第四节    狭义相对论的两块遮羞布

　要解释迈克尔逊--莫雷实验的零结果，只有否定以太的流动才行。本人认为以太对光呈固体，对地球呈流体，也就是说以太对光是不流动的从而就没有以太风，但是以太对地球是流动的当然就存在以太风了。这种解释与光行差没有任何矛盾。

但人们硬要这样认为，地球完全带动了以太，因此以太对光和地球都没有流动，也就是对光和地球来说都没有以太风。这种解释与光行差现象就有着尖锐的矛盾。

为了克服这一矛盾，一时间人们挖空了心思绞尽了脑汁。在1904年，洛仑兹提出了一个洛仑兹变换来解释迈克尔逊-莫雷实验的结果。根据他的设想，观察者相对于以太以一定速度运动时，长度在运动方向上发生某种收缩，恰好抵消了不同方向上由于光速差异，这样就解释了迈克尔逊-莫雷实验的零结果。

洛仑兹变换的引进是不合理的,就如彭加勒批评的那样:"对每一个新的实验结果提出一种特殊假设的作法是不自然的。"尽管洛仑兹后来接受了批评,试图用一些"基本假设"来建立新的电动力学,但不成功。

在这个节骨眼时候，瑞士专利局的一位叫爱因斯坦的技求员粉墨登场了。爱因斯坦根据洛仑兹变换提出了狭义相对论。其不同惯性参照系之间的变换关系式与洛仑兹变换在数学表达式上是完全一致的。

1905年6月30日，德国《物理学年鉴》接受了爱因斯坦的论文《论动体的电动力学》，在同年9月的该刊上发表。这篇论文是关于狭义相对论的第一篇文章，它包含了狭义相对论的基本思想和基本内容。狭义相对论所根据的是两条原理：相对性原理>和光速不变原理>。爱因斯坦解决问题的出发点，是他坚信相对性原理。对于一切惯性系，运用该参照系的空间和时间所表达的物理规律，它们的形式都是相同的，这就是相对性原理，严格地说是狭义的相对性原理。在这篇文章中，提出了光速不变这个大胆的假设。他从同时的相对性这一点作为突破口，建立了全新的时间和空间理论，并在新的时空理论基础上给动体的电动力学以完整的形式，以太不再是必要的，以太漂移也是不存在的。

人们认为相对性原理>和光速不变原理>是狭义相对论的两块基石。但我不这样认为，我认为它们是狭义相对论的两块遮羞布！

先说说相对性原理>这块遮羞布。相对性原理>是说对于一切惯性系，运用该参照系的空间和时间所表达的物理规律，它们的形式都是相同的。在这里，爱因斯坦只不过把伽利略的相对性原理稍许作了一点推广而已。相对性原理当然是正确的。

但是相对性原理的使用是有条件的。实际上相对性原理只是对指定物体适用。

对于宏观物体来说，不是每一个宏观物体都适用于某一系统的相对性原理。只有被该系统带动的物体才能使用该系统的相对性原理。例如对火车来说，只有被火车带动的物体才具有火车的速度，才能适用火车的相对性原理。而天上的飞机，地上的汽车，海里的轮船就不具有火车的速度，也不适用于火车上的相对性原理。所以，某一系统的相对性原理的使用条件是：物体能被该系统完全带动。以某种速度作匀速直线运动的整体也叫做惯性系。

同样地，某一惯性系中的光能适用于相对性原理的条件也是：该惯性系能带动光。从前面所述的光行差现象我们曾有这样的结论：地球不能带动光。因为如果地球能带动光，从天顶恒星射来光在地面上看就不会向后偏一个20.5"的角度。

既然地球不能带动光，那么，因为飞机呀、火车呀、汽车呀、轮船等比地球小得多的物体也就不能带动光。于是我们的结论是：光好象是天马行空，独来独往，与地球、飞机、火车、汽车、轮船等的运动不发生任何关系。

