3）"光速度不随波源速度而变"不仅是客观事实！而且是与狭相无关的客观事实！

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我早就说过不要将光速不变原理与相对论相捆绑！

这是我在黄德民的帖子《结合Sagnac效应与迈-莫实验引出的疑问》对沈建其的答复。

[528楼] 作者:黄新卫 发表时间: 2010/09/10 14:32
对【523楼】说：
【【沈回复：转动系这个非惯性系，光通过某点，相对某点的速度是C±V。确切地说，这里的±V是由等效的引力磁势导致的。C±V，不是由Galileo变换导致的。对于普通的自转，的确有C±V。但是对于自由落体的公转，虽然也会有C±V，但是，由于对某个星球自由落体的公转，就是对所有星球的自由落体的公转，所以会产生无穷多个±V（等效的引力磁势），是互相抵消掉的，基本接近为零。所以对于自由落体的公转，光速将是C. 迈－莫实验正是如此，它无法测量到绕日公转的30千米每秒的速度，但可以测量出地球自转的速度，它效应大约为迈－莫实验干涉条纹的百分之一量级。】】
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沈博士认为【迈－莫实验正是如此，它无法测量到绕日公转的30千米每秒的速度，】

既然如此，迈－莫实验就是无效实验，把本来应该测量到的速度却测量不到，该实验本身原理错误，所以，该实验不能作为光速不变的实验证据！

我曾经说过多次，如果一个人从环球光纤问题还认识不到光速不变是不能成立的，那么他就不是搞物理的料了！


※※※※※※
只有聪明人才能够看出相对论是荒谬的，绝大多数人的智力不足以看出相对论是荒谬的！

黄德民先生：

我完全没有反悔之意。事实上，我在电话中一而再、再而三地强调：不要孤立地说"不存在光速不变原理的证明实验"。当我们说这句话时，应要强调若干前提。我们之间可以存在着对这些前提的不同接受度和认同度（这是您我之间的区别）。允许在强调前提下存在着区别，但不可放弃前提。

如果一定要问我，给出一个"有"或"没有"来回答"光速不变实验倒底有没有？" 我的答案是"绝对有"，超新星爆发就是一个证明（几十年来物理学家一直认为这个实验证据确凿）。

下面对黄先生的来信作简要解释：

"我们在电话中讨论得很好，但今天的贴子似乎有反悔之意。说什么"以迈-莫实验为代表的实验对"光速不变"的验证并不像传统所认为的那样过硬"，什么叫过硬什么叫不过硬？为了维护你的说法，你似乎有点不顾事实！众所周知，主流认为光具有波粒二象性，这并不过时吧。一般来说，讨论传播问题，将光看着波，讨论作用问题，将光看着是粒子。我们现在讨论的是相对论中光的传播速度问题，

【【【沈回复：对波，要区分"物质波"和"介质波"。在研究速度问题上，"物质波"与"介质波"大有区别；"物质波"与"粒子"倒没有区别。我上次所说的几个命题包含了这个思想。】】】

你却站在量子力学的立场，几乎完全从粒子的角度讨论光速问题，将一个最多能否定"发射假说"的天文观测硬说成是"光速不变假说"的证据，你认为合适吗？"

【【沈RE: 所以，我从粒子的角度讨论，也就等价于从"物质波"的角度讨论。在我这里，即对速度问题，"物质波"与"粒子"是等价的。

由于现代实验早已确信无疑，光波就是物质波（粒子），不是介质波（或机械波），所以超新星爆发就是一个确定无疑的"光速不变原理的证明实验"。】】

"我们讨论的是学术问题，你已承认"从学术角度讲，迈-莫实验不再算"光速不变"的实验验证"，这就够了，再说什么"站在历史的认识的角度看，把迈-莫实验解释为"光速不变"的实验验证"已属多余，是把简单问题复杂化，明确问题模糊化。"

