| 你说“如果一束光波由分束镜分为两束，以顺时针和逆时针导入转动圆环光纤内，那么由于改变了该两分束光的状态（原先它们有相同状态，现在具有相反轨道角动量），这份等效引力磁势能差由外部系统（分束镜和引导光纤）做功引起（不做这份功，就无法改变该两分束光的状态，就无法将它们导入转动圆环光纤内）”，你并没有解释外部系统如何做功引起，相反你是在用结果解释原因！ |
你说“注意：这种变换很类似Galileo变换。不过有所区别，这里的 是一个弯曲的轨迹（转动参考系上的弧线或公转星体的轨迹，但允许部分线段是直线，如王汝涌直线Sagnac效应实验一样），它的前提是闭合的”，其中最后一句“它的前提是闭合的”来得非常突然，前面的解释和说明没有任何一处证明需要这种前提！ |
| 你说“但是如果封装流水的玻璃管子也跟着运动起来（正如圆环光纤或王汝涌实验一样），是封装管子引导光波且封装管子具有传动线速度（和角速度），此时以封装管子参考系看来有Sagnac效应。这样的装置，既有流动的水，又有闭合转动的封装管子，将菲索流水实验和光纤陀螺实验合二为一。王汝涌直线Sagnac效应实验的光纤内芯为空气，光波在内芯空气中传播，空气折射率为＋1，因此无法拖曳光速，因此仅有Sagnac效应，没有菲索流水效应。如果将光纤内芯换为其它介质，则两个效应也就合二为一了”，但据王先生讲，王先生既做过“光纤内芯为空气”的实验，也做过“光纤内芯为实芯”的实验，结果仅与Sagnac效应相符，没有你说的“合二为一”！对这点，你如何面对和解释？ |
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建其，先针对你的文章提这些疑问，对前面还没有讨论完的问题，我后面还将继续发贴！
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很奇怪建其会这样奇怪的提出[“绝对公转”角速度]。
不知道公转轨道是椭圆吗？超越开普勒之前？ |
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黄德民先生，
我一点都没有凑任何数学公式，基本上是在草稿本上花了半天时间一气呵成的，但敲公式和组织文字则花了两天多。 请多看数学公式。最后几页的讨论，是属于有关的多方面问题的分析，不是论文中最实质性的内容。如果你不看前面数学部分，则也无法理解这几页的讨论，反而产生很多不必要的误解。 我们以前的讨论质量极端不高（指有关非惯性系与广义相对论部分），你我都是流于广义相对论之外在讨论，毫无意义。 |
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很奇怪建其会这样奇怪的提出[“绝对公转”角速度]。 不知道公转轨道是椭圆吗？超越开普勒之前？ －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ SHEN RE: 所谓公转，其实是自由落体运动。包括任意曲线轨迹，包括双曲线和抛物线。 |
| 我希望大家好好看一下我的论文。我采用了最简单的方式来叙说如何计算最简单的广义相对论问题（不涉及张量，曲率，协变导数以及爱因斯坦引力场方程）。这个论坛关于狭义相对论的讨论，素质还可以，但是对于广义相对论的讨论，素质极低，甚至为负，因为都是在自己跟自己斗圈圈（包括本人，以前也很少做广义相对论最简单问题的计算，也满足于从狭义相对论出发做猜测给出支离破碎的答案）。 |
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你虽解决了部分疑问（尤其是你引入有效频率和波矢的概念，将频率变化与光速变化统一起来），但同时又引入了更多更新的疑问。后面我会将我的疑问逐个贴出。
------------------------------------------------- SHEN RE: 过去我没有区分这两类频率波矢，故而自己跟自己都产生了矛盾。所以，一些问题还必须从最原始出发，原汁原味做计算才行。 |
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你的公式（4）得到的正逆光速分别为C+Ur和C-Ur（你原文中的角速度符号不好打，我此处用U代替），必然有一个速度超光速常数C，明显违背相对论（你的这种超速不在相对论允许的超光速范围内），你将如何解释？！
－－－－－－－－－－ SHEN RE: 注意，这不是惯性系中的速度，而是非惯性系中的速度，它与狭义相对论无关。ds^2=0，这才是狭义相对论和广义相对论共同要遵守的实质。C+Ur和C-Ur，是ds^2=0在弯曲空间的产物。以上都是广义相对论的常识，不是我的个人产物，不必我再多做科普。 |