一个严重的问题发生了，狭义相对论正好是把光放入各个惯性系中的，也就是说各个惯性系是能带动光的。

有人认为，光在各个惯性系中的运动是惯性运动，它不是被惯性系带动的。什么叫被带动？ 如果被带动，就应该受力。光根本没有受力，被带动了吗？

火车加速减速或转弯，光也加速减速或转弯，火车作匀速直线运动，光也和火车一起做惯性运动，这就叫被带动．光在火车加速减速或转弯时可是要受力的哟！我们不能仅考虑光在惯性系中的运动，也要考虑一下光从惯性系变到非惯性系中的运动。这样惯性系带动光才能真正体现出来。

例如，火车的速度由v改变u，如果光始终和火车一起运动，才能叫做火车带动光。

归根到底，在狭义相对论中，光是不适用于相对性原理>的使用条件，相对性原理>不过是作为一块遮羞布来使用。

再说说光速不变原理>这块遮羞布。有人把光速不变原理理解成在真空中光速不变，这是不对的。应理解成在任何惯性系中真空中的光速都是C。例如对于同一个给定的光而言，在火车上测量的光速是c，在路基上测量它的速度也还是c。

如果在任何惯性系中的光速都是C，应这样理解：第一步，首先惯性系必须带动光和它一起以速度v运动。第二步，光在这个惯性系中再以速度c运动。但惯性系不能带动光，也就是第一步不对，任何惯性系中的光速都是C的假设当然也不对了。

光速不变原理是不对的从下面的讨论中可以看得更清楚一些。

仿照光速不变原理>的说法，假设火车的速度是v，在火车的运动方向上有一人以速度u运动，无论火车系还是路基系，所测量到该人的运动的速度都是u。人在火车上运动，人就得具有火车的速度，所以火车系认为火车带动人。但路基系认为火车没有带动人，因为人不具有火车的速度，人与火车没有关系，火车怎么带动了人？这样就产生了矛盾，这一矛盾是由假设产生的，所以无论火车系还是路基系，所测量该人的运动的速度都是u的假设是不对的。同样的推理，任何惯性系中的光速都是C的假设当然也不对。

不难看出，人在火车上运动，人就得具有火车的速度，所以人的绝对速度为v+u,这正好是相对性原理。在路基系上不管火车如何运动，测量到该人的运动的速度也是u，这可以称为"人速不变"原理。于是相对性原理和"人速不变"原理是矛盾着的。同样的推理也可以证明相对性原理和光速不变原理也是矛盾着的。

有人认为，人和光是不能相比的。但人和光在运动属性方面应该是没有本质区别。从雨行差和光行差的相似性就可以判断光和雨点的运动属性就没有本质区别。所以无论是运动的火车系还是静止的路基系，所测量到光的运动的速度都是c的说法是不可能的．也就是说光速不变的说法不可能成立。

有人会说，人当然不能和光相比！因为实验结果告诉我们：任何观测者所测量到的光速都是C，或者说所有惯性系中测量到的光速都是C。无论你承不承认、理不理解都无法改变这个事实！

以上的说法太武断。你在方向和速度不同的火车上做过了光速测定试验吗？至少要有前进、倒退和停止三种不同状态的！如果没有任何试验，就说所有惯性系中测量到的光速都是C，这是不负责任的！

在本章第二节中我们已经看到了一个超光速的视运动。这就是从地球上看到的天顶射来的光就是大于c的。

光从天顶某颗恒星以垂直地面的速度c射到地面上，地球是以30公里/秒的速度v绕太阳运动。地球又不能带动光，在地球上看这种光就又有一个以速度-v的运动。于是望远镜必须朝地球前进的方向略微倾斜一个角度α，才能使光线笔直地落到透镜上。tgα=v/c=30/300000，由此得α=20.5"， 实际观测也是α=20.5"。因此，从地球上看天顶的光是合运动，它是斜边，而v和c是直角边。因为斜边大于直角边，也就是说，我们已经看到了大于光速的作视运动的光--从地球上看天顶射向地面的光。这是大于光速的一个反例，只要这样一个反例就完全可以否定光速不变原理。

所以我坚持说光速不变原理>是错的，也可以看成是狭义相对论的另一块遮羞布！