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对【30楼】说： 德民：参照系是由参照物和参照物所在的空间构成。如果以太是无法从空间排除甚至成为空间的性质（例如真空磁导律和介电常数），那空间本身就是以太空间的化身，他们认为物体在以太中的作用不是物质与物质的作用，而是物质与空间的作用，这时的相对性原理就成了有名无实！ |
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对【30楼】说： 德民：参照系是由参照物和参照物所在的空间构成。如果以太是无法从空间排除甚至成为空间的性质（例如真空磁导律和介电常数），那空间本身就是以太空间的化身，他们认为物体在以太中的作用不是物质与物质的作用，而是物质与空间的作用，这时的相对性原理就成了有名无实！ |
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对【31楼】说： 如果你认同“空间本身就是以太空间的化身”以及“物体在以太中的作用不是物质与物质的作用，而是物质与空间的作用”，你是在自己批驳你自己的观点！ 以太是物质，不能将其与空间混为一谈！ |
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目前的讨论结果是，以太至少有两种，一种是力学的以太，它随地球一起公转和自转；另一种是光学的以太，它只随地球一起公转而不随地球一起自转。
可能还会有第三种以太。 ※※※※※※ 流水和气流不会改变其中超声波束的传播方向——动煤质波动理论呼之欲出！ |
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唉：终于承认光学以太只随地球一起公转而不随地球一起自转了，能说服这种菜鸟的确不容易。
现在问题一个更菜鸟的问题又跳出来鸟：力学以太随地球一起公转和自转。唉！ ※※※※※※ 牛 东 |
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对【32楼】说： 关于这个问题，我需要说明以下几点： 1)关于以太，我认为是很神奇的东西，由于光速的巨大，要求以太有极低的密度和极大的弹性，而且由于光振发生在原子内部，频率可以很大，要求以太有极大的穿透力并极其微小，这样的以太遍布整个空间，可以说任何一个相对以太运动的参照系，都无法避免以太风，不同运动的参照系风力大小不同，牛顿空间就徒有虚名。 2)这里有不少人并不认为以太是微粒组成，他们认为空间本身是胶！在相对论中根本不承认空间的独立存在，认为空间是物质存在的形式，是物质运动的产物，是物质的附属品。 3)麦克斯韦是把真空赋予磁导律和介电常数的，至于他怎么开待空间本身？需要研究。 4)德民：你需要深思，如果光真是媒介波，这种媒介对牛顿空间的破坏程度？这里面有个光速常数起因问题，是不能凭空想而是要论证的！ 5)可喜的是现代物理学一直认为能量守恒、动量守恒是可靠的，这实质等于在认可牛顿空间。 6)最后有个历史性的问题是：爱因斯坦究竟为什么要把光学方程推广到力学方程------实质上就是否认以太！所以我一直认爱因斯坦狭义相对性原理是伟大的，但爱因斯坦发生的一个错误是把回路光速不变当单程光速不变，按照狭义相对性原理，单程光速应该服从伽变。如果相对论把回路分解为两段以上的单程，就不需要洛变，伽变就足够了！ |
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对【33楼】说： 你的意思是以太还有分身术？你比叶波的软硬以太还滑稽！ |
| 屋里学大师：你也应该反思反思，不要被“凡是谈波，必有媒介”的教条思想所迷惑！建议你不要屋里学，出去走走！空气中运行的机关枪打出的一列子弹，恰恰具有波的所有性质，如果打出的是群列或如天女一批批散花，那“波动性”恐怕更明显！ |
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对【34楼】说： 屋里学大师：你也应该反思反思，不要被“凡是谈波，必有媒介”的教条思想所迷惑！建议你不要屋里学，出去走走！空气中运行的机关枪打出的一列子弹，恰恰具有波的所有性质，如果打出的是群列或如天女一批批散花，那“波动性”恐怕更明显！ |
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对【35楼】说： 1、不要把你的观点和相对论的观点搅着说，容易乱！ 2、我从没有认为以太是光的传播媒质； 3、即使以太是光的传播媒质，它也是物质，不是空间！ |
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对【34】【36】说：
我33楼是按照某些人的观点推导出来的结论。根本就不是我的观点。我的观点是：以太只有一种，它就是星球自身的引力场。 ※※※※※※ 流水和气流不会改变其中超声波束的传播方向——动煤质波动理论呼之欲出！ |
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那为什么还不相信静止在地面上的光纤陀螺仪能测地球自转？又为什么还要去相信地面光速各向相等？ ※※※※※※ 牛 东 |
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因为地球自身的引力场随地球一起公转和自转。而且截止目前没有可靠的实验证明地球表面光速各向异性。 ※※※※※※ 流水和气流不会改变其中超声波束的传播方向——动煤质波动理论呼之欲出！ |
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张先生的机关枪的确非同凡响，能让子弹沿地面同一闭合回路两各不同方向反弹回来的时间不同，想必一定是因为
子弹上的生物人控制了架驶子弹沿不同方向的反回时间。好好发挥你的想像力把你的意识全传授给子弹人吧！ ※※※※※※ 牛 东 |
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对【43楼】说： 大师：你是想说公转带着以太，自转不带以太吧？好，我仅仅做一个简单的处理：这“以太”并不是光媒介，但可以对光子弹流发生磨擦，这根本不需要什么“智能”，子弹流闭着眼就知道，顺风阻力小，逆风大。 |
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说说相对性原理：（三）对相对性原理的传统认识有何误区（下）
