对光行差理论的最新研究(一)

马国梁

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摘要 本文对"光行差"的含义进行了修正；对运动光源的"光线"概念进行了定义并导出了它的微分方程；分析了在各种情况下的光行差问题；首次提出了"时光线"概念。

关键词 光行差 光线 时光线

鉴于我们在光行差问题上长期以来存在着各种错误认识、在理论上比较混乱这一现实情况，笔者于最近一段时间对之进行了认真、细致的研究，以便澄清是非。现将研究结果分述如下。

1. 关于"光行差"的含义

笔者认为，"光行差"的含义应该是指：当观测者的运动状态发生变化时，我们所观测到的光线方向也随之发生改变的现象。其中观测者的"运动状态变化"如：从静止到运动，从正向运动转为反向运动等等。当观测者只有运动而无其状态变化时，那就观测不到光行差现象。当观测者不动、只是由光源运动所引起的光线方向改变，那不叫光行差；还有由观测者自转所引起的光线方向改变，也不叫光行差。

不少人爱用"在行驶的汽车上观查雨滴下落方向的改变"这一现象来比喻光行差，当然这是没问题的。但在行驶的汽车上我们却观测不到电线杆的倾斜，如果因为它是静止的--但我们也观测不到行人和上喷水柱的倾斜，因为它们都是线形物体的方向，不是它们的运动方向。恐怕没有人怀疑：我们在行驶的汽车上可以看到麻雀起飞方向的改变。所以这类"物行差"应该是指"被观测物体的运动方向由于观测者的运动状态发生变化而发生改变的现象"。不应该是指物体的形体方向。

2. 光线的形成及状态

笔者是"以太论者"。凡是以太论者无不这样认为：现实空间中的光速都是各向相等的，皆与光源的运动情况无关。不管光源运动到哪个位置，它所发出的光波都是一个正球面，且以恒定的光速c向周围空间无限延伸。光源在连续运动的过程中所发出的一系列光波面都是"早的在外，晚的在内"。由于在任一时刻，在光波所能到达的每一个空间点上都有一个确定的传播方向，所以由这些方向点即构成了光源的速度场。与电场线相似，我们把反映这个速度场形态的由人工画出来的曲线叫做"光线"。要研究光行差，就首先必须弄清光线的概念。因为光行差所研究的就是被观测光线方向的变化。

对于静止的球形光源来说，它周围的光线都是辐射状的直线，且向远处无限延伸。所以我们不难理解，当观测者在其中做变速运动时，很容易观测到光线方向的变化。

（待续）