科普里连小学生都能看，并以为自己看懂。

如果你足够仔细的话会发现，第二幅图虚光子方向向右，电子方向向左，为什么虚光子碰到电子后电子不是被向左减速（向右加速），反而是向左加速呢？

因为电磁场的动量流密度不是一个矢量（一阶张量），而是一个二阶张量（表现为一个矩阵），即电磁场动量传播的方向和动量本身的方向可以不同。图2就是电磁场动量流传播方向向右，但动量向左的例子（这句话把经典电动力学和量子电动力学混在一起了，不够严谨）。

电磁场的动量流密度张量是电动力学或电磁场与电磁波课程的内容，通常是大三水平。

这里要指出一个问题，第二幅图相比起第一幅图，并不需要更多的知识，能想到第一幅图却想不到第二幅图说明什么？说明逻辑不严密，想象力欠缺。非科班人士缺乏相关知识可以理解，但如果连想象力都不如科班人士那就不知该怎么说了。

计算电磁场动量流密度要处理繁杂的张量运算，要算两个带电点粒子交换光子的散射过程更是令人生畏，还是看科普里“两个带电粒子通过交换光子发生电磁相互作用，就像两个人玩扔球游戏一样”容易。

科普里充满了过度简化和不准确的描述，如果真想深入了解某个领域，请拿起教材，放下科普。

后面补充一下，题主质疑的是狭义相对论的质量-速度关系，也就是“动质量”表达式，但现在已经不提动质量了，因为静止质量有个很好的性质是在所有惯性参考系下都保持不变，动质量显然没有这个性质；虽然动质量可以衡量惯性，但在对于微观粒子来说很多时候相互作用无法用力F来描述，没有力F做不了受力分析的情况下分析惯性也没什么意义；而且在取c=1的自然单位制下动质量和能量相同。这三点让动质量这个概念不那么受欢迎了。

而物体速度越大越难加速的解释是狭义相对论的3-动量表达式和经典力学不同（相差的那个因子就是动质量比静止质量的因子）。

但这点显然没有被科普和高中教材及时反映——请跟我念，高——中——。

这是人教版高中物理选修3-1第102页的内容，不知道题主有没有考虑过怎么解释这个例子。

回转加速器长这样。随着粒子加速，粒子的运动半径不断增大，当粒子被加速到运动半径等于加速器半径时将粒子引出。

质量为m带电为q的带电粒子在磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动的运动半径为：

经典力学情况为 ，狭义相对论情况为

假设加速器半径为R，则当粒子被引出时，无论是哪种情况，都有，r=R， ,即 。

这时候粒子的动能，按照经典力学的 ,为

按照狭义相对论的 （质能公式完整版 ；更正，应该是 ），为 （更正，应该是 ）。注意经典动能和相对论动能的不同的就有相对论动质量表达式的贡献，虽然此处没有直接写出。

二者的比值

假设加速的是α粒子，加速器的半径为10米，磁感应强度为1高斯时，这个比值大约是十万分之八(更正，大约是1)；加速器半径100米，磁感应强度为1特斯拉时，这个比值大约是8（此处更正相对论动能表达式后为8.50左右）。

（补充和更正：

在上面比值的表达式中，当 时，有

对右边泰勒展开

代入比值得≈1，即这个比值只有在加速器给粒子的能量原小于粒子的静能时接近1

）

难道全世界的加速器的半径和磁感应强度取值非常巧的正好让这个比值非常接近1（即加速器给粒子的能量都非常少，远小于粒子静能），以至于至今无法判断相对论和经典力学哪个动能表达式和实验相符？而且这个比值对一种粒子接近1的话，对另一种粒子可能就会相差好几倍了（例如电子静能0.5兆电子伏，α粒子静能约3700兆电子伏，如果加速器给粒子提供的能量为100兆电子伏，那么对于α粒子，这个比值接近1，但对于电子就不是了）。所以题主莫非认为科学家们蠢到分不出这么明显的能量差别，还是坏到差这么多倍的能量也敢数据造假？

另外，请题主考虑为什么我不直接用课本上的周期来说明问题，如果想不出就说明题主连高中课本的例子都推不翻。没学过电动力学就想推翻相对论勉强可以理解，高中课本都没读完就想推翻相对论不可原谅。

(修改一下，用周期也能说明问题，之前我太谨慎想多了，那题主更不可原谅了，高中课本的例子的直接给结论的东西都学不会)