既然观察者-光源完全对称性根本不存在，那么我们在光速的测量问题上就不能简单地以光源与观察者之间的相对运动作为预测光速的基础。于是一个有趣的问题便出现在我们的面前：如果不能单纯以相对运动作为预测光速的基础，那么又该如何预测光速呢？为了讨论问题的方便，让我们把问题的背景设置在地球惯性系即ECI之内。 假定有源自于ECI的光源与观察者，它们都相对于ECI以同一速度v一前一后北向做匀速直线运动；进一步，为了讨论的方便，我们假定观察者与光源以及整个光程都处在真空状态，且光源在前而观察者在后。根据假设，观察者是与光源一直保持相对静止的，因而传统的理论倾向于认为在这种情况下观察者将测得通常的光速常数c，我们这里所说的传统理论不仅包括狭义相对论，而且包括经典的粒子理论（注：这里的“粒子”是指实物粒子，不是指光的量子性）以及其它理论。但是基于ECI绝对同时性的GPS测距方程明白无误地告诉我们，以上结果是错误的，正确的结果为c+v（见“也说光速常数”系列贴子）。 上面的例子清楚地表明，两个物体之间的相对运动状态不是反映它们运动关系的全部信息，因而单纯以相对运动速度为基础对物理量进行预测的理论是有缺陷的；而为了对光速做出正确预测，除了考虑观察者与光源之间的相对运动速度，还必须考虑它们所源自的那个共同的背景惯性系，以及它们关于这个背景参照系的运动状态或方程。在前述的例子中，这个背景惯性系就是ECI。 事实上，不仅ECI内存在着相对运动状态不完全反映两个物体运动关系的情况，而且SCI也同样存在这种情况。比如，行星间测距方程显示，如果两个行星，或者地球与月球，一前一后以同一速度v在SCI内运动，那么光信号在它们之间传播的速度将是c+v或c-v，而不是通常认为的c。有趣的是地球与月球之间的测距数据就是以上情形的一个近似例证。比如，我们知道地、月系统围绕着太阳以v=29.78公里每秒的速度在一起做公转轨道运动，而同时月球又在绕着地球（更准确地说，是地、月系统的质心）做轨道运动，由于月球绕地球的轨道平面与地球绕太阳的轨道平面所成夹角很小（大约5.1度），这样每月有一刻月球正好绕到地球做轨道运动时的后方且大致穿越地球的公转轨道。由于此刻月球的运动在地球公转运动方向上的速度投影大致为零，所以我们可以近似认为这时地球与月球一起以v=29.78公里每秒的相同速度相对于SCI一前一后做（拟）匀速直线运动，从而二者的相对速度在它们之间的连线上的投影为零。基于相关的实验数据与SCI测距方程，我们知道此时从地球发出的光信号将以c+v的速度传向月球。这个结果同经典粒子论或其它理论所给的c或其近似或修正有着根本的差别。 值得注意的是，以上结果透露了一项非常重要的信息，那就是相对性原理为何在一些重要的场合“表面上”不能成立。根据相对性原理，如果对于一同固定于ECI的观察者与光源来说，观察者所测得的光速为常数c，那么对源自于ECI且相对于ECI一前一后做匀速直线运动的观察者与光源来说，观察者“应该”同样测得光速常数c。类似的结果也“应该”在SCI中成立。以上两个“结果”也是经典粒子论以及其它有关光的理论的预测。但是我们已经看到，它们与ECI内的测距方程或者SCI内的测距方程的预测直接相矛盾。于是一个有趣的问题便是，是相对性原理在上述两种场合都不成立呢，还是测距方程出了问题，或者说，测距方程是否与相对性原理有矛盾？ 无忧仙人在对以上情况做了深入思考与研究之后得出的结论是，相对性原理与测距方程不存在任何矛盾；我们之所以得出“矛盾”的结论，那是因为我们忽略了两者实验条件的差别，这样我们便再次回到了相对性原理的核心内容：实验规律的可重复性首先意味着实验条件的可重复性，然后是重复的实验条件下实验结果的重复。根据这一思路，我们有理由认为，尽管前述ECI与SCI中运动的观察者与运动的光源保持相对静止，但它们不是ECI或SCI内的固定观察者与固定光源的实验条件的简单重复，原因就在于当下所考虑的运动观察者与运动光源不满足我们前面所谈及的物理关联方式，即它们应该是放置于同一个运载工具之上，而不应该是分别、独立地运动的，换句话，根据无忧仙人的研究结果，观察者与光源的物理关联方式对所测得的光速是有影响的，现在就让我们对此做进一步的澄清。 为此让我们考虑ECI内一列在平直轨道上北向以速度v=300公里每秒的速度匀速行驶的旅客列车，火车的头部设置有固定光源，火车的尾部站立着观察者A。而在地面，与火车尾部的观察者A大致平齐，有一辆小汽车载着观察者B正与火车相平行以同一速度v一起向北行驶。假定某一刻火车头部的光源发光，我们的问题：一、火车尾部的观察者A所测的光速是多少？二、小汽车上的观察者B所测的光速是多少？三、如果观察者B在光源发光的那一刹那，由小汽车跳到火车上，同他坐在小汽车上相比，他在火车上所测的光速有无变化？ 无忧仙人的答案是：一、c，二、c+v，三、有变化。 为什么呢？这是因为，（一）是相对性原理的适用范围，因为火车拖动光源与观察者A如同ECI（或地球）拖动地面上静止的光源与静止的观察者，所以（一）是在火车上对ECI内实验的简单重复，但是（二）中的光源与观察者却并非如此，它们是分别、独立运动的，不能被视为地面上静止的光源与静止的观察者这个实验条件的简单重复。所以我们不能应用相对性原理而应该应用以ECI为背景媒介的GPS测距方程，因为我们知道这个方程恰恰就是在光源（卫星信号发射源）与观察者（GPS信号接收器）分别、独立运动的情况下获得的，所以基于GPS测距方程的运算将给出c+v的光速结果。于是自然也有（三）中答案。 我们强调一下，在以上的例子中，观察者B在跳到火车上的前后，是始终保持相对于光源的大致静止状态的，但是他却会测得完全不同的光速，相信对多数人来说，这是一个让人吃惊的结果。为此无忧仙人曾与多人争论：先是与Physics Essays杂志选派的两个评审人，后又与美国的王汝勇教授。相信还有不少人对此结果也有质疑，但是有一点非常清楚，那就是这个结果中不包含任何逻辑或相容性问题。一个结果反直觉不等于它就是错的，否则，八九十年前很难会有量子力学的诞生。所以，解决以上争执的最好办法就是进行实验验证。 当然，理解上述结果的另一方法便是拿它与经典力学的相对性原理进行比较，为此我们把前述例子中的光源改为声源，观察者A、B也相应改为闻听者A、B。我们有直接证据证明，A、B所测的声速是不同的（注：我们考虑的是封闭的旅客列车），前者测得的声速为声速常数u，而后者测得的声速为u+v。这个例子说明，要正确理解经典力学的相对性原理，就不能只看物体之间的相对运动而忽略它们之间的其它物理关联方式。这当然不能证明我们以上基于光学的相对性原理所做的预测一定是正确的，但是在找到相反的理论或实验证据之前，我们又有何种理由怀疑或否定它呢？ 以上便是无忧仙人所感受到的对相对性原理传统的认识误区之三。 无忧仙人说明：王汝勇教授几周前声言从未与无忧仙人探讨光子的“超知悉”问题，但不知为何王教授如此健忘，不正是由于无忧仙人在上述例子中坚持光子可能能够探测光源与观察者之间的物理关联方式的不同，王教授才特意设置火车车厢（或小汽车）之间的不同连结方式，来质疑无忧仙人的结果吗？稍后无忧仙人将专门回应一下王教授。 下一个贴子，说说相对性原理：（四）深入探讨相对性原理各种表述的相互等价性。 ~无忧仙人 |
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对【45楼】说： 说说相对性原理：（三）对相对性原理的传统认识有何误区（下） 既然观察者-光源完全对称性根本不存在，那么我们在光速的测量问题上就不能简单地以光源与观察者之间的相对运动作为预测光速的基础。于是一个有趣的问题便出现在我们的面前：如果不能单纯以相对运动作为预测光速的基础（（（你无意中扩大了原话的内涵，你上句说的是“不能简单地以光源与观察者之间的相对运动作为预测光速的基础”，并没有说任何情况下都不能单纯以相对运动作为预测光速的基础。除了光源和观察者外，至少理论上，还可以以与介质系、背景系的相对运动作为光速的基础。））），那么又该如何预测光速呢？为了讨论问题的方便，让我们把问题的背景设置在地球惯性系即ECI之内。 假定有源自于ECI的光源与观察者，它们都相对于ECI以同一速度v一前一后北向做匀速直线运动；进一步，为了讨论的方便，我们假定观察者与光源以及整个光程都处在真空状态，且光源在前而观察者在后。