【【沈RE: 说我将"明确问题模糊化"，是不对的。从学术角度讲，迈-莫实验不再算"光速不变"的实验验证。对于只关心学术问题，这当然够了，但从历史角度讲，19世纪认为光波是"介质波"（开放车厢内的介质波），那么实验和认知之间的这个鸿沟本身也是促进学术的催化剂（那时，必须认为"迈-莫实验是"光速不变"的实验验证"才是最简单直接的出路）。尽管这一点现在不再重要了。我说这一点，无非是要强调：对于很多基本物理问题，下结论，前提很重要。这不是在模糊问题，而是在还问题本来面目。如今，抽走了"光波是"介质波""这一观念，对迈-莫实验的物理解释顿时也就轰然倒下了（事实上，目前教材上在提到迈-莫实验时，很明显隐含了一个"光波是开放车厢内的介质波"这个思想）。虽然大家心知肚明，光波不再是介质波，但是还是沿用19世纪的观念，似乎教材上还是遵照传统不肯辞去这个已经不再有必要的"催产婆"。这才是教材上迈-莫实验的本质面貌。沿袭历史传统，这么一种教学法，我不否定。再说，"光波是开放车厢内的介质波"这一错误观念在19世纪根本无法被否定，那么教材上对迈-莫实验的解释根本无法被绕过去，它仍旧具有正确性（前提是"光波是开放车厢内的介质波"无法被否定）。说了这么多，我主要想强调一个观点：任何结论，都不能脱离一个认知前提，尽管这个认知前提随着历史发展可能是错误的。就像今天所认为的"光子说，光子是物质波"观点未尝不可能在200年后又变为错误呢。所以，我说的"超新星爆发是一个确定无疑的"光速不变原理的证明实验""，也是以"光子说，光子如电子、质子那样的物质波"为认知前提的。没有这个认知前提，我不敢说"确定无疑"。所以，我的结论都是在一定认知前提下说的。

为什么对光速不变实验的判断，需要谈认知前提？我们要注意：由于"不同速度的观察者观察同一光波"是难以在实验上实现的，所以验证"光速不变"的实验其实多少都带有间接验证的特征，因此不可避免受一些认知前提的支配。  

虽然认知前提可能随着历史变化，"光速不变"的实验证据会由弱变强或者由强变弱，但我绝对相信"光速不变"是正确的，它是群论和线性代数计算的结果（证明它是可自洽的）。自洽的东西，一般总可以找到物质承担者的。黄德民先生其实也相信"光速不变"，只不过他要将此看作是某种光介子包装的结果。我认为这过于累赘，还不如把它解释成群论和线性代数之结果来得更为顺畅、自然，也符合我的内心哲学。黄德民先生的做法其实本质上是属于Lorentz当年的做法的继承。Lorentz也注意到了运动尺子缩短等现象，但它更愿意把它看作是某种电磁相互作用的结果。但是，主流物理学家普遍不欣赏Lorentz的做法。

沈建其 2011-5-20】】

TO 黄新卫：

自从2005年以来，我一直向黄德民强调，在自转系中，光速本来就可变，但是短程线ds=0。对于地球上的迈-莫实验，由于是自转系，所以，光速本来就可变（广义相对论弯曲空间所致），但因为短程线ds=0，所以迈克尔逊--莫雷和其它实验就不能检测到30公里/秒的以太风。（至于为什么短程线ds=0，所以迈克尔逊-莫雷和其它实验就不能检测到30公里/秒的以太风，我在2010年10月的《Sagnac效应中光波频率波矢关系及Michelson-Morley实验再探》一文（网上可以找到）上有证明）

