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也谈“当我们以光速追光时究竟会看到什么？” 据说爱因斯坦在16岁时就曾考虑过这个问题。按照他后来提出的“光速不变原理”，所以他的结论应该是：仍看到一束以光速前进的光。对此我个人不以为然。现讨论如下． 设 在真空中有一束光，其传播方向与惯性系运动（x 轴）方向的夹角是β则 Vx = c cosβ Vy = c sinβ 按照我在《再论狭义相对论的基本原理》一书中所提出的运动速度变换公式得 Vx＇= （c cosβ— u ）/（1— uu / cc ） Vy＇= c sinβ/ SQRT（1— uu / cc ） ∴ c ＇= SQRT（Vx＇Vx＇+ Vy＇Vy＇） =（c —u cosβ）/ （1— uu / cc） （不信您可以用分式自己再推导一遍。） 此即在动惯性系中，光在各个方向上的单程速度。可以看出，光速在各个方向上不再具有对称性。所以当我们在动惯性系中，观察点波源发出的电磁波时，看到的将不再是一圈圈的球面波，而是一圈圈的心脏面波。波面对称于 x 轴。且当 β= 0 时 c ＇= cc /（c + u ） 为波速最小 ； 当 β= 180°时 c ＇= cc /（c— u ） 为波速最大 。 惯性系的绝对运动速度 u 越大，波面的“心脏形”就越显著。 当 u → c 时 若 β≠0 则 c ＇ =（c —u cosβ）/ （1— uu / cc）→ ∞ 而若 β= 0 则 c ＇= cc /（c + u ）→ c / 2 这就是我们的结论。即：当我们以光速追光时，所看到的将是“以半光速前进的一束光”；而在其它方向则看到以无穷大光速传播的光——这并不奇怪，因为在以光速运动的参照系中，时空的收缩已到了零的极限。 另外，根据“光在运动物体上，各个方向上的单程速度不再对称”这个规律，还可推出物体在真空中的绝对运动速度。关键是必须先要精确测出光在各个方向上的单程速度。这一论断意义非常重大。有实验条件的人们，请千万不要放弃这一验证机会呀！ 至于“闭路平均光速c″为何恒等于 c ”，在 x 轴方向上我们证明如下． ∵ c″= 2 Δx ＇/［ t ＇(0 ) + t ＇(180°) ］ ∴ c″= 2 Δx ＇/［ Δx ＇/ c ＇(0 ) + Δx ＇/ c ＇(180°) ］ = 2 /［ 1 / c ＇(0 ) + 1 / c ＇(180°) ］ 将 1 / c ＇(0 ) = ( c + u ) / cc 和 1 / c ＇(180°) = ( c —u ）/ cc 代入得 c″= 2 cc / ［ （ c + u ）+ （ c — u ） ］= c 证毕 ． 而在其他方向上，因证明过程太繁，恕不再赘述。 |