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时空理论与“相对论”系列之问答集(9)

(2016-12-27 23:00:06)
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时空理论与“相对论”系列之问答集(9

 

 

20. 什么是“光速不变原理”?

 

“光速不变原理”有3层含义,第一层说的是光在真空中的速度为C、各参考系相对光的值都为C,这个对于坚持“绝对时空”的人是无法理解,无法理解的都成了坚持“绝对时空”的人。他们认为各参考系与光存在不同速度差才对,这个想法的人是忘记了其实各参考系的时间进程其实同样不一样了,各参考系不同的速度差除以不同的时间进程,结果还都是C,都是协变的。

 

“光速不变原理”的第2层含义为光速不是无穷大的,它有一个速度上限的,不但不同参考系对光速的速度值保持协变不变以外,不同区域的光速值的上限同样是协变的;而不理解这个含义的人,他们甚至想通过测量“单程光”、“双程光”、或有无超光速物理来确定“光速不变原理”是否成立。这些想法都是对“光速不变原理”不理解造成的。

 

另外,就是总觉得“相对论”的2个原理假设有错误的人,他们总是怀疑“光速不变原理”有错误,而几乎没有人怀疑“相对性原理”有错误;因为要发现爱因斯坦的“相对性原理”有错误,很难很难。

 

“光速不变原理”的第3层含义为光速大小与光源的运动状态无关,“光速大小与光源的运动状态无关”就说明光一定是电磁波而因波长很短而有粒子性,但不是粒子;光一旦是粒子的话,光速大小与光源的运动状态就有关。

 

撇开这个不谈,我们先仅谈“光速大小与光源的运动状态无关”就说明引起“尺缩钟慢”与使质量物体的运动速度有上限是同一物理的作用结果的;说明“相对时空”里一定有“尺缩钟慢”、“绝对时空”里无“尺缩钟慢”。

 

“光速大小与光源的运动状态无关”解释“法拉第徉谬”只需要几句话,而不需要在万有引力场里大谈特谈;认识到这2点就可以超越爱因斯坦了。

 

在爱因斯坦提出“狭义相对论”时,几乎没有什么物理根据,理论仅仅以光速有上限为物理根据,这个时候的“相对论”物理简直就是数学游戏、可以任意理解,真的是捕风捉影;当提出“广义相对论”时,同样是仅仅多了一个万有引力场为物理根据,这个时候的“相对论”还是有很大成分是数学游戏,依然是基础不牢固;大家对“光速不变原理”的理解有各种各样。

 

但是,当我们明白引起“尺缩钟慢”与使质量物体的运动速度有上限是同一物理作用时,“光速不变原理”这3层意思就非常牢固而有物理基础了,“尺缩钟慢”不再是捕风捉影与测量效应。

 

另外,还有一部分人反对“光速不变原理”,其实是反对无特殊参考系的“光速不变原理”,这个反对是对的。“光速不变原理”本来就是万有引力场特殊参考系里得出并在所有参考系里都适用的物理,把它无特殊参考系化就错误了。因此,有特殊参考系的“光速不变原理”就是“相对时空”里正确的“相对性原理”,虽然它们的名字叫法不一样。

 

 

21. “光速不变原理”成立吗?

 

“光速不变原理”的基础是建立在“光速不变物理现象”上,就是上面讲的光在真空中的速度为C、光速有上限、光速大小与光源的运动状态无关,但是大家觉得这仅仅是一个物理现象而已,怎么可以变成一个理论原理了呢?

 

所以,从“光速不变物理现象”到“光速不变原理”还需要走1步,就是要证明“光速不变物理现象”所含的物理本质的数学基础有普遍适用性。

 

不同的教科书有不同的证明方法,有的说根据“同时的相对性”推导出“光速不变原理”,有的说根据“洛伦茨变换”推导出“光速不变原理”,有的说根据“麦克斯伟方程”推导出“光速不变原理”,有的说根据“尺缩钟慢”推导出“光速不变原理”,总之,就是说“光速不变物理现象”所含的物理本质的数学基础有普遍适用性。

 

其实这些说法都没有从“相对时空”的定义上说明“光速不变物理现象”所含的物理本质的数学基础有普遍适用性,有天体质量物体、有万有引力场的时空就是速度有上限的时空,就是“相对时空”,那么“光速不变原理”几乎不用怀疑了;而时空都是协变的、“等效原理”又成立,那么光速的上限就是所有质量物体的运动上限,所以“光速不变原理”正确。

 

以后我们要谈到“相对时空”里正确的“相对性原理”能直接得出“光速不变原理”、或说“相对时空”里正确的“相对性原理”就是“光速不变原理”就更令人惊讶了。

 

 

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