以上是我的基本观点。不过我要指出我去年的一个错误，就是我把地球公转看作是一种自由落体的平动运动，导致我认为“地球自转会导致迈莫实验光速可变，地球公转下的迈莫实验仍旧光速不变”。后半句“地球公转下的迈莫实验仍旧光速不变”是我的错误。黄德民先生多次向我强调，公转自转没有什么实质性区别。我一直不同意，后来虽然同意，但是还是认为公转是平动，所以导致2010年我提出“对于普通的自转，的确有C±V。但是对于自由落体的公转，虽然也会有C±V，但是，由于对某个星球自由落体的公转，就是对所有星球的自由落体的公转，所以会产生无穷多个±V（等效的引力磁势），是互相抵消掉的，基本接近为零。所以对于自由落体的公转，光速将是C. 迈－莫实验正是如此，它无法测量到绕日公转的30千米每秒的速度，但可以测量出地球自转的速度，它效应大约为迈－莫实验干涉条纹的百分之一量级”。这后半段是错误的。在我于2010年10月的《Sagnac效应中光波频率波矢关系及Michelson-Morley实验再探》一文（网上可以找到）中充分利用广义相对论计算了迈莫实验，终于明白到这一点，从而解解释了为什么地球（自转和公转都有）上的迈莫实验中，虽然光速可变（迈莫实验时广义相对论实验），但却无干涉相位，原因在于：使迈-莫实验有零结果的其实是“短程线ds^2=0”。迈-莫实验证明了“短程线ds^2=0”，而不是“光速不变”。值得强调的是，在迈-莫实验中，不但光速可变，且路径也会变化（如自西向东与自南向北这两条路径在不转动参考系看来是相等的，但在转动系看来，却是不等的），正是这两个效应，在对相位的计算中互相抵消，从而观察到零结果。

至于两位黄先生，我最终认识到：他们提出的问题都有一个特点，即所提出的问题基本上都属于非惯性系问题（广义相对论问题），但他们质疑的理论却往往是狭义相对论（为质疑狭义相对论却提出了广义相对论的模型问题），这导致争论双方（包括我自己）都走了不少弯路，甚至犯了不少错误。我把地球公转看作是惯性系平动，把迈莫实验看作是惯性系内的实验，虽然是我自己咎由自取，但何尝不是在心甘情愿错误响应两位黄先生的这一“风格”呢。

既然知道原来的迈-莫实验都是非惯性系的实验，而且居然“证明了光速可变”！那么光速不变的证据又在哪里？

是否应该否定所有相对论教科书？仅保留广义相对论？

而我说："建其已同意，到目前为止，光速不变假设并没有得到任何一个实验的真正支持"。
请建其和大家对比一下，我们两人说的话究竟有何本质上的差异？为什么建其认为你说的对而反对我的说法。

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SHEN RE: 黄德民先生，请看我在电话中和本论坛上屡次强调的话：“如果一定要问我，给出一个"有"或"没有"来回答"光速不变实验倒底有没有？" 我的答案是"绝对有"，超新星爆发就是一个证明。” “认为光是纯粹的粒子，那么以超新星爆发为代表的实验现象其实证明了光速不变。” “我们知道，超新星爆发时几乎所有光子、电子、质子几乎同时达到地球，就是属于命题（3）所指的实验现象。因此，从这个角度讲，光速不变是有实验证据的。”

如果“光是介质波”，那么超新星爆发不是一个“光速不变”实验。但认为光是纯粹的粒子，那么以超新星爆发为代表的实验现象其实证明了光速不变。所以，我的断语都是有前提的。哪个前提更可靠，就相信哪个断语。我几乎完全认为，光子、电子、质子全部是纯粹的物质波，不是介质波，因此光速不变是完全得到了证明的。

仿照黄德民先生，我也孤立地说：我完全不相信光速不变假设并没有得到任何一个实验的真正支持。

对【13楼】说：

关于jiuguang说的是否要废除狭义相对论、保留广义相对论，我的答复是：
狭义相对论只是一个弱场近似罢了。自然界处处存在引力场，所以狭义相对论只是广义相对论的一个平直极限。但这个平直极限很有价值，因为实际到处是平直极限。

