第31节：爱因斯坦和狭义相对论(5)

　　第二个原理：物理规律不变   (读括号内容)

　　最近小爱被这些想法搞得有点兴奋，上班也不大有心思，脑子里面都是关于光速的想法。小爱的思考如汹涌的潮水般朝笔者的思维中涌过来，让笔者应接不暇，在所有这些思考中，关于伽利略相对性原理的思考尤为精彩，而且从另外一个思考角度出发，同样得到了光速必须不变的结论，让我们一起来听听小爱的思考：

　　伽利略相对性原理说的是在任何惯性系中，力学规律保持不变，这一原理简洁而深刻，看起来是如此的优美。但是我想问的是，为什么上帝只偏爱"力学规律"呢？电磁学规律就会变吗？热力学规律就会变吗？这说不通，上帝一定是一个喜欢简单的老头子，他不想把问题复杂化。

　　我的想法是，在任何惯性系中，所有的物理规律都不变。对，就应该是不变的，如果在不同的惯性系中，普遍的物理规律是不同的，那么我们会看到什么？天文学家早就测算出来我们居住的地球是以每秒钟30公里的高速绕着太阳公转，对我们地球上的每一个人而言，我们都坐在地球这个大火车中，那么物理规律就应该在不同的空间取向上不同才对，因为地球的运动方向每时每刻都在发生着变化。换句话说，空间会有各向异性，我们做任何物理实验都不能忽略这个空间各项异性了。但是，实际情况是怎样呢，我们从来没有想过做一个赫兹的电磁实验要考虑实验室的朝向吧？如果有人告诉我们实验室的朝向将决定电磁实验的结果，你自己也一定会觉得荒谬。我们对我们这个地球空间哪怕是最小心的观察也没有发现任何物理规律的不等效性，也就是没有发现任何空间各项异性的证据。（没有发现空间的各项异性，就是说空间各向平等。）

　　MM实验就我看来其实质就是对空间是否各向异性的检测，这是迄今为止对空间各向是否异性的检测精度最高的实验了，但即便是MM实验这样高精度的实验，也没有发现任何空间各项异性的证据，反而恰恰说明了伽利略的相对性原理应该被修正为：在任何惯性系中，所有的物理规律保持不变。（麦克尔逊莫雷实验证明的是什么问题？看来证明的是运动系中空间各个方向的平等性，证明的是这里光速向各个方向的传播是一样的。）

　　伽利略曾经写过一个生动的故事，说如果我们被关在一艘大船的船舱中，你带上一些小飞虫，在舱内放上一只大水碗，里面养上几条鱼，再挂起一个水瓶，让水一滴一滴地滴到下面的一个水罐中。然后你开始观察飞虫的飞行，观察鱼的游动，观察水滴入灌，但是不论你多细心地观察，你也不可能通过观察这些情况来判断船是静止的还是处于匀速直线运动中（这个故事是在我们中学的物理书中被称为萨尔维柯蒂之船）。同样，你所有试图用力学实验的方法来判断船的状态也都是徒劳的，不管你做什么样的力学实验，都不可能判断出船的状态。

　　我的想法是，不仅是做力学实验不行，你在上面做任何物理实验，不论是光学、电学还是热学实验，你都无法判断出船到底是静止的还是正在做匀速直线运动，上帝不偏爱任何物理规律，在惯性系里面，众生平等。

（到了这里我们对光速不变的理解，好像变成了，麦克尔逊莫雷实验证明的是静止系看到运动系发出的光的速度也是C.好像是把两个不同的现象混淆为一个现象了。上文中我们提到用空间的角度描述，1，麦克尔逊莫雷实验说明的是运动系中空间的平等性。其实静止系中也有空间的平等性。而‘不论是光学、电学还是热学实验，你都无法判断出船到底是静止的还是正在做匀速直线运动，上帝不偏爱任何物理规律，在惯性系里面，众生平等'说的就是运动系中空间的平等性，而静止系与运动系的空间平等性是不同的，不过麦克尔逊莫雷实验并没有说明这个问题。)

   （运动系中有空间的平等性，静止系有空间平等性。空间的平等性体现就是做任何实验都是一样的，在这个角度说空间的平等性是一样的，与物体 是静止系或者运动系无关。而运动系空间与静止系空间可以互换吗？或者说能够用静止系空间描述运动系空间吗？答案是肯定的。运动系空间与静止系空间的互换体现的是空间平等性的相对性。就是说在运动系看来是空间平等性的地方在静止系看来就不是空间平等，用光描述就是光速可变。）