根据假设，观察者是与光源一直保持相对静止的，因而传统的理论倾向于认为在这种情况下观察者将测得通常的光速常数c，我们这里所说的传统理论不仅包括狭义相对论，而且包括经典的粒子理论（注：这里的"粒子"是指实物粒子，不是指光的量子性）以及其它理论（（（按介质系、背景系的观点不是C，而是C+V !）））。但是基于ECI绝对同时性的GPS测距方程明白无误地告诉我们，以上结果是错误的，正确的结果为c+v（见"也说光速常数"系列贴子）。 上面的例子清楚地表明，两个物体之间的相对运动状态不是反映它们运动关系的全部信息，因而单纯以相对运动速度为基础对物理量进行预测的理论是有缺陷的（（（若考虑到介质系、背景系，缺陷就不存在！）））；而为了对光速做出正确预测，除了考虑观察者与光源之间的相对运动速度，还必须考虑它们所源自的那个共同的背景惯性系（（（不是共同的背景系，可以与光源无关！））），以及它们关于这个背景参照系的运动状态或方程。在前述的例子中，这个背景惯性系就是ECI。 事实上，不仅ECI内存在着相对运动状态不完全反映两个物体运动关系的情况，而且SCI也同样存在这种情况。比如，行星间测距方程显示，如果两个行星，或者地球与月球，一前一后以同一速度v在SCI内运动，那么光信号在它们之间传播的速度将是c+v或c-v，而不是通常认为的c。有趣的是地球与月球之间的测距数据就是以上情形的一个近似例证。比如，我们知道地、月系统围绕着太阳以v=29.78公里每秒的速度在一起做公转轨道运动，而同时月球又在绕着地球（更准确地说，是地、月系统的质心）做轨道运动，由于月球绕地球的轨道平面与地球绕太阳的轨道平面所成夹角很小（大约5.1度），这样每月有一刻月球正好绕到地球做轨道运动时的后方且大致穿越地球的公转轨道。由于此刻月球的运动在地球公转运动方向上的速度投影大致为零，所以我们可以近似认为这时地球与月球一起以v=29.78公里每秒的相同速度相对于SCI一前一后做（拟）匀速直线运动，从而二者的相对速度在它们之间的连线上的投影为零。基于相关的实验数据与SCI测距方程，我们知道此时从地球发出的光信号将以c+v的速度传向月球。这个结果同经典粒子论或其它理论所给的c或其近似或修正有着根本的差别。 （（（以上若考虑介质系、背景系就没有问题！））） 值得注意的是，以上结果透露了一项非常重要的信息，那就是相对性原理为何在一些重要的场合"表面上"不能成立。根据相对性原理，如果对于一同固定于ECI的观察者与光源来说，观察者所测得的光速为常数c，那么对源自于ECI且相对于ECI一前一后做匀速直线运动的观察者与光源来说，观察者"应该"同样测得光速常数c（（（这不是必然的唯一结论，考虑介质系还有其它结论！）））。类似的结果也"应该"在SCI中成立。以上两个"结果"也是经典粒子论以及其它有关光的理论的预测。但是我们已经看到，它们与ECI内的测距方程或者SCI内的测距方程的预测直接相矛盾。于是一个有趣的问题便是，是相对性原理在上述两种场合都不成立呢，还是测距方程出了问题，或者说，测距方程是否与相对性原理有矛盾？ 无忧仙人在对以上情况做了深入思考与研究之后得出的结论是，相对性原理与测距方程不存在任何矛盾；我们之所以得出"矛盾"的结论，那是因为我们忽略了两者实验条件的差别，这样我们便再次回到了相对性原理的核心内容：实验规律的可重复性首先意味着实验条件的可重复性，然后是重复的实验条件下实验结果的重复。根据这一思路，我们有理由认为，尽管前述ECI与SCI中运动的观察者与运动的光源保持相对静止，但它们不是ECI或SCI内的固定观察者与固定光源的实验条件的简单重复，原因就在于当下所考虑的运动观察者与运动光源不满足我们前面所谈及的物理关联方式，即它们应该是放置于同一个运载工具之上，而不应该是分别、独立地运动的，换句话，根据无忧仙人的研究结果，观察者与光源的物理关联方式对所测得的光速是有影响的，现在就让我们对此做进一步的澄清。 为此让我们考虑ECI内一列在平直轨道上北向以速度v=300公里每秒的速度匀速行驶的旅客列车，火车的头部设置有固定光源，火车的尾部站立着观察者A。而在地面，与火车尾部的观察者A大致平齐，有一辆小汽车载着观察者B正与火车相平行以同一速度v一起向北行驶。假定某一刻火车头部的光源发光，我们的问题：一、火车尾部的观察者A所测的光速是多少？二、小汽车上的观察者B所测的光速是多少？三、如果观察者B在光源发光的那一刹那，由小汽车跳到火车上，同他坐在小汽车上相比，他在火车上所测的光速有无变化？ 无忧仙人的答案是：一、c（（（考虑介质系，或许不是这种答案！））），二、c+v，三、有变化。 为什么呢？这是因为，（一）是相对性原理的适用范围，因为火车拖动光源与观察者A如同ECI（或地球）拖动地面上静止的光源与静止的观察者（（（两种可能不具有可比性！））），所以（一）是在火车上对ECI内实验的简单重复，但是（二）中的光源与观察者却并非如此，它们是分别、独立运动的，不能被视为地面上静止的光源与静止的观察者这个实验条件的简单重复。所以我们不能应用相对性原理而应该应用以ECI为背景媒介的GPS测距方程，因为我们知道这个方程恰恰就是在光源（卫星信号发射源）与观察者（GPS信号接收器）分别、独立运动的情况下获得的，所以基于GPS测距方程的运算将给出c+v的光速结果。于是自然也有（三）中答案。 我们强调一下，在以上的例子中，观察者B在跳到火车上的前后，是始终保持相对于光源的大致静止状态的，但是他却会测得完全不同的光速，相信对多数人来说，这是一个让人吃惊的结果。为此无忧仙人曾与多人争论：先是与Physics Essays杂志选派的两个评审人，后又与美国的王汝勇教授。相信还有不少人对此结果也有质疑，但是有一点非常清楚，那就是这个结果中不包含任何逻辑或相容性问题。一个结果反直觉不等于它就是错的，否则，八九十年前很难会有量子力学的诞生。所以，解决以上争执的最好办法就是进行实验验证。 （（（诚如你所说的，或许你的说法确实“不包含任何逻辑或相容性问题”，但也未比正确，需要实验验证。））） 当然，理解上述结果的另一方法便是拿它与经典力学的相对性原理进行比较，为此我们把前述例子中的光源改为声源，观察者A、B也相应改为闻听者A、B。我们有直接证据证明，A、B所测的声速是不同的（注：我们考虑的是封闭的旅客列车），前者测得的声速为声速常数u，而后者测得的声速为u+v。这个例子说明，要正确理解经典力学的相对性原理，就不能只看物体之间的相对运动而忽略它们之间的其它物理关联方式。这当然不能证明我们以上基于光学的相对性原理所做的预测一定是正确的，但是在找到相反的理论或实验证据之前，我们又有何种理由怀疑或否定它呢？ 以上便是无忧仙人所感受到的对相对性原理传统的认识误区之三。 无忧仙人说明：王汝勇教授几周前声言从未与无忧仙人探讨光子的"超知悉"问题，但不知为何王教授如此健忘，不正是由于无忧仙人在上述例子中坚持光子可能能够探测光源与观察者之间的物理关联方式的不同，王教授才特意设置火车车厢（或小汽车）之间的不同连结方式，来质疑无忧仙人的结果吗？稍后无忧仙人将专门回应一下王教授。 下一个贴子，说说相对性原理：（四）深入探讨相对性原理各种表述的相互等价性。 ~无忧仙人 |
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说说相对性原理：（四）深入探讨相对性原理各种表述的相互等价性