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对【929楼】说： 公式（5）和（8），是你们最难以看懂的两个公式。要看懂这两个公式，需要学习一下简单的张量知识（包括度规，以及广义协变性等知识）。不要说你们，就连非理论物理专业毕业的其他物理系学生，也不一定能看得明白。所以，你们暂时就接受这两个公式，继续看下面。其实，张量之类，不一定在广义相对论中才有用。所以，不妨大家能多学一点。 |
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你对Michelson-Morley实验零结果的解释，是基于你的正反光速异向的观点以及你的旋转90度后光臂坐标差不同造成的，如果你的观点正确，那么：
1、Michelson-Morley实验不是对“光速不变假设”的验证，而是相反。这一结论是与正统的观点不一致的，能否得到正统物理学界的理解和支持？ 【【【SHEN RE: 对，这说得好。过去由于把地球的运动看作平动，所以以为迈－莫实验是对c不变的证明。由于地球实际在公转，所以，迈－莫实验只是证明了弯曲空间的ds^2=0（光速可变），而不是平直空间的ds^2=0（光速不变）。所以过去的解释是不完整的，偏颇的。这就是我将来会考虑发表这个研究的原因。由于这其实并没有影响狭义与广义相对论基础，所以相信正统物理学界不难理解和支持。无论迈莫实验证明光速变不变，不重要，重要的是，迈－莫实验证明了ds^2=0。ds^2=0具有广义坐标变换不变性，最简单的坐标变换不变性就是惯性系的变换。ds^2=0在惯性系中就是光速不变原理。把这些补上去，才是对迈莫实验意义的完整阐述。】】 2、你的解释给我们提了一个醒，在解释Michelson-Morley实验时，还应考虑相对论长度收缩效应带来的“旋转90度后光臂坐标差不同”的问题，如果考虑这一效应，目前物理学界用光速学变的观点解释Michelson-Morley实验恰恰是欠缺和不到位的，甚至可以说是错误的，对不对？ 【【【SHEN RE: 如果把地球的运动看作是绝对平动的，那么现在传统解释还是对的（绝对平动的惯性系内，没有这种“相对论长度收缩效应”），它是能自圆其说的。 我这里的“相对论长度收缩效应”是等效引力效应（非惯性系效应）。 考虑到由于实际的地球不是在平动，而是在转动，所以传统解释的确要修补。】】 3、如果连Michelson-Morley实验都不算是对"光速不变假设"的验证，那么请你说明历史上究竟有哪些实验支持“光速不变假设”？我们是否有必然对历史上的各种实验解释进行全面梳理？？？ 【【SHEN RE: 直接的实验证据恐怕的确没有。间接的实验就是研究Maxwell方程在地球和太阳上对原子光谱的影响。Maxwell方程包含光速，如果光速是在变的，那么也就对原子物理有不同影响。除了对迈－莫实验要补充解释外，其他狭义相对论实验不需要任何梳理。 在我眼里，对于相对论，光速不变原理根本不重要。代替“光速不变”的应该是ds^2=0。ds^2=0才是重要的。还有1963年的Edwards变换，光速先天各向异性，也符合迈－莫实验零结果，也符合ds^2=0。Lorentz变换是所有满足ds^2=0的理论中最最简单的一个。 此外，光速不变原理还不应该称作“原理”。我以前经常说，“光速不变原理”是可以推出来的，是一个逻辑结论，只要引入第三参考系，研究三参考系之间的变换的传递性，必然会推出一个“不变的速度”。这在1910年之后经常有人重复提到。沈建其 2010-10-8】】 |
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你说“注意：这种变换很类似Galileo变换。不过有所区别，这里的是一个弯曲的轨迹（转动参考系上的弧线或公转星体的轨迹，但允许部分线段是直线，如王汝涌直线Sagnac效应实验一样），它的前提是闭合的”，其中最后一句“它的前提是闭合的”来得非常突然，前面的解释和说明没有任何一处证明需要这种前提！
－－－－－－－－－－－－－－ SHEN RE: 说得不错。我在论文中的确没有对“它的前提是闭合的”做具体讨论。不过我在这个论坛国庆节之前是讨论了一些。以下就是一例，不知道是否满意： ******************** 黄德民先生问：你所有的说理及公式都与是光路是否闭环无关，也未讲明转动段对直线段的影响。如果完全按你克氏势改变光子频率的说法，对开环直线也成立。如果这样，意味着对任何匀速直线运动也成立。这样就会出现任何匀速直线运动的光源都可以认为受克氏力的作用而改变频率的情况，这明显上违背事实的。 【【SHEN RE: 这个问题问得很好。其实这个问题的本质与A-B效应中大家经常问的问题实质是一样的。A-B相位与磁通量正比，但电子流却没有受到磁通量作用（只是围绕了磁通量而已），如果把电子流轨迹放大到天文尺度，还有A-B效应吗？是有的。这是不是超距作用？有人也会经常问。