鼠标|假如电脑的屏幕有1光年宽,我们能让屏幕里的鼠标超光速移动吗?

虽然大家都知道“光速不可超越”是现代物理学的一条铁律 , 但是仍然有许多人试图通过一些非常规的思想实验来打破它 , 例如有一根1光年长的绳子 , 我在这一头拉一下 , 另一头就马上会有所感知 , 或者是想象中的一个一步能跨越1光年距离的巨人……
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需要指出的是 , 这些思想实验大多都是经不起推敲的 , 比如说在上述的两个例子中 , 只有是绝对刚体的绳子 , 才能做到“我在这一头拉一下 , 另一头就马上会有所感知” , 但事实上绝对刚体是不存在的 , 而由于巨人的腿是有质量的 , 因此他移动腿的速度就不可能超过光速(具体可参考“质增效应”) 。
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于是有人又提出了一个很有意思的思想实验 , 即:假如电脑的屏幕有1光年宽 , 我们能让屏幕里的鼠标超光速移动吗?下面我们就来讨论一下 。
我们在电脑屏幕上看到的图像 , 其实是由一个个非常小的像素构成 , 屏幕里的鼠标当然也不例外 , 而当我们操作电脑设备移动屏幕里的鼠标的时候 , 并不是构成它的像素在移动 , 而是屏幕里相关像素的状态改变给我们造成的错觉 , 为了说明这个原理 , 我们可以来看一个简单的例子 。
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上图为一种常见的“跑马灯” , 在我们的眼中 , 它所制造的光影似乎是在快速地移动 , 但如果稍微仔细一点观察的话 , 你就会发现“跑马灯”的光源根本就没有移动 , 它们只是通过自身状态的改变来给我们制造了一种错觉 。
我们看到屏幕里的鼠标移动也是类似的道理 , 简单地讲就是 , 当我们操作电脑设备让鼠标从A点移动到B点时 , 其实就是电脑程序让屏幕里从A点到B点的路径上的相关像素的状态产生改变 , 从而让鼠标的图像沿着这个路径依次出现和消失 , 最终定格在屏幕里的B点 , 于是在我们的眼中 , 屏幕里的鼠标就动了起来 。
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现在我们回到主题 , 为了简化问题 , 我们先将这个1光年宽的距离平均分成4份(如下图所示) , 现在我们要做的是 , 先让鼠标的图像从A点消失 , 然后让它在B点出现 , 接下来让它从B点消失 , 再让它在C点出现 , 其它的点则以此类推 , 直到鼠标的图像定格在最后那个点(E点) , 这样就可以给人营造出屏幕里的鼠标沿着一个路径移动的错觉了 。
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可以看到 , 因为一个物体以光速从当前的点运动到下一个点所要的时间需要0.25年 , 所以我们只需要将“鼠标的图像从当前的点消失再让它在下一点出现”的时间控制在小于0.25年之内 , 就可以让鼠标的这种移动超过光速 。 按照这个思路 , 我们还可以将这1光年的距离分为很多很多份 , 分得越细 , 鼠标的移动就看起来越真实 。
因此可以说 , 假如电脑的屏幕有1光年宽 , 那么从理论上来讲 , 只要这台电脑的性能足够强劲 , 我们确实能让屏幕里的鼠标超光速移动 。 然而这种所谓的超光速移动实际上是没有实际意义的 , 为什么这么说呢?
这是因为在每个点上的信息都是由电脑主机传递过来的 , 而在这些点之间是没有什么联系的 , 也就是说 , “屏幕里的鼠标图像从当前位置消失”与“屏幕里的鼠标图像在下一个点出现”这两个事件 , 根本就没有因果关系 , 在它们之间是无法传递信息的 。
值得一提的是 , 由于这台电脑的屏幕有1光年宽 , 如果它是平整的 , 那么无论在哪个位置观察 , 这台屏幕的各个区域反馈给我们光线都不会同时到达 , 反过来讲 , 电脑主机发送出的信息也不会同时到达这台屏幕的各个区域 , 因此我们就不可能看到屏幕里的鼠标在正常移动 。
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为了解决这个问题 , 我们必须将这台电脑的屏幕设计成一个球面 , 而让电脑主机以及观察者处于这个球面的中心 , 这样就可以让屏幕的各个区域与我们之间的距离完全相等 。 一切准备就绪之后 , 我们只需要大手一挥 , 就会在几个月之后 , 观察到屏幕里的鼠标超光速移动的奇观 。
为什么要几个月之后才能看到呢?这是因为这个球面屏的半径很大(大约为0.16光年) , 以至于信息从电脑主机到屏幕上的相关区域需要很长的时间 , 而屏幕反馈给我们的光线也同样如此 。
好了 , 今天我们就先讲到这里 , 欢迎大家关注我们 , 我们下次再见`
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