在这一节里我们给出相对性原理的各种表述相互等价的严格证明。但是如前所述，为了正确理解相对性原理，也为了确保相对性原理内涵中的实验条件的可重复性，我们必须重新定义惯性参照系的概念。我们前面已经注意到，这个说明不仅对光学与电磁学的相对性原理是必要的，而且对经典力学（中的声学）的相对性原理也是如此。 （定义）一个惯性参照系是一个能够同时携带光源与观察者做匀速直线运动的运载或交通工具（这样定义的目的是为了在这个惯性系内复制别处的物理实验条件）。 我们所说的运载或交通工具当然不限于人造的系统，它们还可以包括像地球惯性系（ECI）或太阳惯性系（SCI）等自然系统，因为它们显然能够胜任运载或交通工具的角色。 下面我们正式引入并证明相对性原理。 （相对性原理的等价表述）以下所有命题在物理或逻辑上是等价的，它们中的每一个都可以用来刻划相对性原理： （a）在所有惯性参照系中物理规律都是一样的，也就是说，当我们考察问题的视角从一个惯性系切换到另一个惯性系，只要我们保持其它物理实验条件不变，那么我们将可以预期到相同的实验结果（注1）。 （b）匀速直线运动将不会产生任何可以探测的物理效应，前提是所用的物理实验必须完全限制于该运动的惯性系之内（注2）。 （c）运动纯粹是相对的，也就是说，针对每一个惯性系我们都可以构造这样一个物理场合，在这个场合中两个相互矛盾的物理观测量对应于同一种相对运动状态（注3）。 （d）不存在这样绝对优先的惯性参照系，相对于这个参照系所有匀速直线运动都可以通过物理观测量以完全相容的方式来定义。 证明：让我们以（a）→（b）表示命题（a）逻辑上蕴涵着（b），这样，一旦我们证明了（a）→（b）→（c）→（d）→（a），那么所有命题的等价性自然就建立起来了。 （a）→（b）（反证法）。如果一个完全限制于某个运动的惯性系内的实验产生了可以探测的物理效应，那么显然这个物理效应将会影响某个物理规律并改变它，而这是同（a）直接矛盾的。 （b）→（c）（直接证明）。假定R是一个惯性参照系，由于R同时是一个运载或交通工具，我们可以在R内考虑一列相对于R以速度v做匀速直线运动的密闭但透明的火车。进一步假定有一个光源固定于火车头部，而火车尾部及其附近有两个观察者以与火车相同的速度v随火车运动，其中观察者A坐在火车之内，而观察者B奔跑在与A临近的地面（即R的表面）。由于根据命题（b），当探测手段限制于一个惯性系内部时匀速运动不会产生可以探测的物理效应，所以当一个实验在火车上操作时会产生与在地面上以静止的光源与静止的观察者为条件操作时一样的结果，所以观察者A将测得光速c。但是另一方面，由于光源与观察者B相对于R在分别、独立地运动着，而光速作为以R为背景的真空媒介的特性独立于光源运动但依赖于观察者运动，所以观察者B将测得光速c+v。我们注意到，观察者A、B相对于光源都是静止的，但是他们却获得了对应于这同一静止相对运动状态的两个相互矛盾的光速测量数值c与c+v（注4）。 （c）→（d）（反证法）。如果命题（d）不正确，那么就存在这样一个惯性参照系，相对于这个参照系所有匀速直线运动都可以用物理观测量以完全相容的方式来定义，于是在这个惯性系内对任意一种相对运动状态来说不存在彼此相互矛盾的物理观测量，也就是说，在这种情况下命题（c）是错误的。 （d）→（a）（反证法）。如果物理规律并非在所有的惯性参照系都是一样的，那么我们可以推断出相对运动至少对一个物理规律或物理常数会产生影响。于是根据我们目前对大自然的理解，运动对物理规律的改变一定有一个可以量化的效应。这显然意味着我们可以在某个实验条件下按照前述运动引起的、可以量化的效应把所有的惯性参照系排序，而且由于这种效应的大小以零为下界，那么根据佐恩引理（Zorn’s Lemma；见注5），有一个最小效应在某个惯性系严格取得。我们断言这个最小效应一定为零而且相应的惯性系一定为命题（d）中所说的绝对优先参照系。为了说明上述命题的第一部分是正确的，我们只须注意到，如果这个运动引起的最小效应不是零，那么根据定义，前述最小效应对应的惯性系一定是相对于另一个惯性系运动的，从而在这个新的惯性系内该效应会取得更小的数值，但是这是一个自我矛盾。前述命题的第二部分的正确性可以由以下事实推出，即所有相对运动都可以按它们相对于上述零效应惯性系所产生的物理效应的大小来定义，而这个零效应惯性系自然也就成了（d）中所说的优先参照系。 注1：这样表述的相对性原理必然排除不正确的观察者-光源完全对称性，这是因为就实验条件而言，观察者与光源的地位显然是不可互换的，因而我们可以预期它们对所测的光速会产生不同影响，而GPS以及星际间测距数据直接证明了我们的这种预期。 注2：对于封闭的惯性系来说，“物理实验完全限制于该运动的惯性系内”不难理解，那么对于像ECI这样的非封闭惯性系，以上限制该作何理解呢？事实上我们只须要求光信号在源自于ECI的观察者与光源（它们可以被固定于ECI，也可以相对ECI有运动或绕行）之间发送与接收。 注3：这个表述清楚地告诉我们，为什么以相对运动为基础进行物理预测的狭义相对论是错误的。 注4：这个证明中的光与光速相对于光源运动的独立性可以被声与其它波动现象以及它们传播的速度与波源的速度无关的事实所替代，这就是以上结果具有普遍性的原因。 注5：佐恩引理是说，如果一个半序集中的每一个全序子集都有上（下）界，那么这个半序集至少包含一个最大（小）元。请注意我们这里考虑的一定是一个全序集，因为我们使用了量化效应。 下一个贴子，说说相对性原理：（五）相对性原理与光速常数假设。 ~无忧仙人 |
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[15楼]：周老先生，这么多天了，嘴巴还痛不痛？ 真不好意思，让您自己掌嘴，都已经忘记早该向您问侯一下啦，寄望于他人在给自己掌嘴时能尽可能轻点。 ※※※※※※ 牛 东 |
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对【47楼】说： （d）-》（a）的推导可能不完善，因为如果这个最小效应不是零，虽然可以推出它对应的惯性系一定相对于另一个惯性系在运动，但是可以由此推出另一个惯性系中的效应一定更小吗？这里似乎需要附加假设，要么就是需要先证明某个或某些附加命题。无忧仙人有时间再对此作深入思考，当然也欢迎网友提出自己的看法或想法。 ~无忧仙人 |
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说说相对性原理：：（五）相对性原理与光速常数假设
在分别澄清了光速常数假设与相对性原理之后，我们便可以深入探讨二者之间的关系了；而在所有可能的关系之中，我们有理由相信，二者能否共存是它们之间最重要的关系。但是遗憾的是，我们到目前为止的分析甚至显示它们不能单独成立，又如何谈共存的事？所以，如果光速常数假设按照光速既独立于光源又独立于观察者来理解，相对性原理按照包含了观察者-光源完全对称性来理解，那么二者无一能单独成立，因而自然也就没有共存的问题。 但是另一方面我们也看到，在一个具体的能够胜任运载或交通工具角色的惯性系如ECI内，光速虽然不能独立于观察者运动，但却是能够独立于光源运动的，为了方便起见，我们把这个事实称作狭义光速常数原理，或者更准确地，称作光速相对于光源运动的独立性。而另一方面，如果我们排除了观察者-光源完全对称性，并将惯性参照系重新定义为可以同时携带观察者与光源的运载或交通工具，同时将相对性原理理解为在不同惯性系内同一实验的重复将会预期相同的实验结果，那么我们前面已经知道在这个理解下的相对性原理其实理论上是可以成立的。这样，重新解释后的相对性原理便与狭义光速常数原理有了共存与否的问题了。