多普勒效应的原始意思是指音调在观测者与声源作相对运动的状态下与二者无相对运动状态下发生改变的现象，后来把音调变化的原因说成是二者相对运动时声波频率变化所引起，并把这一解释扩展到光波等一切波。这种多普勒效应解释明显违反了波的经典理论知识，波的典理论知识告诉我们，波的频率只与波源的自身特性有关，而与环境条件及波源与观测者有无相对运动无关，也就是说多普勒效应与频率毫无关系。音调变化是客观存在的现象，显然有其它原因影响了音调变化。可想而知，影响音调变化的原因应与音调具有对应的变化关系，什么原因与音调具有对应的变化关系呢？一个显而易见的原因是声音的响度。观测者与声源的距离的变化与声音的响度相关联，又与音调相关联，人们自然会发生联想，声音的响度是音调变化的一个原因。影响音调变化的另一个原因比较隐蔽，这个原因就是语速的变化，为了与声音的传播速度相区别，以免发生混淆，我们不妨把语速称之为语音节奏。观测者与声源的距离的变化影响语音节奏快慢变化，继而影响音调变化，并成为音调变化的主要原因，这就是本文的核心思想。

声波频率与音调有没有关系呢？毫无疑问，它们是有关系的，比如说，女人的音调比男人的高，是因为女人的发音频率比男人的发音频率高的缘故。作进一步研究分析可以发现，音调、频率的变化是两个不同物体间的比较，甲物体的振动频率高，甲物体的音调就高，乙物体的振动频率低，乙物体的音调就低，这种不同物体间的音调变化不是原本意义上的多普勒效应。原本意义上的多普勒效应是同一物体在不同运动状态下的音调变化。声波频率与音调有关系，声波频率决定着音调基调，但这种关系是先天的，物体一旦确定，其固有频率也就确定了，音调也就确定了，并不随物体的运动状态等外部环境条件的改变而改变。因此可以说同一物体在不同运动状态下的音调变化与声波频率没有关系，也就是说多普勒效应与频率没有关系。现在物理学对多普勒效应的解释是由声波频率的改变造成的，笔者经过深入的探索研究后认为这种认识是错误的。

下面用举例的方式来研究多普勒效应，根据观测者与波源的不同的运动状态和情况进行分析讨论，先研究声波的，后扩展到光波。

一观测者站在笔直的铁路旁，一磁悬浮列车停在离观测者1700m的地方，车上架着高音喇叭喊着口号：“为人民服务”，语音节奏为1秒1字音，可视为语速频率1Hz。假设空气不流动，声速为340m/s，声波频率为170Hz，波长为340/170=2m。从这些条件中我们得到如下信息：语速频率与声波频率是两个不同的概念，每个字音可能有若干个声波振动，语音节奏不同并不表示声波频率不同，如一个人两次喊“为人民服务”这句口号，第一次用时5秒，第二次用2.5秒，两次的语速不同，但并不表示两次的声波频率就一定不同，两次的声波频率可能都是170Hz。语音节奏相同，也不表示声波频率相同，如一个小女孩与一个大男人都喊“为人民服务”这句口号，用时都是5秒，即他们的语速相同，但这并不表示他们喊这句口号的声波频率相同，也许大男人的声波频率是170Hz，而小女孩的声波频率是200Hz；当声源与观测者无相对运动时，声源与观测者两处的语速频率与声波频率都无变化，都分别为1Hz和170Hz；观测者接收到的语音响度比声源发出的同字音的语音响度低，但由于传播的距离相同，每个字音响度衰减的幅度相同。

我们现在来考察观测者静止，声源向观测者运动的情形下的多普勒效应。列车以170m/s的速度驶向观测者，当喇叭离观测者1700m处时开始喊“为人民服务”口号，语音节奏同列车静止时一样，1秒1字音。试分析此情形下多普勒效应及相关问题。