严格来说，你的回复，存在着许多逻辑问题经不起推敲，但一一辩驳又太费劲，我就不再多回复。

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SHEN RE: 我认为，我在公转问题上，曾把公转看作是不同于自转的转动，即把公转看作是自由落体式的平动，想要用马赫原理和全宇宙天体的引力磁势抵消为零，从而时空平直（去年10月前后），来解释公转系统中的迈-莫实验，在这个问题上，我的确经不起推敲；还有，我利用狭义相对论的部分公式来推断转动系中的迈莫实验（包括Sagnac实验）中的光波频率变化情况，导致了一些错误（出现了一些矛盾）。这是我在去年所犯的两个最大的错误。这两个错误，却有共同根源，即都想把公转系统中的迈-莫实验看作是狭义相对论的实验，想主要用狭义相对论来解释或计算。我这个错误思路，其实也是你们（黄新卫和黄德民）的理想的体现（你们提出的思维实验，全部是广义相对论的实验，却在挑战狭义相对论）。

由于把公转系看作是作自由落体的平动惯性系，把公转系中的迈莫实验看作是狭义相对论实验（用狭义相对论来计算），总会导致一些这里或那里的矛盾，去年十月，我火大了，于是我完全利用广义相对论计算了迈莫实验，写出《Sagnac效应中光波频率波矢关系及Michelson-Morley实验再探》一文，才终于从迷雾中走出，放弃了“把公转系看作是作自由落体的平动惯性系，把公转系中的迈莫实验看作是狭义相对论实验”这两点错误。

除了这两点错误，其他的问题，我都说得很顺当，我认为不存在黄德民所说的“存在着许多逻辑问题经不起推敲”。当然，仅仅是我以上两个错误，的确给这个论坛上的讨论者带来了不小的迷雾，也给我自己带来了迷雾（这些错误一方面是受你们的误导，因为你们总想把很多非惯性系问题看作是狭义相对论问题；另一方面当然也是因为用广义相对论考虑问题毕竟计算复杂，我们总想偷懒用狭义相对论先考虑考虑看，这样就陷入了泥潭）。所以，就按照jiuguang的说法（他的问话）：“废除狭义相对论，保留广义相对论”，把狭义相对论看作是惯性系平直时空的近似（极限情形）。我们思考非惯性系问题，首先就要用广义相对论，不要先懒惰地用狭义相对论。对非惯性系问题，谁用狭义相对论，打谁屁股100；由于“光速不变”在非惯性系中原本就不应成立，谁再用转动参考系内的实验来挑战“光速不变”，打谁屁股200。要记住，应改为挑战短程线ds=0，才是正确的挑战道路。

既然如此，那么迈-莫实验就是无效实验，因为它检测不到这个可变的光速，那么，它还有什么理由被当做光速不变的实验证据？
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SHEN RE:
to 黄新卫：是的，我同意你的观点，迈-莫可以说是一个无效实验（从学术意义上讲）。

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迈-莫实验是有效实验，它否定了惯性系光速不变假说！

为什么呢？因为你后来也承认，两光束不同时回到起点。

这就否定了从不转动的参照系——惯性系的分析结果，如果光速不变假说成立，那么两光束应该同时回到起点！

建其，有几点我要说明：

1、你总是口口声声说我“把很多非惯性系问题看作是狭义相对论问题”，我要郑重申明，我从没有这样做过。相反，对我所提的问题，我总是强调用相对论尤其是用广义相对论来解决！从没有要求过只用狭义相对论解决！请你不要再说类似话。

2、你提到过去犯的两个错误，当时你不同样是慷慨激昂地说你是正确的我是错误的吗？怎么现在知道你自己错了？现在你同样慷慨激昂，又怎知你现在没有犯错误？

3、我说“你的回复，存在着许多逻辑问题经不起推敲，但一一辩驳又太费劲，我就不再多回复”，并不是指你以前犯的错，我不是那种紧抓别人过错不放的人，我说的是你的第10贴。