我们的回答是，是的，它们能够共存，但不是通过狭义相对论的长度收缩与时间膨胀效应，而是通过量子力学的非局部原理。事实上，我们前面已经说明，长度收缩与时间膨胀等相对论效应是导致自相矛盾的，因而它们不仅不能调和重新解释后的相对性原理与狭义光速常数原理之间的表面“矛盾”，而且它们自身的存在都是不可能的。 那么重新界定后的相对性原理与狭义光速常数原理是如何共存的呢？我们的回答是，通过光信号的分别传播机制，即光信号在传向不同的惯性参照系时是分别、独立地传播的，只是这个分别、独立传播机制在现代量子力学中有一个时髦的名字，它叫现实世界的非局部特征；不仅如此，我们前面的分析还表明，光信号传播的非局部特征还是与经典力学的惯性思想是一脉相承的且结论一致的。 下面就让我们以具体的例子来说明新的相对性原理如何与光速相对于光源运动的独立性也就是狭义光速常数原理共存。其实我们之前已经考察了这样的例子（见“说说相对性原理：（四）深入探讨相对性原理各种表述的相互等价性”），现在我们只需把它再重新温习一下。 “假定R是一个惯性参照系，由于R同时是一个运载或交通工具，我们可以在R内考虑一列相对于R以速度v做匀速直线运动的密闭但透明的火车。进一步假定有一个光源固定于火车头部，而火车尾部及其附近有两个观察者以与火车相同的速度v随火车运动，其中观察者A坐在火车之内，而观察者B奔跑在与A临近的地面（即R的表面）。由于根据命题（b），当探测手段限制于一个惯性系内部时匀速运动不会产生可以探测的物理效应，所以当一个实验在火车上操作时会产生与在地面上以静止的光源与静止的观察者为条件操作时完全一样的结果，所以观察者A将测得光速c。但是另一方面，由于光源与观察者B相对于R在分别、独立地运动着，而光速作为以R为背景的真空媒介的特性独立于光源运动但依赖于观察者运动，所以观察者B将测得光速c+v。” 我们注意到，在上述例子中我们同时应用了光速相对于光源运动的独立性与重新解释后的相对性原理，但是我们特别强调了二者不同的实验条件：光源与观察者A由火车关联为一体，而光源与观察者B却分别、独立地相对于R做匀速直线运动。既然实验条件不同，得出不同的实验结果也就是再自然不过的事情了。但是如前所说，这只是一个理论推导或预测，同时我们还知道，新的以太理论或光介子理论将预测与此不同的结果。事实上，如果以太或光介子只能由重力场而非火车等普通交通工具拖曳，那么在上述例子中这些理论预测观察者A、B将测得同一个光速数值c+v。但是如前所说，我们最好还是把这个争论留给实际实验数据来解决。 至此，我们清楚地看到，如果光速常数（指光的真空媒介速度或光速相对于光源运动的独立性）确实是在相互之间做匀速直线运动的两个惯性参照系内同时成立的，那么我们首先得要求两个惯性系都是同时携带光源与观察者的运载或交通工具，同时我们还得要求其中一个惯性系内的光学实验是另外一个惯性系内实验的简单重复，换句话，为了确保光速常数在两个惯性系同时正确，我们在这两个参照系内不仅要使用不同的观察者，而且要使用不同的光源与光信号，而两个实验彼此相同的是除了匀速直线运动速度之外的实验条件，比如观察者与光源都固定于它们所在的参照系，或者相对于它们各自的参照系做相同的匀速直线运动，等等。但是我们知道，在狭义相对论有关结果的推导中是一直使用相同的光源与相同的光信号的，这实际上是默认了光子是像宏观物体一样的实物粒子，从而不同观察者可以分析同一个被观察对象，而我们有理由认为，这恰恰是狭义相对论出问题的根源。 但是有趣的是，来自于同一光源的光子并非在任何情况下都不可能相对于不同惯性系内的观察者保持同一个光速常数c，事实上，如果我们假定前述例子中的观察者B不是随火车奔跑，而是站立于地面，那么我们很容得出，此时观察者B将测得光速数值c，这同火车上的观察者A所测的光速完全一样，尽管二者相对于光源的速度完全不同。但是正如我们前面看到的，尽管观察者A、B所测的光速相同，但其实是通过不同的机制实现的，前者是相对性原理的内容，而后者是光速独立于光源运动的内容，但是最重要的，A、B其实测的是来自于同一光源的不同光子，这就是我们前面所说的光子分别、独立的传播机制，而狭义相对论却完全忽略了这一点。 下一个贴子，说说相对性原理：（六）相对性原理与相对论时空效应。 ~无忧仙人 |
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说说相对性原理：（六）相对性原理与相对论时空效应
如前所述，相对性原理的成立意味着在同一惯性系内匀速直线运动的不可探测性，但是前提是所用的探测手段要完全限制于该惯性系之内。但是这个条件对单纯的运动光源或单纯的运动观察者来说显然是无法实现的，这就是我们为何将惯性系定义为能够同时携带光源与观察者的运载或交通工具的原因。前面我们还谈到，对于像飞船或旅客列车这样的封闭系统来说，探测手段完全限制于它们的内部容易理解，那么对于像ECI或SCI这样的开放系统来说，这个理解就不够了，所以这里我们以ECI为例进行说明。事实上，为了满足前述探测手段完全限制于ECI的条件，我们只须要求光源与观察者都源自于ECI，它们可以固定于其上，也可以在其表面做匀速直线运动，也可以围绕着ECI飞行，而目前所有的实验证据都表明，此时观察者所测的光速是不受地球公转运动影响的。但是还没有证据显示，当光源与观察者均源自于月球或其它行星而来绕行地球时结果也是这样。不过我们倒是有确凿证据显示，当光源与观察者其中一个固定于地球而另一个固定于月球或其它行星上时，这些星球的公转轨道对所测的光速能够产生可以预期的影响。所以，我们的结论是，当探测手段完全限制于某个惯性参照系内时，该惯性系的匀速直线运动是不可探测的；但是当探测手段在该惯性系与别的惯性系之间时，往往能够探测出二者之间的相对运动，有趣的是，这好像是大自然保持自己秩序的独特方式。 这样，如果我们是相信相对性原理的正确性的，那么我们自然就得相信在任一个惯性系内匀速直线运动的不可探测性；但是另一方面，我们又常常听说运动的时钟会放缓、运动的直尺会收缩的说法，这也就是通常所说的相对论时空效应。那么一个自然的问题便是，它们二者有矛盾吗？ 为了回答这个问题，我们就必须搞清相对论时空效应产生的具体物理背景：如果时空效应是在一个参照系内发生或被探测的的，那么它便与相对性原理直接矛盾；但是，如果这种效应发生于不同的参照系之间，那么二者之间就没有任何矛盾。下面我们就来分析几个例子。 首先是拉莫-洛伦兹-菲茨格尔德（J. Lamor, H. Lorentz, G. Fitzgerald）长度收缩。由于这种收缩是为了解释为何地球相对于假设中的以太运动时没有可以探测的光学效应，因而它的发生与探测也必然是在地球内部的，所以，如果这种长度效应真的存在，那么它一定是与相对性原理直接矛盾的。但是具有讽刺意味的是，提出这种长度效应的目的却是为了解释另一个并不存在的效应，即地球相对于假设中的以太的运动对地球上的光速所造成的影响，换句话，为了解释一个不可探测性，竟然引进了理论上可以探测的双重效果。同样滑稽的是，狭义相对论在否定了其中的一种效应即地球相对于以太的运动之后，却堂而皇之地保留另外一个效应即长度收缩。 那么长度收缩可以离开绝对静止的以太的存在而单独成立吗？我们相信，丝毫没有这种可能。 首先，由于这个长度效应是在同一个惯性系内发生的或者是同一个惯性系在运动前后的自我比较，因此它与相对性原理的运动不可探测的结论直接相矛盾。 其次，这个效应与现代科学众多分支对空间所做的均匀性与各项同性假设直接矛盾，原因就在于这个效应作为运动的后果只是在该惯性系运动的方向上发生的，而在与运动垂直的方向上则无任何效应，这就直接破坏了空间的各项同性。 