这是局域与拓扑的对立统一。也就是只要有运动闭环，光子频率就有修正；至于纯粹的直线运动光纤，则是没有频率修正的，因为整条光纤上任意位置的转动角速度都是零（无穷小），谈不上有真正意义上的转动（没有整体的转动）。只有当闭合时，才有转动轴，才可以说有整体的转动。故而，前提是必须有整体的转动，局域上有没有转动不重要（如直线段的角速度就是零或无穷小），就有光子频率修正。 有人会问我：“那么光子是如何事先知道它所在的是一条整体转动光纤，还是一条运动直线光纤？”这类问题是很容易把人问住的。事实上，A-B效应中就有人在说有超距作用；但也有人在说，没有超距作用，但有超距影响。这类涉及局域与拓扑的问题，是很难回答的。 我个人认为，转动问题原本就是一个整体参考系问题，所以，作为一个整体的参考系，光纤和仪器是可以令出生的光子事先“知道”它是在一条整体转动光纤中传播还是在一条运动直线光纤中传播，从而“决定”自己该不该有频率修正。但如果有人追问，假如光纤长度与宇宙尺度差不多，那么光纤和仪器告诉光子“自己是直线还是封闭环”需要花费几十亿年时间，在这个几十亿年之内，光子该怎么办？这就又回到A-B效应是否“超距”问题上来了。但我也可以反问，宇宙尺度光纤自己要转动起来，其等效引力磁势的建立（以光束传播）也需要几十亿年时间。在这个建立的过程中，光纤上的每一点都已经“知晓”了自己是直线还是封闭环。虽然这样的回答不一定很合理，但有关A-B效应的局域解释就如量子力学基础的解释一样，实在难说，有些问题无限制问下去，的确是难以回答的。这些问题就是涉及局域与整体（拓扑）的问题。A-B效应，量子力学均是如此。实际上，量子力学的非局域性（超空间特性，如EPR佯谬）已经屡次得到实验证实，尽管对它的理解还是很难。A-B效应也有这种非局域效应。话说回来，“绝对转动”也是具有非局域效应，人造卫星不应该仅仅看作是绕地公转。这是题外话。】】 |
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但据王先生讲，王先生既做过“光纤内芯为空气”的实验，也做过“光纤内芯为实芯”的实验，结果仅与Sagnac效应相符，没有你说的“合二为一”！对这点，你如何面对和解释？
－－－－－－－－－－－ SHEN RE: 这我就具体不清楚了。这就说明王汝勇实验中没有检验出有斐索流水实验效应。他的光纤内实芯”折射率不知道有多少？如果折射率是3，那么斐索相位只有Sagnac相位的几分之一，且两者都与有效长度成正比，估计混合在一起了，无法区分判断开来。 |
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对【940楼】说： SHEN RE: 注意，这不是惯性系中的速度，而是非惯性系中的速度，它与狭义相对论无关。ds^2=0，这才是狭义相对论和广义相对论共同要遵守的实质。C+Ur和C-Ur，是ds^2=0在弯曲空间的产物。以上都是广义相对论的常识，不是我的个人产物，不必我再多做科普。 ================== 建其，我没有反对ds^2=0，我只是说C+Ur和C-Ur中必有一个超光速常数C。而超光速，即使在广义相对论中也是不允许的，不是吗？
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对【943楼】说： SHEN RE: 这涉及分光镜和导波纤维的具体工作过程，它是怎么导入的，则就怎么计算所做的功。导入不是随随便便的，必须满足它们的等效磁势差为这么一个数值。这就好比两个人从平地登山，最后他们有自己的重力势能数值，至于如何克服重力做功，则是涉及具体工作过程。我们直接所知的，就是它们的初末能量差，中间过程由于条件不足，是暂不知晓的，但必然满足能量守恒。 ================ 建其，我的意思是，你先设定它们导入后必有一个势差，我问你为什么会有势差，因为没有谁做功啊。而你的回答是，既然它们有势差，根据能量守恒，必定有做功过程，只是这个做功的细节我们不太清楚罢了。你不觉得这种回答等于没有回答吗？ |
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对【945楼】说： SHEN RE: 这我就具体不清楚了。这就说明王汝勇实验中没有检验出有斐索流水实验效应。他的光纤内实芯"折射率不知道有多少？如果折射率是3，那么斐索相位只有Sagnac相位的几分之一，且两者都与有效长度成正比，估计混合在一起了，无法区分判断开来。 ==================== 建其，你不能以“这我就具体不清楚”来遮掩，就象前面我们讨论过程中你始终以不清楚卫星上的光行陀螺能测量到绕地公转角速度一样！事实上，如果按斐索公式来推导S效应，折射率n恰巧被消掉了，是空芯还是实芯得到的S效应是一样的，与折射率n基本无关，不知你注意到过没有？ |