4你总是提到《Sagnac效应中光波频率波矢关系及Michelson-Morley实验再探》一文，似乎认为它已解决了所有问题。故且不论你的解释是否正确，我只请你看清楚，我的论文说说很清楚：相对论难于同时解释Sagnac效应、推广的Sagnac效应以及迈莫实验三个实验事实。你仅解释其中的一个或者两个是不够的，你只有按一种思路同时解释了上述三个事实，才能宣称你解决了我提的问题。

5、你反复强调“超新星爆发就是一个确定无疑的"光速不变原理的证明实验"”，如果你自信且愿意，我们可以就此问题做专门讨论，看到底是否“确定无疑”？！你不妨把相关数据及你的理由详细完整陈述出来，包括：该超新星距离地球的距离、爆发持续时间、地球接收到名类粒子的持续时间、电子质子到达地球的速度范围等等，以便讨论。

这就否定了从不转动的参照系——惯性系的分析结果，如果光速不变假说成立，那么两光束应该同时回到起点！

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SHEN RE: 地球上的迈莫实验，是非惯性系实验，非惯性导致“两光束不能同时回到起点”，但是如果在惯性系，那么一定同时回到起点。不过，按照光子说，即使同时到达起点，也只是证明了光源发射的子弹（光子）的固有速度不变罢了，不是真正的“光速不变”。所以，只有那个超新星观察，即超新星爆发时几乎所有光子、电子、质子几乎同时达到地球，才算是真正的“光速不变”验证。

建其，有几点我要说明：

1、你总是口口声声说我"把很多非惯性系问题看作是狭义相对论问题"，我要郑重申明，我从没有这样做过。相反，对我所提的问题，我总是强调用相对论尤其是用广义相对论来解决！从没有要求过只用狭义相对论解决！请你不要再说类似话。

【【沈回复：既然如此，黄先生就不要再提"光速不变"四个字。因为用广义相对论来解决，光速本来就是变化的。可是黄先生一直在提"光速不变"、要挑战"光速不变"、要找到或否定"光速不变"的证据。】】

2、你提到过去犯的两个错误，当时你不同样是慷慨激昂地说你是正确的我是错误的吗？怎么现在知道你自己错了？现在你同样慷慨激昂，又怎知你现在没有犯错误？

【【沈回复：你们在设问，我在回答，我的回答不可避免是有错误的（每回答五个问题，我错一个，我也有80分。如果是满分，我就不是人了）。但是，狭义与广义相对论的自洽性，我坚信无疑。这是我们之间的根本区别。狭义相对论变换在数学上成群，广义相对论是微分几何的自然结果，因此我认为没有矛盾。在这个论坛上，我们大家没有做实验，因此不谈真实实验，只谈思维实验，在思维实验上，相对论找不到任何矛盾。所谓的矛盾，只是你们或者我所犯的解释错误罢了，或用错了理论（将广义相对论问题用狭义相对论来计算）。】】

3、我说"你的回复，存在着许多逻辑问题经不起推敲，但一一辩驳又太费劲，我就不再多回复"，并不是指你以前犯的错，我不是那种紧抓别人过错不放的人，我说的是你的第10贴。

【【沈回复：第10帖我主要讲了三件事：1）任何"光速不变"实验都是间接实验（因为要让两个具有相对运动的观察者看同一束光，几乎办不到），所以判断"光速不变"，需要有认知前提。我们不要孤立地下"是"或"不是"的断语。为此，我举了两个例子，就是2）和3）。2）超新星爆发在"光是纯粹的粒子（物质波）"这个认知下，该实验现象其实严格证明了光速不变；3）迈-莫实验现在作为"光速不变"实验，证据不足，因为我们对光波的看法，在20世纪发生了变化。但在19世纪，把光波看作介质波（开放的地球上的介质波），迈莫实验只能解释为"光速不变"。但由于光波的"介质波"说被粒子性的"物质波"说代替，当时的这一解释就不再有必要，于是迈-莫实验现在作为"光速不变"实验，证据不足。