先分析语音节奏方面的情况。当喇叭开始发出“为”字音时，此时列车喇叭离观测者的距离1700m，“为”字音从发出至被观测者听到需5秒钟。1秒后喇叭开始发出“人”字音，列车已前进了170m，此时喇叭离观测者的距离 1700-170=1530（m），“人”字音从发出至被观测者听到需1530/340= 4.5(秒)，观测者接收到该两字音时间间隔为5-4.5=0.5（秒），而它们发出时的时间间隔却是1秒，显然语音节奏加快了。由于声源与观测者的距离越来越近，观测者听到的字音的响度将一个比一个大。从声波频率方面看，计算可知，“为”字音波阵面与“人”字音波间的距离为170m，相当于85个完整波长。又从上面的计算知，观测者接收到该两字音时间间隔为0.5秒，这样，计算得到观测者接收到的声波频率为：85/0.5=170 （Hz），与喇叭发出的声波频率完全相同。

进行简单的逻辑思维也应得出波频率不变的结论，频率的两个决定因素是时间和次数，不管怎么变，次数总不会变，只要时间标准不作改变，频率怎么可能发生改变呢？再说，当声源把振动传递给介质后，声波将自个儿在空气中传播，怎么有可能再影响到已经脱离了关系的波的频率和波长呢？所以说把音调变化的原因归于频率变化是毫无根据和道理的。

波频率变化计算公式也从另一个侧面说明了把多普勒效应说成波频率变化是错误的。计算公式中，当波源朝向观测者运动，v （波源速度）又恰等于 u（波速）时，公式就会出现分母为0的情况，这是违反数学原理的，分母绝对是不能为0的。v =u 并不违“法”，出现分母为0，只能说明公式不正确，进而追溯到理论的不正确。如果把多普勒效应解释成语音节奏变化，则公母为0的问题就不存在了。

现在再来考察声源离开观测者下的多普勒效应。假如其他条件与上面的都相同，唯列车不是驶向观察者，而是以170m/s的速度离开观测者。在这种情形下，观测者接受到的音调变低了，字音之间的时间间隔拉长了，从静止时的1秒拉长到了1.5秒,，相邻两个字节间的波数由静止时的170个增加到255个，观测者完整听完“为人民服务”这句口号的时间历时7.5秒，比列车静止时的时间增加了2.5秒。同理，此种情形下多普勒效应也是声源与观测者的实际距离变化引起的，与声音传播中的频率波长没有关系，声波的频率波长仍同静止时的一样，频率170Hz，波长2m。

利用水波纹来演示多普勒效应的图像给我们留下了深刻的印象，波源运动，在其前方波纹变密，在其后方波纹变疏，这个演示似乎充分表现了波频率和波长的可变性。其实不然，如果一定要用水波纹来比喻说明的话，那一条水波纹就相当于语句中的一个字音，即相当于“为人民服务”这句话中的某一个字音：“为”、“人”……等，而不是这些字音在空气中传播介质的波动。水波纹的例子演示的是波源在运动时不同条波纹距离的变化关系，不是同一波在不同时刻的变化关系。波的频率由波源的性质决定，波速与波长由介质的性质决定。从个体上看，每个波具有独立性，当有关条件确定后，波的频率和波长也就确定了，与其它波没有关系。波以波源为中心，以固定的速度、频率和波长向外扩展，形成独立向外扩展的同心圆。水波纹图像演示的当是波纹的疏密、波纹间的距离和时间间隔的长短。波纹的疏密并不表示频率的高低和波长的长短，物理学把这两个不同的概念和现象给搞混淆了，所以用水波纹来演示波频率和波长的变化是不恰当的。通过具体的计算更容易看清这个问题，频率是由波数和时间两个因素决定的，波纹变密，表示两个相邻的波阵面间的距离缩短，之间的波数减少，就像前面所说的“为”字音波阵面与“人”字音波阵面间的波数从静止状态下的170个减为相向运动状态下的85个，对应的时间从原来的1秒减为0.5秒，频率仍然是170Hz。波纹变疏，表示两个相邻的波阵面间的距离增长，之间的波数增加，“为”字音波阵面与“人”字音波阵面间的波数从静止状态下的170个增为相离运动状态下的255个，对应的时间从原来的1秒增加到1.5秒，频率也仍然是170Hz。可见，波纹的疏密并不表示波频率的增减变化。另外，水波不是传统意义上的波，既不是横波，也不是纵波，与孤立波倒是十分相似，用它演示多普勒效应尚无不可，但把水波纹的疏密变化说成是波的频率变化则完全是乱点鸳鸯谱拉郎配了。