最后，这个效应不仅没有得到实验验证，而且为某些实验所直接证伪。参见C. W. Sherwin的有关实验与D. J. Larson的文章（http://www.volta.alessandria.it/episteme/ep6/ep6-lars1.htm）。 也许是意识到相对论效应作为真实的物理变化直接与相对性原理相矛盾，同时也包含自相矛盾，西方有关狭义相对论的教科书近来已经开始强调相对论时空效应不是一个惯性系内真实的物理变化，而是在不同惯性系的观察者之间由相对运动引起的表观效应（apparent effect）。但是即使如此，相对论效应的说法仍是极具误导性的，下面以GPS时钟效应为例进行说明。 读者可能已经注意到，有些关于GSP的文章谈到围绕地球飞行的GPS卫星所携带的时钟会因为它相对于地面的运动速度而变慢，而另一方面，该时钟又会因为自身所处的高于地面的重力势而加快，于是这些文章断言，GPS证实了狭义与广义相对论。但是，在稍作思考和研究之后我们就会发现，以上说法不仅是错误的，而且是误导人的，这是因为： 首先，GPS时钟因速度而变慢的效应不是由于匀速相对运动而是由于圆周或椭圆加速运动，这两种情况是有区别的，并非没有区别。其区别在于，根据狭义相对论，做匀速直线相对运动的两个参照系因为没有优先次第而无法明确确定究竟哪个参照系内的时钟变慢，但是如果它们之间在做像GPS时钟围绕地球飞行那样的运动，则我们可以轻易确定，是做圆周或椭圆运动的参照系内的时钟相对于处于圆心的参照系的时钟变慢。 其次，以上所说的因运动速度而引起的时钟效应是一个二阶效应即正比于vv/cc，所以它又叫二阶多普勒效应或横向多普勒效应。这个名字提醒我们，二阶多普勒效应实际上有着与经典（或一阶）多普勒效应完全类似的性质；既然一阶多普勒效应所反映的只是因相对运动所引起的光信号频率的简单变化，它没有也不该理解为时钟的变慢效应，那为何二阶效应就成了时钟变慢的标志了呢？ 再次，如果我们当前的理论或解释是正确的，那么GPS时钟由于重力势的增加而产生的加快效应也是一种表观效应而非真实的物理变化，这是因为来自于卫星上时钟的光子在飞向地球的过程中之所以频率增加乃是由于光子在下降的过程中受重力的作用获得了额外能量，故表现为其频率的增加。换句话，这种频率变化可以由经典力学而非广义相对论很好地解释（我们将在别处详细说明，广义相对论是对经典力学的扭曲而非推广）。 最后，GPS时钟没有也不可能改变牛顿力学的绝对同时性，因而任何效应也只能是计时标准的变化而无法也不可能视作时间变化的本身。这个结果同相对论空间效应即长度收缩的不存在是完全一致的。 简言之，所谓相对论时空效应是科学史上最大的谎言与误导，因为它是牛顿力学的应用范畴，而非相对论的应用范畴；它不仅与相对性原理相矛盾，而且包含着自相矛盾。 下一个贴子，说说相对性原理：（七）相对性原理与超光速的可能性、现实性。 ~无忧仙人 |
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说说相对性原理：（六）相对性原理与相对论时空效应
如前所述，相对性原理的成立意味着在同一惯性系内匀速直线运动的不可探测性，但是前提是所用的探测手段要完全限制于该惯性系之内。但是这个条件对单纯的运动光源或单纯的运动观察者来说显然是无法实现的，这就是我们为何将惯性系定义为能够同时携带光源与观察者的运载或交通工具的原因。前面我们还谈到，对于像飞船或旅客列车这样的封闭系统来说，探测手段完全限制于它们的内部容易理解，那么对于像ECI或SCI这样的开放系统来说，这个理解就不够了，所以这里我们以ECI为例进行说明。事实上，为了满足前述探测手段完全限制于ECI的条件，我们只须要求光源与观察者都源自于ECI，它们可以固定于其上，也可以在其表面做匀速直线运动，也可以围绕着ECI飞行，而目前所有的实验证据都表明，此时观察者所测的光速是不受地球公转运动影响的。但是还没有证据显示，当光源与观察者均源自于月球或其它行星而来绕行地球时结果也是这样。不过我们倒是有确凿证据显示，当光源与观察者其中一个固定于地球而另一个固定于月球或其它行星上时，这些星球的公转轨道对所测的光速能够产生可以预期的影响。所以，我们的结论是，当探测手段完全限制于某个惯性参照系内时，该惯性系的匀速直线运动是不可探测的；但是当探测手段在该惯性系与别的惯性系之间时，往往能够探测出二者之间的相对运动，有趣的是，这好像是大自然保持自己秩序的独特方式。 这样，如果我们是相信相对性原理的正确性的，那么我们自然就得相信在任一个惯性系内匀速直线运动的不可探测性；但是另一方面，我们又常常听说运动的时钟会放缓、运动的直尺会收缩的说法，这也就是通常所说的相对论时空效应。那么一个自然的问题便是，它们二者有矛盾吗？ 为了回答这个问题，我们就必须搞清相对论时空效应产生的具体物理背景：如果时空效应是在一个参照系内发生或被探测的的，那么它便与相对性原理直接矛盾；但是，如果这种效应发生于不同的参照系之间，那么二者之间就没有任何矛盾。下面我们就来分析几个例子。 首先是拉莫-洛伦兹-菲茨格尔德（J. Lamor, H. Lorentz, G. Fitzgerald）长度收缩。由于这种收缩是为了解释为何地球相对于假设中的以太运动时没有可以探测的光学效应，因而它的发生与探测也必然是在地球内部的，所以，如果这种长度效应真的存在，那么它一定是与相对性原理直接矛盾的。但是具有讽刺意味的是，提出这种长度效应的目的却是为了解释另一个并不存在的效应，即地球相对于假设中的以太的运动对地球上的光速所造成的影响，换句话，为了解释一个不可探测性，竟然引进了理论上可以探测的双重效果。同样滑稽的是，狭义相对论在否定了其中的一种效应即地球相对于以太的运动之后，却堂而皇之地保留另外一个效应即长度收缩。 那么长度收缩可以离开绝对静止的以太的存在而单独成立吗？我们相信，丝毫没有这种可能。 首先，由于这个长度效应是在同一个惯性系内发生的或者是同一个惯性系在运动前后的自我比较，因此它与相对性原理的运动不可探测的结论直接相矛盾。 其次，这个效应与现代科学众多分支对空间所做的均匀性与各项同性假设直接矛盾，原因就在于这个效应作为运动的后果只是在该惯性系运动的方向上发生的，而在与运动垂直的方向上则无任何效应，这就直接破坏了空间的各项同性。 最后，这个效应不仅没有得到实验验证，而且为某些实验所直接证伪。参见C. W. Sherwin的有关实验与D. J. Larson的文章（http://www.volta.alessandria.it/episteme/ep6/ep6-lars1.htm）。 也许是意识到相对论效应作为真实的物理变化直接与相对性原理相矛盾，同时也包含自相矛盾，西方有关狭义相对论的教科书近来已经开始强调相对论时空效应不是一个惯性系内真实的物理变化，而是在不同惯性系的观察者之间由相对运动引起的表观效应（apparent effect）。但是即使如此，相对论效应的说法仍是极具误导性的，下面以GPS时钟效应为例进行说明。 读者可能已经注意到，有些关于GSP的文章谈到围绕地球飞行的GPS卫星所携带的时钟会因为它相对于地面的运动速度而变慢，而另一方面，该时钟又会因为自身所处的高于地面的重力势而加快，于是这些文章断言，GPS证实了狭义与广义相对论。但是，在稍作思考和研究之后我们就会发现，以上说法不仅是错误的，而且是误导人的，这是因为： 首先，GPS时钟因速度而变慢的效应不是由于匀速相对运动而是由于圆周或椭圆加速运动，这两种情况是有区别的，并非没有区别。