1.6 从麦克斯韦方程组的发展历史看“相对性假设”与“伽利略变换”的等价关系
爱因斯坦在《狭义与广义相对论浅说》中这样写道:“伽利略变换”是“洛伦兹变换”在低速情况下的近似;在“洛伦兹变换”中,我们以无穷大值代换光速C,就可以得到“伽利略变换”。
科学界只说“伽利略变换”是“洛伦兹变换”在低速情况下的近似,而对于在“洛伦兹变换”中,我们以无穷大值代换光速C就可以得到“伽利略变换”,就与爱因斯坦一样都不知道公式中隐藏的真理:说明“伽利略变换”在数理上要求物体运动速度值与光电磁波速无上限,说明当物体运动速度值与光电磁波速有上限值、并为C时,“伽利略变换”就演变为“洛伦兹变换”了。
现在我们就从麦克斯韦方程组的发展历史看“相对性假设”、“绝对时空”、“伽利略变换”三者在数理上等价的数学本质。
当1865年麦克斯韦方程组被提出时,方程组是假定电磁波速无穷大、并对“伽利略变换”协变,而不是对“爱因斯坦变换”协变的(当然,“爱因斯坦变换”是以后产生的)。那时,科学界不知道“物体运动速度值与光电磁波速无上限”、“无特殊参考系”与“相对性假设”在数学本质上是一一对应的数学映射等价关系,还说方程组有特殊参考系。当然,这在数学上是错误的,假定电磁波速无穷大,就是无特殊参考系的。
后来,当光被证明同样是电磁波、并有一定值C时,方程组中把假定电磁波速无穷大值改为C时,这时方程组在数学上就不再满足“相对性假设”与“伽利略变换”协变。但到了这个时候,科学界同样不知道“物体运动速度值与光电磁波速无上限”、“无特殊参考系”与“相对性假设”在数学本质上是一一对应的数学映射等价关系,还不知道“相对性假设”是要求物体运动速度值与光电磁波速无上限的数学本质,而说方程组满足“相对性假设”、无特殊参考系。其实此时的方程组就已经不满足“相对性假设”,而有特殊参考系了。
当方程组有一定值C时,就是已经满足“光速不变现象”的数学要求了,而再要求它满足“相对性假设”,那它自然就对“爱因斯坦变换”协变了。
所以,总结麦克斯韦方程组的发展历史,我们会发现它正确的表诉应该是:当方程组是假定电磁波速无穷大时,这时方程组满足“相对性假设”、并对“伽利略变换”协变,无特殊参考系;而当方程组中把电磁波速无穷大值改为C时,就是在数学本质上不再对“相对性假设”与“伽利略变换”协变、有特殊参考系,那么此时的方程组就有物理性,是对“物理时空”里有特殊参考系的“某一变换”协变的。
而“爱因斯坦变换”与“某一变换”有相同的公式形式,所以就把对“物理时空”里有特殊参考系的“某一变换”协变的麦克斯韦方程组说成是对“闵时空”里无特殊参考系的“爱因斯坦变换”协变,而全然不知“相对性假设”是要求物体运动速度值与光电磁波速无上限、无特殊参考系的数学本质、并之间一一对应的数学关系。
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