以上说的是观测者静止，声源运动的多普勒效应，下面再简单考察一下声源静止，观测者运动下的多普勒效应。假若喇叭安装在铁路边的电杆上，观测者坐在磁悬浮列车上，列车朝向或背离喇叭处运动，在此情况下，多普勒效应又是个什么样的情况呢？同理，多普勒效应也会发生，音调也会发生改变，产生的原因也是因为声源与观测者的实际距离变化引起，与声波传播频率没有关系。这比上面声源运动观测者不动的情形尚且更好理解，在声波被观测者接受之前，等于二者尚未建立关系，观测者的运动怎么可能影响到声波的频率与波长呢？

声源与观测者作相对运动时，音调确实要发生变化，趋近则升高，远离则降低，这是不可否认的事实，笔者不是要否认多普勒效应现象，而是认为科学界对造成这个现象的原因理解错了，解释错了。音调的变化是由于音节之间的时间间隔长短发生变化，音节的频率变化，再加上距离的改变导致音量变化而带来的结果，而不是声波的频率变化导致的结果。声波的频率自始至终都不会发生变化，声波的频率与声源的运动没有关系。

怎样用实验来验证音调的变化不是由声波的频率变化引起的，而是由语音节奏快慢变化及响度变化引起的呢？笔者设计了一个甄别实验，把录音带放得快点或慢点，最好配合对声响进行同步调节。如果音调发生升高或降低变化，说明多普勒效应是语音节奏快慢变化引起的，因为录音带放得快慢只可能影响到语音节奏快慢，而不可能影响到声波的频率变化。如果实验中音调没有发生变化，则音调变化有可能是声波的频率变化引起的，物理学对多普勒效应的解释则有可能是对的。

弄清了声波的多普勒效应问题，对光波的多普勒效应问题就容易理解了。光是电磁波，具有波动性，人们自然而然地认为光应该具有波的一切特性，应该具有多普勒效应现象。这种思想原本没有错，但什么现象是光的多普勒效应呢？人们找来找去，最后认为光波的红移或蓝移现象就是多普勒效应。从多普勒效应的本义上看，光波的频率与波长是不发生变化的，有没有多普勒效应与光波本身的频率与波长变不变化没有关系，完全是两回事，所以把光波的红移或蓝移说成是多普勒效应现象是错误的。光在宇宙空间的传播中确有红移或蓝移现象，但这些现象都不是多普勒效应。笔者对红移或蓝移现象进行了深入的研究，也找到了致使其发生的原因，主要是光速变化引起的。因非本篇内容范围，故在这里不作详述。有没有原本意义上的光波多普勒效应的例子呢？有，罗默利用木星卫星的掩蚀进行的光速测量就是一个这样的例子。观察表明，木星卫星绕木星公转一周需42.5小时，同时又观察到地球相对木星退行时，下一次木星的卫星被掩蚀的时间要向后推迟约10秒，地球相对木星前行时，下一次木星的卫星被掩蚀的时间又要提前约10秒，这与上例中字节间的时间间隔的压缩和延伸是同一类型的问题。必须清楚，音节节奏的快慢变化及木星卫星的掩蚀周期变化不是声波与光波的频率变化，波的频率是不变的。

有必要解释一下，光波与声波有所不同，声波是纯粹的波，没有粒子性，而光却具有波粒二象性。声速与声源运动速度没有关系，而光源发射的光速（ ）与光源运动速度（ ）有关系，关系式为： ( ：光源静态下的光速)，从公式中可以看出，光速是各向同性的。

以上分析表明，现代物理学对光波的红移或蓝移的多普勒效应的解释是错误的，也就是说宇宙膨胀理论、大爆炸理论及哈勃定律等与此相关的许多理论都是错误的，应该摒弃，物理学、天文学等需要进行全面彻底的改造。