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    24.当两个粒子以相对速度为超光速相撞时会发生什么？根据爱因斯坦的相对论，时间会倒流，质量会变成负数，尺寸会变成负数，这成立吗？

    爱因斯坦不背这个锅。一个电子相对于你的速度是0.75c，一个质子相对于你的速度是0.75c，并且方向与电子相反，那么电子相对于质子的速度是多少呢？1.5c？错，正确答案是0.96c。牛顿体系的简单速度叠加原理（伽利略变换）并不能直接推广到相对论所讨论的情形中。这里要用洛伦兹变换。你想想：参考系一变，长度也变了，时间也变了，咋好意思就直接把速度加起来呢？至于问题中的撞到一起会发生什么，0.75c的质子对应的能标是几百个兆电子伏。所以这就是一个典型的核物理的过程，多半是释放出伽马射线把能量辐射出来。

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    25.光子能量是由光子的频率E=hν决定的，那么假设光源发出一个频率为ν的光子，那么光子带走的能量是E，那么一个接受光子的装置在此过程中向光源移动，根据多普勒效应，接受光子的装置接收到的光子的频率ν就会增加，那么光子转移到这个装置上的能量E就会比原来的能量要多，那么这是不是凭空多出来的一截能量？那能量岂不是不守恒了？

    这是一个很好的问题，提问者是自己在思考的。

    答案是，频率就是会变。而且我们还用这个频率的变化测量遥远天体与我们的相对速度和相对距离呢（哈勃定律）。

    因此，你在不同参考系下测到的能量就是不同的。这没什么，回答这个问题甚至都不需要涉及相对论。

    只需明确一下能量守恒定律的确切意义。在现代物理中，能量守恒定律的来源是诺特定律，是由物理定律的时间平移不变性导致的。根据诺特定律，能量守恒定律应该这么表述：“在任意局域的惯性参考系中，能量不能凭空消失，也不能凭空出现，只能从一种能量转换成另一种能量。”

    所以你看，在不同参考系下能量不同完全没有关系，只要在各个参考系下能量不会凭空出现和消失就可以了。或者换种说法，能量守恒定律不要求宇宙中存在一个“绝对的总能量”（它可以视参考系而变），只要能量从一种变为另一种的变化过程中是前后守恒的就可以了。

    致　谢

    本书要感谢中科院物理所“问答”栏目背后的的问答团队，这个团队有来自物理所的研究生，包括程嵩（本辑收录问题主要回答者之一）、李治林、张圣杰、薛健、曹乘榕、姜畅、吴定松、葛自勇、袁嘉浩、陈晓冰、陈龙、樊秦凯、纪宇、刘新豹、王恩、杨哲森、杨发枝等。同时也有很多所里科研一线的老师们直接回答了部分问题或参与了问题讨论，他们包括曹则贤、翁羽翔、戴希、梁文杰、李世亮、罗会仟、尹彦、陆俊、杨蓉等。

    “问答”专栏还吸引了一批热心的所外问答志愿者，他们有中科院理论物理研究所的贾伟、北京理工大学的李文卿、中科院大连化学物理研究所的王事平、中科院国家天文台的何川、资深编辑潘颖等。还有以程卓和袁子等为代表的清华大学物理系物理41班30位小伙伴的倾情支持。感谢你们！

    最后，希望物理所微信公众号“问答”专栏这样一个周更的互动平台能吸引越来越多的科学爱好者参与提问，同时期待更多所内外有志成为“物理君”的小伙伴加入我们的团队（直接在“中科院物理所”微信公众号留言即可哦）。

    编委会

    主　编：文　亚

    副主编：魏红祥　　成　蒙

    委　员：程　嵩　　李治林　　姜　畅　　吴宝俊

    李　淼　　刘新豹　　张圣杰

    1. 定义角动量方向沿着地球自转方向—自西向东—为正。将交通规则中车辆靠左行驶改为靠右行驶，会使得交通工具相对于转轴的角动量增加。这是因为所有向东的运动将比之前远离地球的自转轴，因而将获得更多的正向角动量。相反，向西方向的运动则减少了它的负向角动量。假定东西方向（其他方向都有这两个方向之一的分量投影）的交通流量相同，整个地球系统的转动惯量不变。地球系统总角动量守恒，因此地球的角动量将减少，其自转速度减小。（来源：《200道物理学难题》第97题）