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对【944楼】说： SHEN RE: 说得不错。我在论文中的确没有对"它的前提是闭合的"做具体讨论。不过我在这个论坛国庆节之前是讨论了一些。以下就是一例，不知道是否满意： 你的节前的说法我当然不满意，否则我也就不会继续提问了！ |
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建其，我就888贴内容画图后重新贴出。
如上面图1所示，我们将斐氏环和王氏环结合在一起，共用部分为AB所在的光纤段。起初，整个装置均静止。上半部分斐氏环，由光源S发出的光经分光镜分为两束，一束沿环路顺时针传播，一束沿环路逆时针传播，然后在第一分光镜处会聚到干涉（为清晰起见，干涉仪部分未画出）。理论上，不会有干涉条纹出现。 然后，如图2所示，让王氏环匀速转动起来，同时，上半部分的整个斐氏环装置随同AB段光纤一起平动。此时再观察斐氏环的回路光是否有相对于静止时的干涉条纹移动。正常情况下，若没有下半部分王氏环的存在，理论上，不管怎么平动，相对于静止时也不会有干涉条纹的移动。但现在情况不同了，下面有转动的王氏环存在。斐氏环中沿顺时针传播的光会从B点进入AB段并从B向A传播逆着光纤运动方向，而沿逆时针传播的光会从A点进入AB段并从A向B传播顺着光纤的运动方向。按建其的说法，这种转动的闭合环路会对其上的光的速度或频率产生影响，两束光在AB段上的速度或频率会有差异（个人理解有点类似于流水对光速造成的影响），从而造成斐氏环上的光相对于静止时有干涉的移动。 如果建其坚持你的解释正确，请做该实验。这一实验无疑是对你的解释的最好检验，如果出现正结果，我相信会引起轰动！如果未出现预期的结果，则证明你所有的解释都不成立。 黄德民 |
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建其，我没有反对ds^2=0，我只是说C+Ur和C-Ur中必有一个超光速常数C。而超光速，即使在广义相对论中也是不允许的，不是吗？
--------------------- shen re: 超光速，在广义相对论中到处都是。甚至早期宇宙暴涨，速度乃是光速的亿亿亿亿亿亿亿亿倍。 注意：狭义相对论的超光速，与“违反因果性”是同义。但是，广义相对论的超光速，并不违反因果性。违反因果性的判据是当ds^2>0。 |
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建其，我的意思是，你先设定它们导入后必有一个势差，我问你为什么会有势差，因为没有谁做功啊。而你的回答是，既然它们有势差，根据能量守恒，必定有做功过程，只是这个做功的细节我们不太清楚罢了。你不觉得这种回答等于没有回答吗？
－－－－－－－－－－－－－－－－－ SHEN RE: 怎么能认为它们没有做功呢？没有做功，就导不进去。为什么这不算是回答呢？ 两个人上楼，一个人走了5楼，一个人走了6楼，有能量差，自然有做功，以及也有做功的差别。没有做功，自然不会有这个结果。 至于做功细节，则依赖于具体过程，这个过程使得它们以方向相反的速度导入圆环光纤内。这个过程也会出现热能，遵守热力学第二定律。这些是题外话。 我觉得这完全是正确的回答。 |
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建其，你不能以“这我就具体不清楚”来遮掩，就象前面我们讨论过程中你始终以不清楚卫星上的光行陀螺能测量到绕地公转角速度一样！事实上，如果按斐索公式来推导S效应，折射率n恰巧被消掉了，是空芯还是实芯得到的S效应是一样的，与折射率n基本无关，不知你注意到过没有？
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ SHEN RE: 首先，对于王的这个实验，他没有具体发表，实验结果与精度是不是相当可靠，我不太清楚。 关于你说的“如果按斐索公式来推导S效应，折射率n恰巧被消掉了，是空芯还是实芯得到的S效应是一样的，与折射率n基本无关”，这个性质我知道，以前在学习物理实验教材上的Sagnac效应推导时，书上提到过。这性质有点意思。 所以，S效应是与n无关的（S效应本质上是Coriolis引力磁势引起，引力磁势不受折射率n影响）。 但是，菲索实验在实芯光纤中还是需要考察。这一点我在2007年时记在笔记本子上（即需要考虑与询问光纤陀螺的人，Sagnac效应中是否伴随着菲索实验效应？？）。现在既然你说王汝勇教授已经表明，实芯光纤中菲索效应没有被测量到，那么假设他的实验是可靠的，那么我的解答算是一种比较可能的解释（即菲索效应也是与有效路程成正比，且只有S效应的几分之一，两者就合在一起了，也许精度再高一点，可以把它们区分开来）。 |