我认为，以上三条，完全合理。这里不需要涉及什么计算，也不涉及什么具体物理细节（不像转动系那样的问题，我们会用错理论），完全是一个认知问题，我认为我有把握我的观点是正确的。而黄德民先生的"用‘是'或‘不是'的直接断语思路"不但不合理，还容易造成随意发挥的弊端。】】

4你总是提到《Sagnac效应中光波频率波矢关系及Michelson-Morley实验再探》一文，似乎认为它已解决了所有问题。故且不论你的解释是否正确，我只请你看清楚，我的论文说说很清楚：相对论难于同时解释Sagnac效应、推广的Sagnac效应以及迈莫实验三个实验事实。你仅解释其中的一个或者两个是不够的，你只有按一种思路同时解释了上述三个事实，才能宣称你解决了我提的问题。

【【沈回复：我用广义相对论计算完满解释了转动参考系（圆周运动的转动参考系）内观察者观察到的迈莫实验和Sagnac实验，可以计算所涉及的一切物理量（这完全不同于去年十月之前我和两位黄先生等人用狭义相对论个别公式挂一漏万、支离破碎地计算、解释、思考非惯性系现象）。

至于王汝勇先生的封闭直线Sagnac效应，我认为只是在拓扑结构上不同，本质上也是一个特殊的转动参考系，即也是非惯性系，属于广义相对论范畴问题，光速本就可变。把每一段直线段看作是在做"转动角速度为零，曲率半径无穷大，线速度是常数"的转动，于是转动参考系Sagnac效应一些计算公式可以在这里使用（差别仅在于：在圆周运动Sagnac效应中，转动的中心固定，而直线Sagnac效应中，每一段光路的曲率半径无穷大，转动中心不固定，经计算，前者相位与面积有关，后者与光路长度有关）。

因此，直线Sagnac效应，在我这里不是一个麻烦的问题（计算不麻烦，解释也不麻烦），难就难在难以说服黄德民先生与王汝勇先生两位。王汝勇先生也许根本就不相信直线Sagnac效应是非惯性系问题、是转动问题、是广义相对论问题、光速本就可变、光速可变很正常。王汝勇先生更愿意相信直线Sagnac效应是惯性系问题、是狭义相对论问题、直线Sagnac效应显示了光速可变，因此挑战了狭义相对论。我自然难以说服。但自从我完全用广义相对论考虑问题，就都不再存在麻烦（过去的"用狭义相对论个别公式挂一漏万、支离破碎地计算、解释、思考非惯性系现象"不再发生了。过去的错误都是源于这个不对头的方法）。】】

5、你反复强调"超新星爆发就是一个确定无疑的"光速不变原理的证明实验""，如果你自信且愿意，我们可以就此问题做专门讨论，看到底是否"确定无疑"？！你不妨把相关数据及你的理由详细完整陈述出来，包括：该超新星距离地球的距离、爆发持续时间、地球接收到名类粒子的持续时间、电子质子到达地球的速度范围等等，以便讨论。

【【沈回复：我可以提供一些数据，如Silin就提供过。其实，数据不重要，只要注意一个现象即可：超新星爆发时几乎所有光子、电子、质子几乎同时达到地球。要是光速可变，或者光速不是电子、质子的速度极限，那么将在较长时间内，如几年内光子、电子、质子陆续到达地球。但实际上，这个时间很短，如只有几天，而非几年。中微子也是几乎同时达地球的（所谓"几乎同时到达"的意思是在相隔一段较短的时间内它们几乎一起达到，如几小时内。如果中微子静止质量为零，那么它们的速度弥散度为零，越将几乎同时达到；它们不是完全同时达到，说明它们有共同速度极限，但速度有一点点弥散，从这一点可以估算出中微子的静止质量（静止质量导致速度弥散）。这已经成为大学物理教材上的一道习题）。】】