|
相对论说到底就是因为人们测量以太失败后，经典物理学的根基被动摇了，无法自圆其说，这种情况下不得不把建立在以太为参照物基础上的经典物理学搬移到相对运动的基础上。这就是相对论物理学。 在测量以太（实际上是测量地球相对以太的运动）时，发现光速竟然不受光源运动的影响，也不受系统速度的影响。这一发现使整个建立在以太为绝对参照系基础上的经典物理学发生了重大变故。因此这一实验被反复验证，人们试图找出实验中的错误，但是，无论如何，人们终究无法测量到以太的存在。因此，光速不变原理也就产生了。这不是爱因斯坦的作品，是自然规律。 经典物理学并不否认相对运动，那么用以太作参照物和用其他惯性系作参照物，没有原则上的错误吧？至少伽利略会同意。 既然经典物理学也不否认相对运动，那么，在无法用以太当参照物的情况下，把相对以太的绝对运动基础上建立的物理学理论搬到相对任意参照物的基础上应该没有什么不妥。 同意了上面的建议，我想就应该算是懂相对论了，当然具体如何把经典物理学理论搬移到相对性的基础上，是具体的操作问题了。
有人说光速不变原理没有经过数学证明，那么人会走路经过数学证明了吗？狗有四条腿用数学证明了吗？客观规律不一定全都能用数学证明的，因为数学也是人类发明的工具，一个工具不可能适用于一切场合。就像尺子不能测量重量，就说不存在重量吗？一个工具不适用，不能否认事物，应该建立新的工具。理论与客观规律发生矛盾时，绝对不是客观规律错了，一定是理论不完善。要修正的是理论，不会是客观规律，客观规律不能修改。 因此，我们只能承认光速不变，这就叫光速不变原理。 没有了以太，运动失去了参照物，只能用相对运动来描述了，要把绝对运动的理论完全搬到相对运动的基础上，有两个要做的事，一是了解基础情况，二是修改原有理论。这样才能与基础吻合。 那么先看一下相对运动的问题。 假如一个人坐在路边的椅子上看书，（路边为什么会有椅子没经过数学证明，但我们先承认它）。 如果以椅子为参照物，他应该是静止的（小动作不算，翻书了，呼吸了什么的都不算）。 如果以旁边走路的人为参照物，他的速度就可能是1.3米/秒，这个速度不算快，经典物理学也承认这样的表达。 如果以路上跑着的汽车为参照物，他的速度可能是13米/秒。 如果以正在起飞的飞机为参照物，他的速度可能是130米/秒。 如果以一发飞行中的炮弹为参照物，他的速度可能是1300米/秒。 如果以一个国际空间站为参照物，他的速度可能是13000米/秒。 如果以一颗划过太空的流星为参照物，他的速度可能是130000米/秒。 …… 他的速度到底是多少啊？据有的人说速度越快时间会越慢（注意这可不是相对论的结论哦，相对论没有以太），那他可能有无数种速度，他的时间该咋变啊？听椅子的还是听流星的？要么就听飞机的？ 其实他就在看他的收，有没有人走过、有没有飞机、有没有流星关他什么事？凭啥谁想改变他的时间就改变？ 这说明一个问题，一个物体的运动状态与其他物体的运动状态无关。他是静止的，别的东西爱咋运动咋运动关他什么事？ 再看另一个问题，假如宇宙中只有一个物体，没有任何其他物体了，没有了以太当参照物，这个物体的速度是多少？它自己是唯一的参照物，所以它的速度一定是0。麦克尔逊－莫雷实验告诉我们，它测量到的光速朝各个方向相同。就算是有以太，也证明它是静止的。 好了 两个关键的问题解决了，现在可以看一下宇宙中要是有两个物体时会怎样？ 每个物体都可以这样看，自己是静止的，另一个物体爱怎么运动关自己什么事？当然也可以反过来想，对方是静止的，自己在运动。可是不管怎么说，相对速度一定是相等的，A看B的速度是v，B看A的速度也一定是v（说绝对值，不管方向），然而却各自测量到的光速都是c。 一生二、二生三、三生无穷，两个物体之间是这样的关系，那也就预示着不论宇宙中有多少天体，各自的运动状态都与其他天体无关（到于引力的影响那是后话，是广义相对论的研究课题）。各自看到的光速也都是一样的。 其实要想证明光速不变还有一个方法，那就是空间解析方法，四维空间虽然不能在四维空间里画出图来，但是我们学过三视图啊，可以举一反三，用六个平面坐标不就能表达四维空间了吗？(X，Y)、(Y，Z)、(X，Z)、(X，T)、(Y，T)、(Z，T)。呵，六个坐标有三个是速度坐标。而且任何一个轴发生变化就代表着不同的速度。 但这只是一个空间，什么是不同的空间呢？不同的空间就像不同的尺子，比如英尺和米尺，刻度不同。 而在空间坐标中，显然坐标轴的刻度分布不同就代表着不同的四维空间。 上面也看到了，六个坐标中三个是速度（距离与时间的关系）坐标。那就是说，不同的四维空间就是不同速度惯性系。 如果在一个五维空间中，相对速度很大的两个惯性系，就是“距离”很远的两个空间。 而任何一个惯性系就是一个属于本惯性系的独立四维空间，在这个空间中，本惯性系一定是静止的。同时在属于自己的空间，光速相对静止的系统速度一定是各向同性的。或许这也可以算作是光速不变的数学证明吧？因为坐标及维数是数学概念。
|