其区别在于，根据狭义相对论，做匀速直线相对运动的两个参照系因为没有优先次第而无法明确确定究竟哪个参照系内的时钟变慢，但是如果它们之间在做像GPS时钟围绕地球飞行那样的运动，则我们可以轻易确定，是做圆周或椭圆运动的参照系内的时钟相对于处于圆心的参照系的时钟变慢。 其次，以上所说的因运动速度而引起的时钟效应是一个二阶效应即正比于vv/cc，所以它又叫二阶多普勒效应或横向多普勒效应。这个名字提醒我们，二阶多普勒效应实际上有着与经典（或一阶）多普勒效应完全类似的性质；既然一阶多普勒效应所反映的只是因相对运动所引起的光信号频率的简单变化，它没有也不该理解为时钟的变慢效应，那为何二阶效应就成了时钟变慢的标志了呢？ 再次，如果我们当前的理论或解释是正确的，那么GPS时钟由于重力势的增加而产生的加快效应也是一种表观效应而非真实的物理变化，这是因为来自于卫星上时钟的光子在飞向地球的过程中之所以频率增加乃是由于光子在下降的过程中受重力的作用获得了额外能量，故表现为其频率的增加。换句话，这种频率变化可以由经典力学而非广义相对论很好地解释（我们将在别处详细说明，广义相对论是对经典力学的扭曲而非推广）。 最后，GPS时钟没有也不可能改变牛顿力学的绝对同时性，因而任何效应也只能是计时标准的变化而无法也不可能视作时间变化的本身。这个结果同相对论空间效应即长度收缩的不存在是完全一致的。 简言之，所谓相对论时空效应是科学史上最大的谎言与误导，因为它是牛顿力学的应用范畴，而非相对论的应用范畴；它不仅与相对性原理相矛盾，而且包含着自相矛盾。 下一个贴子，说说相对性原理：（七）相对性原理与超光速的可能性、现实性。 ~无忧仙人 |
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相对性原理的成立意味着在同一惯性系内匀速直线运动的不可探测性，但是前提是所用的探测手段要完全限制于该惯性系之内。
==================================================================================================== 我已经不止一次，包括在无忧仙人的贴子里指出：匀速直线运动是可探测的。 1.光只对静系保持c，对动系的两个相反方向是c+v、c-v。 2.在高速运动的惯性系里，向周围投掷物体远近会不一样。 3.在极高速系统里，人的活动将十分吃力，以致发生冬眠。 可是无忧仙人从来不加以驳斥，却反复重复着相对论对相对性原理的错误诠释。 试问。这样的“讨论”有意义吗？ 无忧仙人还曾经说我的观点错了，但是至今没有看到他说出来我错的地方。 相对论者一贯采用的手法就是无视他人的批判，自说自话地重复自己错误的老生常谈。我看无忧仙人恨得相对论的真传。 |
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对【54楼】说： 回周宪先生： 那周先生明白了无忧仙人所说的后半句“但是前提是所用的探测手段要完全限制于该惯性系之内”的意思了吗？ ~无忧仙人 |
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说说相对性原理：（七）相对性原理与超光速的可能性、现实性。
狭义相对论的光速常数假设的一个直接推论便是宇宙中任何物体的运动速度都不可能超过光速，这个结论由该理论所导出的的两个相互之间做匀速直线运动的惯性系之间的长度或时间变换关系看得非常清楚。以长度为例，如果在一维情况下移动惯性系A’相对于静止惯性系A的运动速度为v，那么根据狭义相对论，A中的单位长度l=1在A’看来其长度成为了l’=(1-v^2/c^2）^(-1/2)。由于负数不能被开方，而零又不能做分母，所以以上表达式有意义的条件便是|v|<c。这便是任何物体的运动速度都不能超过光速的结论的由来。 但是我们前面已经看到，以上结果建立在错误的前提之上，这个错误的前提就是狭义相对论的光速常数假设。事实上，我们前面的分析清楚地表明，如果光速是真空媒介的特征，那么在任何一个作为运载工具而同时承载光源与观察者的封闭惯性系中，当光源固定于该惯性系之内而观察者相对于该惯性系做速度为v且趋向于光源的匀速直线运动时，此时观察者将测得大小为c+v的光速。我们知道这一结果不仅为GPS测距数据所证实，而且为行星间测距数据所证实，这样，超光速不仅理论上是可能的，而且事实上早已成为了现实。 这样，运动的观察者所测得的c+v或c-v的光速便直接证实了伽利略的速度叠加公式，同时也否定了洛伦兹变换以及相对论的速度叠加公式。事实上，我们可以证明，狭义相对论的光速常数假设、（一维）洛伦兹变换x’=(x-vt)/(1-v^2/c^2)^(1/2), t’=(t-vx/c^2)/(1-v^2/c^2)^(1/2)、相对论时空效应Δt’=Δt/(1-v^2/c^2）^(1/2),Δ l’=Δl/(1-v^2/c^2）^(1/2)、相对论的速度叠加原理w=(u+v)/(1+uv/c^2)以及相对论的质能关系E=mc^2都是完全等价的命题，因而否定了一个，也就意味着否定了全部，这样也就没有任何理论或实验根据去保留以上其中的一个命题而拒绝其余的命题，因为它们全部都是错误的。 但是我们可以进一步断言，以上的结论不单是光速常数假设不成立的直接后果，而且是重新解释后的相对性原理的核心要求，这是因为： 首先，两个刚体惯性参照系之间的相对运动的概念直接要求它们在相对运动的过程中不仅保持空间位置与时间读数明确的一一对应的关系，而且保持不变的空间间隔与时间间隔的完全对应（见“也说光速常数”系列贴子），即然如此，相对论时空效在刚体之间相对运动的概念中哪里有存在的机会与可能? 其次，既然以上所说的两个刚体惯性系都在做匀速直线运动，因而它们在运动方向上不受外力的作用或者所受外力的合力等于零，特别的，当我们集中考察现实中所普遍存在的前一种情形时（如万有引力下的圆周运动作为拟匀速直线运动时），作为真实物理变化的相对论时空效应所产生的动力学原因又在何处？ 再次，如果真如有人所说的，相对论时空效应不是源自于匀速（直线）相对运动，而是源于加速度运动，那么这些人显然必须从动力学角度来解释，如果一个惯性系A’相对于另一个惯性系A的直线运动速度的获得是靠牵引前一惯性系的头部实现时，那么为何A’中的单位长度在A看来不是膨胀而是收缩了？注：根据狭义相对论，在A中的观察者看来，运动惯性系A’内沿着运动方向的单位长度要收缩；而根据经典动力学的分析，如果一个物体速度的获得是通过牵引它的头部来实现，则它沿着运动方向的长度只可能膨胀而不是收缩。 最后，即使按照最狭义的“同一实验条件在不同参照系内的重复必然导致相同的实验结果”来理解，相对性原理的成立也必然意味着作为真实物理变化的时空效应的不存在，换句话，如果相对性原理是正确的，那么在整个宇宙范围内，只要物体之间的相对运动状态是完全确定与已知的，那么时间与空间就必然都有一个完全统一的尺度，并且按照这个统一尺度，不同宏观物体的相对运动速度，不管它们有多大，必然以伽利略速度叠加公式来确定，而非按照狭义相对论的洛伦兹变换。 这样，洛伦兹变换以及它所蕴含的相对论速度叠加公式不仅不是伽利略速度叠加公式的推广，而且是它赤裸裸的扭曲；同样的，狭义相对论的时空观不仅不是现实世界更精确的描述，而且是对现实世界必然的歪曲。事实上，超光速不仅理论上存在可能，而且实验也已早已存在，但是如何实现更具技术与现实意义上的不同途径的超光速，显然仍是一个值得深入探讨的课题，我们将在适当时候再回到这一话题上上来。 下一个贴子，说说相对性原理：（八）相对性原理与变换不变性。 ~无忧仙人 |
