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对光速不变假设的基本看法(摘录)
[楼主] 作者:hudemi  发表时间:2002/03/09 21:19
点击:214次

GUOJIA有一句话说得对,讨论相对论,“光速问题”是核心。现我将〈论物理现象的本质----物质作用论挑战相对论〉一书中的部分内容帖出,供大家讨论。(由于原文上下文关系带来的不便,请大家谅解) 关于光速不变假设 虽然上面提到的各种假设都有一定的合理成分,但往往是解释得了这个实验,却解释不了那个实验,始终没有一种假设能够全面地解释各种光速实验,直到爱因斯坦提出光速不变假设为止。 不过,与其说光速不变假设能够解释各种光速实验,还不如说它是对各种光速实验结果的直接认可。这一假设本身与人们的日常经验相抵触,人们无法想象当观察者运动时,光速仍然能够维持不变。当初,人们并不看好这一假设,只不过除它之外,再也没人提出能够全面解释各种光速实验的假设,人们不得不接受光速不变性假设。 现在,光速不变假设已被许多人当作真理接受了。可是,如果仔细分析就会发现,相对论所说的光速不变假设其实已超出了所有光速实验能够证实的范围。 严格说来,光速不变假设包含着两方面的含义:一方面是指光速在所有“惯性系内”,均为c;另一方面是指,如果一束光在某一惯性系中的速度为c,那么在另一惯性系中观察这束光,其速度仍为c。我们把前一种情况下的光速,简称为“参考系内”的光速,把后一种情况下的光速,简称为“参考系间”的光速。 目前,包括迈克尔逊-莫雷实验在内的所有光速实验最多只是证实了第一点(即证实了光速在所有“惯性系内”都是相同的),并没有哪个实验证实第二点(即证实“参考系间”的光速具有不变性)。原因在于,按相对论的观点,所有观察者都只能观察到“参考系内”的光速。 我们知道,相对论是坚持相对时空观的,认为各个参考系都有各自不同的时间和空间,空间具有传播光的属性,光是由空间传播的。按照这样的观点,各个参考系里的光,都是由参考系自己的空间传播过来的,并不存在一种绝对的空间,在其中传播的光,既可以让甲参考系里的观察者看到,也可以让乙参考系里的观察者看到。每个观察者都会认为光是从自己所在参考系内的空间传播过来的,而不是从其它参考系的空间传播过来的,他测得的光速始终是自己“参考系内”的光速,而不是“参考系间”的光速。 因此,所有实验都不可能测得“参考系间”的光速,更无法说明“参考系间”的光速仍为c。这样一来,就意味着光速不变假设中的第二点并没有从实验中得到证实。 但问题是,恰恰是第二点,才是光速不变假设的核心。因为整个相对论,讨论的都是参考系间的变换问题,而这些变换都是以“参考系间”的光速不变为基础的。既然这一点并没有从实验中得到证实,就意味着整个光速不变假设并没有从实验中真正得到证实。 其实,“参考系间”的光速并不是不可测量。按照光介子假说,只要观察者相对于地球运动,测得的光速就是“参考系间”的光速。可惜的是,历史上没有一个实验这样做过。如果真有人这样做了,就会发现光速根本不是不变。 关于这一点,可以以声速为例加以说明。如果我们在地面上测得的空气中的声速是一个值;在运动的密封列车上测得的声速是相同值;在高速飞行的飞机上测得的声速还是相同值;类似的实验做了很多,测得的声速都是相同的;这时,我们是否可以说“声速具有不变性”呢?不能,因为我们知道,只要把仪器伸到车身(或机身)外,测得的声速值就不同。前面的那些实验,虽然个数很多,但都属于同一类型,都是在相对于空气介质静止的“参考系内”测得的声速。这样的实验再多,也只能说明,在各个介质“参考系内”声速是相同的,不能说明去测其它介质参考系中的声速,也会得到相同值。对光速来说,也是一样,虽然目前已做过的实验很多,但本质上都是同一类型的,都是在地球这个大“参考系内”做的,没有一个实验相对于地球是运动的。 总之,对光速问题,自从爱因斯坦提出光速不变假设之后,人们的探索热情就大大降低了,本应进一步深究的问题反倒被忽视了。
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 [2楼]  作者:zerotom  发表时间: 2002/03/09 22:52 

"It's supposed to be constant!"(from physicscentral)
"It's supposed to be constant!" Physicists measure the values of basic quantities like the speed of light and the charge of the electron. Cosmologists use the results in studies of the origin of the universe, some 12 billion years ago, and they assume the numbers have not changed over this time. But now comes a result that could stand this assumption on its head. A research group claims that the fine structure constant, written as the Greek letter alpha (a), has increased over the last six billion years or so. Admittedly, the increase is only one part in 100,000-pretty small-but that's enough to be plenty unsettling. Alpha specifies how strongly electromagnetic waves (like light or x-rays) affect charged particles (like electrons and protons). Alpha is actually a dimensionless ratio-all units cancel out-involving three quantities: the charge on the electron the speed of light a fundamental constant from quantum mechanics The idea that one or more of these quantities changes over time is generally most unappealing, although a few theories actually have suggested that it might happen. Since the observed effect is small, many physicists have decided to await further results before making any judgements.
 [3楼]  作者:逆子  发表时间: 2002/03/09 23:01 

好!绝对声速与绝对光速的测量方法是一样的。
为什么在一些特性情况下我们会得出绝对声速的结果呢?也只有从此问题中我们可以悟出光的光也是绝对的的结论来,什么又是光的绝对性呢?也就是光的波长乘以频率永远是一个恒定值的结果。实际上它是用同一惯性系测量光速的一种方法用在不同的惯性系中得出的结果。能不能发明一个好的方法来测量不同惯性系中的光速呢?逆子也曾想过,只有双缝干涉可以来做,可是它的精确度又不合要求。出路可能在电磁波传播速率的测中。关键是固有波长的测量用何种方法。到目前为止,没有一个好的测量方法。

※※※※※※
逆子
 [4楼]  作者:科海探玄  发表时间: 2002/03/15 19:35 

回复:光速不变可能是类似于地平线的存在一样
光速不变实际上可能是类似于地平线的存在一样,我们都知道,地平线本质上是不存在的,但人们在地球上行走时候却一直感觉存在并有相当的实际意义,而一旦超出地球外,地平线就毫无意义可言了。因此,在相对论理论被突破以前,虽然光速绝对数值可能在变化,但光速极限与光速不变假设可能类似地平线的存在假设一样一直具有应有的价值和意义。

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