加载中…“光速是从常数算出来的，没有参照系的事”吗？
(2021-03-30 20:00:39)
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运动的相对性光速不变惯性系以太引力场 |
分类： 理论物理 |
§5.3 “光速是从常数算出来的，没有参照系的事”吗？
1864年，麦克斯韦建立了一个能完美描述电磁学基本定律的麦克斯韦方程组，得到了无数实验的验证！
北大赵凯华教授主编的《电磁学》告诉我们：由麦克斯韦方程组可直接推导出真空中电磁波的传播速度（即真空中的光速）c =1/√(ε0μ0)，其中的真空电容率ε0和真空磁导率μ0均是基本物理常量。因此，“c 只与电磁学公式中的比例系数ε0 、μ0有关，是一个普适常量”。[7]
2020年12月31日，中科院科学传播局、中科院物理所、中国科学报社、中国科学院大学等单位联合举办了一场“高级别”的演讲会，物理所的曹则贤研究员在该演讲会上作了《什么是相对论》的权威演讲：“如果光也是电磁波的话，这个速度就成问题了，因为……
当我们谈论速度的时候，始终都会说相对于什么，速度是多少。但是我这地方[光]的速度是从两个常数算过来的，没有参照系的事。…… 光速一定要作为一个特殊对象另外理解，我再提醒大家，光速最要命的地方是，它没有参照物。”[8]
曹则贤研究员的这个观点，对不对呢？
表面看来，“光速”确实“没有参照物” —— 直接从麦克斯韦方程组出发，经过一番纯数学的推演之后，得到了光速c =1/√(ε0μ0)，其中ε0和μ0均是普适的“常数”，整个过程没有预设任何物理上的东西，也没有预设任何参考系！由此得到的“光速”，当然就“没有参照系的事”！
然而，爱因斯坦却认为：“光速恒定原理只有对于一个惯性系才是有效的”！[9]
中科院黄祖洽院士也认为：“爱因斯坦的狭义相对论从两条普遍的原理出发：第一条是相对性原理，即在任意惯性系中任何物理定律的形式都是一样的；
第二条是光速不变原理，即光速在所有的惯性系中测量的结果都相同。” [10]
这很明确，在狭义相对论中，“光速”的参照系就是“惯性参考系”！而不是“没有参照系”！
那么，是爱因斯坦错了，还是曹则贤错了呢？
其实，仔细追查一下这个真空电容率（即真空介电常量）ε0的来历，不难发现，ε0 其实是隐含着“参考系”的！
北大赵凯华教授主编的《电磁学》告诉我们，根据库伦定律 —— F = k·q1q2/r2，其“比例系数k的数值要通过实验测定。在MKSA单位制中，将k写成k = 1/(4πε0)”！[7]
美国D·哈里德和R·瑞斯尼克的《物理学》也告诉我们： “ε0的值是由测量所得的”，而且，实际上这个值不是直接根据库伦定律的表达式测得的，“而是用等效的但较为间接的方法测得的”。[11]
既然ε0
的值是通过“实验”测得的，那么ε0
的值就一定与该“实验”所隐含的“参考系”有关！只是大家一时没能找到这个参考系罢了。
而根据爱因斯坦的观点，“光速”的“参考系”当然是“惯性系”！
无论怎么说，爱因斯坦的这个观点比曹则贤的那个观点——“光速”与“参照系”无关——靠谱多了！ 因为爱因斯坦的这个观点，至少没有违背“运动的相对性”！
问题是，谁也找不到一个真正的“惯性系”，爱因斯坦在1938年更是雄辩地论证了“惯性系”概念只是一个循环定义的虚构！
万幸的是，笔者在第四章已雄辩地论证了，“牛顿水桶实验”的“特选参考系”——绝对处所，其实就是实在的“引力场”，也就是爱因斯坦所说的“以太”！ 在§5.2小节更雄辩地论证了，牛顿以太、光以太、引力以太，都是实在的“引力场”！
可见，“光速”的特选参考系与“牛顿力学”的特选参考系一样，就是“引力场”这个“以太”，而不是惯性系！
据此可以推断，在不同“引力势”的“引力场”中进行测定，将会测得不同的ε0 的值！
这也就意味着，在不同“引力势”的“引力场”中，应该会有不同的“光速”！
令人高兴的是，光线经过太阳附近时的弯曲现象，以及水星、金星与火星的雷达回波的延迟现象，[12] 都证实了“光速”并非是一个“常量”！而是一个与“引力势”相关的“变量”！
因此，曹则贤研究员的那个“权威”观点：“光速是从两个常数算过来的，没有参照系的事”，显然是个误解！
第五章参考文献
[7] 赵凯华、陈熙谋，电磁学[M]，第三版，高等教育出版社，2011：571、17
[8] 曹则贤，什么是相对论[OL]，https://baijiahao.baidu.com/s?id=1687602022795646715
[9] 爱因斯坦，狭义与广义相对论浅说[M]，上海科学技术出版社，杨润殷 译，1964：118
[10] 黄祖洽，现代物理学前沿选讲[M]，（第二版），科学出版社，2013：34～35
[11] D.哈里德、R.瑞斯尼克，物理学（第二卷，第一册）[M]，（第二版），科学出版社，1982：8
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