| 一群骗子制造了一个骗人的理论，在骗到钱之后，怎样评价谁的骗术更高，手段更巧妙，应该获得怎样的分配收益，这个有弄清楚的必要吗？仅仅只是大骗子与小骗子的差异，反正都是一群骗子。 |
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对【58楼】说： 要是大家都像这位网友这么犀利而清醒，我们也不用天天在这煞费苦心地批评相对论了，对吧？但是恐怕民众的觉悟之路还很漫长，不是吗？ ~无忧仙人 |
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说说相对性原理：（八）相对性原理与变换不变性
根据维基百科，相对性原理意味着所有许可的参照系内描述物理规律的数学方程都有相同的形式。这个表述看似有理，但其实已经背离了相对性原理的初衷：一、原始的相对性原理是关于做匀速直线运动的参照系即所谓惯性系的，但是现在它已被扩展为“所有许可的参照系”，这当然既包括狭义相对论的惯性系，也包括广义相对论的非惯性系；二、原始的相对性原理断言，物理规律在所有的惯性系内都相同，即当同一物理实验在不同的惯性系内重复时我们将能预期到相同的实验结果，但是现在它已被扩展为“描述物理规律的数学方程都具有相同的形式”。那么为何会有以上的变化呢？一个解释便是这样做是为了把相对性原理从狭义相对论的范围推广到广义相对论的范围，而事实上，维基百科的相关词条正是这么做的。但是遗憾的是，这样做并非没有问题，而且恐怕是严 重的问题，因为正如我们此前所看到的，狭义相对论中的相对性原理的内容尚且未被正确理解，何况它的推广？那么现在就让我们深入探讨一下这“形式相同”的要求到底出了什么问题。 首先，从“物理规律相同”到“描述物理规律的数学方程的形式相同”存在着认识论与逻辑的误区，这是因为：一方面，虽然与某个物理规律相关的实验结果往往可以定量化或用数学方程描述，但是该实验的实验条件却常常是定性描述的，而我们知道，物理规律恰恰是实验结果与实验条件的内在联系，而不单纯是实验结果的本身，而有证据证明，狭义相对论的创立者正是把实验结果误认为规律自身，才导致了错误的光速常数的结论；而另一方面，能用数学形式准确表达的物理规律在不同的惯性系其形式当然应该相同，但是反过来，在不同惯性系内相同的数学方程形式却未必都意味着相同的物理规律，比如，假定运动可以同时改变一个长方形的长与宽，但不改变它们之间的比例，于是运动前后描述长与宽关系的方程形式并不变化，但是事实上其中的每一个变量都已经发生了实质的改变。以上两个以及其它众多的例子表明，数学不是描述现实世界的万能工具，若运用不当，它不仅不会有助于我们理解现实，反而会严重地扭曲现实，而在涉及相对性原理的有关问题上，数学显得尤其无奈，以下我们不妨再深入思考一下这个问题。 比如，相对性原理的实质是匀速直线运动的速度v不会对物理规律产生任何影响，但是如果我们一定要用数学形式把这一规律反映出来，那么我们很可能会下意识地把速度v引入有关方程，但是遗憾的是，这恰恰是我们应当尽力避免的东西，为什么呢？因为我们要表述的物理规律不是与运动速度相关，而是与运动速度无关，而一个与运动速度无关的东西却要将运动速度塞入其中，这不是一件荒唐事吗？具有讽刺意味的是，在光源运动而观察者静止的情况下，狭义相对论恰恰是用包含速度v的长度与时间效应来刻划光速与光源运动的速度无关这件事的，这就难怪它严重扭曲现实了。 其次，从“物理规律相同”到“描述物理规律的数学方程的形式相同”存在着物理的误区，这是因为在经典力学中，不同参照系所面对的通常是同一个确定的研究对象，从而有一个在不同参照系对该物体不同描述之间的关系问题，这就是我们平时所熟悉的伽利略变换。但是遗憾的是，在光学与电磁学的研究中，即使使用的是同一光源，不同参照系内的观察者往往观测的不是同一个研究对象，那么此时把一个参照系内的研究目标生硬地变换为另一个参照系内的研究目标还有意义吗？为了深入理解这一点，让我们考虑ECI内北向做匀速直线运动（假定速度为v）的一列封闭而透明的旅客列车，火车的头部固定着一个光源，火车的尾部坐着观察者A，而火车尾部一侧的地面上则奔跑着观察者B，他与火车运动的速度大小相等，方向相同。根据本作者的理解与预测，观察者A将测得大小为c的光速，因为这是相对性原理的应用范畴，而观察者B将测得大小为c+v的光速，因为这是光速独立于光源运动原理的应用范畴。这样，两个观察者虽然均保持相对于光源的静止状态，但是它们却测得不同的光速。有人会认为这个结果没有丝毫的道理，比如Physics Essays杂志的一个评审人就坚持认为，观察者A、B一定测得相同的光速，因为他们相对于光源都保持相对静止的状态，并且对本作者坚持不同的光速感到非常困惑，他感叹道，“我实在不明白作者为什么不能理解如此简单的问题。”本作者答道，“恰恰相反，评审人缺乏细致入微的洞察力，因为日常经验与科学实验都证明，观察者（闻听着）与光源（声源）的更细致的物理关联方式显然是对所测的光速（声速）有影响的，而这一点在经本作者反复指出后，评审人却继续忽视它，这实在令人忧心。” 简言之，相对运动在经典力学中常常是进行物理预测的可靠依据，但是在光学与电磁学中却并非如此，因为这时显然有更加细微的物理关联方式的介入。就前面的例子来说，那就是分别、独立运动的观察者与光源所测的光速与连成一体的观察者与光源所测的光速未必相同，这给人一种感觉，好像光子真的能够探测它所处的实验环境一样，其实从另一个角度看，只是实验环境决定了光子的所作所为。有人对此困惑不已，并拼命抗拒，但是应该强调的是，这本来就是量子力学中一个普遍存在以致被人习以为常的特征。 回过头来，让我们再来看一下，为何数学变换在前述的例子中完全失去了意义：这是因为，作为我们的直接经验，从同一光源出发但是传向不同观察者的光子显然是分别传播的，也就是观察者A、B所接收到的光子显然不是同一个，而这一点在它们的速度不同的情况下看得尤其清楚。于是一个自然的问题便是：如果不同的观察者接收到的总是以不同的机制传播的不同的光子，那么把一个光子通过数学变换变到不曾有人观察它的另一个参照系有物理含义吗？这样做的目的又是什么？如果每一个光子都可以以清晰而准确的数学方式被单独地进行描述，那么为何又要强求它们之间并不存在的简单数学关系？这样做不是要扭曲现实吗？狭义相对论不正是跌倒在这里吗？ 最后，从“物理规律相同”到“描述物理规律的数学方程的形式相同”存在着哲学的误区，这是因为，“形式相同”看似是对“规律相同”的抽象，但是恰恰是这种抽象为扭曲现实留下了伏笔，这首先是因为任何一个概念的抽象作为更高一级的概念已经不能保证忠实于原有的概念，其次是因为这种抽象让人在不知不觉中把一个明确的物理要求变成了一个美学要求，并迷失于其中而不能自拔，以致有时甚至到了削现实之足适理论之履的地步。这实在不是物理学与科学之福，恰恰相反，它是物理学与物理学家的悲哀。有人会对此感到深深的困惑：世界上有那么多优秀的大学、那么多优秀的物理学家，难道他们真的看不出这里的问题吗？这看似是一个简单的问题，但却需要一个复杂而冗长的答案才能说得清楚，请见下一个系列贴子：相对论为何“永远正确”？ 结论：一个数学上的劣等生在物理上对数学的误用却被一帮别有用心的人吹捧为科学史上最伟大的成就，科学与历史竟然是如此的滑稽！ “说说相对性原理”这个系列的贴子到此结束；下一个系列：相对论为何“永远正确”？ ~无忧仙人 |