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按建其的说法，这种转动的闭合环路会对其上的光的速度或频率产生影响，两束光在AB段上的速度或频率会有差异（个人理解有点类似于流水对光速造成的影响），从而造成斐氏环上的光相对于静止时有干涉的移动。
－－－－－－－－－－－－ SHEN RE: 我需要补充一点：当以站在实验室坐标系看，转动的闭合环路中光的速度或频率是各向同性的（左右传播的光速和频率无差别）。但站在随着转动的闭合环路一起运动的参考系上看，才会有差别。 |
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<Sagnac效应中光波频率波矢关系及Michelson-Morley实验再探>
放在 http://www.qiji.cn/eprint/abs/4111.html 可下载pdf。 摘要/内容： 从非惯性系（转动参考系）度规出发，讨论了转动参考系内的光波频率、波矢、光波速度之间的关系，计算了Sagnac效应中的光波相位，讨论了转动参考系（弯曲时空）中的Michelson-Morley实验。尽管在弯曲时空中光波速度有各向异性，但Michelson-Morley实验仍旧是零结果。 关键词： Sagnac效应、Michelson-Morley实验、转动参考系度规、转动圆环光纤 全文/附件： PDF下载 |
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对【951楼】说： ds^2=0中的那个c不一定是指光速 ※※※※※※ 孔德之容，唯道是从。 |
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对【951楼】说： shen re: 超光速，在广义相对论中到处都是。甚至早期宇宙暴涨，速度乃是光速的亿亿亿亿亿亿亿亿倍。 ============================== 建其，你说旋转的光纤系中观察者观察到的光速为C+Ur 和C-Ur，我说其中必有一速度超光速，你认为这是在广义相对论中，超光速很正常。那么我问你，如果另有一在光纤环观察者所在位置的切线方向具有与光纤观察者相同的瞬时速度的匀速运动观察者，在他看来，这两束光的瞬时速度分别是多少？是不是仍为C+Ur 和C-Ur？如果你认为不是，请说明理由！如果认为是，那是否意味着其中一个速度超光速且在狭义相对论范围内？ |
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对【952楼】说： SHEN RE: ============================== 我问的是，你既然认为克氏势不做功，你凭什么认为从外部导入光纤环的两束光会有能量差？？？而你的回答是，它们既然有能量差，必然有做功的过程和环节，只是细节不清楚而已！你这不是在用待论证的结论作为前提来论证结论吗？ |
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对【953楼】说： SHEN RE: 首先，对于王的这个实验，他没有具体发表，实验结果与精度是不是相当可靠，我不太清楚。 建其，首先，你不能以“王的这个实验，他没有具体发表，实验结果与精度是不是相当可靠，我不太清楚”为借口来逃避回答，这不是实事求是的态度；其次，你说“假设他的实验是可靠的，那么我的解答算是一种比较可能的解释（即菲索效应也是与有效路程成正比，且只有S效应的几分之一，两者就合在一起了，也许精度再高一点，可以把它们区分开来）”，问题是，从王先生发表的论文来看，王的实验精度很高，足于分辨你所说的是一种还是二者合一，对这一点你怎么看？ |
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对【954楼】说： SHEN RE: ===================== 建其，你说“当以站在实验室坐标系看，转动的闭合环路中光的速度或频率是各向同性的”，按你的意思，站在实验室坐标系，王氏传送带型干涉实验直线段就不贡献S效应，那你如何解释总的S效应？更主要的是，请你明确回答我950贴图2中斐氏环所在的参考系算不算你说的“站在随着转动的闭合环路一起运动的参考系”？？此时AB段对两束的影响是否“会有差别”？？？理论上是否有我所说的干涉条纹移动？？？？ 对这一问题，希望你明确回答！如果我理解得不错，按你的说法就应该有预期效应。这样这个实验就非常有意义。如果取得正结论，将是第一次在实验室对广义相对论取得实验验证，意义重大！如果不出现预期结果，证明你的所有解释不成立，主楼所说的矛盾依然存在，应引起相对论人士高度重视。 |
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