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你的头脑中有一种难以改变的意识：如果一把尺子在Y方向被约定为1米标准，则该尺子转到X方向也必须约定为该方向的标准米。
我再说一遍，你的这种认识只是计量约定中的一种，而不是必须如此，不这样约定不是错。 当相对论与牛顿力学在S系约定的计量完全相同时，相对论可以把S系计量为1/r米的一把沿X方向与S'系静止的尺子约定为S'系X方向的标准米，牛顿力学可以把S系计量为1米的一把沿X方向与S'系静止的尺子约定为S'系X方向的标准米。没有任何人能证明相对论做不到，也没有任何人能证明牛顿力学做不到，更没有人能证明这种约定会改变自然规律。 |
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分析了这么多，关键要理解两条：
第一条，只要你乐意，任何事物都能当基准，大自然不会阻止你。 第二条，只要把基准当参照，你永远得不出基准变了，否则，你一定没有把基准当基准或引入了其它的参照。 |
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一个 一米的标准尺，和N多个不同材质的一米长的物体，在同一方向随地球一起旋转。其中包括与X垂直的方向。
我们将它们置于同一恒温环境下，都是平行的。是否有可能会出现某种材质的一米长的物体，会出现周期性的长短变化呢？ 严格的说，所有材质的物体，都不可能同时符合两种变换。如果有一部分符合这种变换，而另外一部分符合另外一种变换，则会出现某些 一米长的物体的长度会出现每天的周期性变化。当然具体以什么为标准，是这些变短了，还是另一些变长了，可以另外讨论。 但如果都没有长短变化，则说明这些材料都不符合两种变换之一所给出的规律。如果我们排除另外一种可能，就是同时也都不符合另外一种变换的规律的话，则所有这些材料都符合两种变换中的另外一种的规律。当然具体是那一种仍然可以讨论，但只可能是一种。除非你能找出每天长度都在周期性变化的东西，即使是在恒温条件下。 |
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谈论变或不变首先要明确参照或基准，对于一大堆物体a、b、c、d......，我们可以选择其中任何一个为基准，比方你选择a为基准，则a本身相对a是没有相对变化的，而其他物体相对a可以有多种不同的变化规律；他选择b为基准，此种情况下，a可能是变的，即使他所得到的变化规律与你得到的变化规律大相径庭的，也都是正确的，而不是近似的或错误的。
对于坐标系三个方向的长度基准，可以各自独立约定各方向的长度基准，也可以约定某一特定物体旋转到这三个方向时就是这三个方向的长度基准，这是两种不同的基准约定规则。我们只能说，这两种不同的约定有可能出现计量结果一致的情形，但不能保证这两种约定在计量结果上一定相同。比方说，你已经各自独立约定了三个方向的长度基准，恰好有这样一个物体，在特定的背景下（比如满足特定温度、特定空间环境、特定的作用等等条件），旋转到XYZ方向时与三个方向约定的长度基准一致，则这种情形下，用该物体的旋转约定三个方向的长度基准与你原来的基准约定具有相同的计量结果。 对于物体在空间的旋转，我们可能认为只要在某一方向多个物体是重合的，则在任意方向都能保持重合。如果有人对此提出疑义，我们可能增加一些额外的说法，比方温度、湿度、外部作用等等要求，我们甚至会说这是指“理想情况”。然而，并非只有满足某某条件的物体才能约定为基准，满足某某条件只是人类的追求，我们可以追求，但不能把追求之外的约定说成是错误的。如果不限定任何条件，也不阻止人为的干预，则任何情形下的物体都可以是基准的候选者。 很多人可能说，如果随意约定基准都不是错，每个人都建立自己的一套理论体系，科学岂不是大乱？这一点大可不必担心，人类是有共同追求的，通过不断地实践，人类总会从对自身有利的角度去约定基准或重新修改基准。这里重在说明一个道理：在你认可或追求的理论体系之外，还会有无数可以成立的理论体系，不要轻易将自己“意愿”之外的选择都说成是错误的。伽利略变换与洛伦兹变换、牛顿力学与相对论之间的关系正是如此，我们需要用理性而不是“意愿”来评判这两套变换和两套理论体系。目前，“反相”与“维相”之间的对立，反映的并不是相对论与牛顿力学之间的“矛盾”，归根结底是人类意愿对立的一种反映，在这种对立情绪的支配下，就如同两个人打架，很少能够平心静气地、以理性的态度认真分析伽利略变换与洛伦兹变换之间的区别与联系。 |
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标准尺当然是人造的。只要是你能找到，每天都在周期性的出现长度变化的物体，当然是在恒温条件下。而且变化的值与你得出的理论值一致，那么你的想法就是对的，任何人都不可能否定。只要是客观存在的，不论你用什么办法。
问题是你的想法，无论怎么约定，并不与客观存在的任何东西一致。不是仅凭你的约定，别人就会相信的。你能拿出什么东西来，让别人相信你的说法？举个实例也行。 你上面的例子，都是不现实的，让人无法接受。 |
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老刘：
首先，“当然是在恒温条件下”是人的规定而不是自然的规定，不要人的意愿说成是“当然”，这个不多说了。 其次，“并不与客观存在的任何东西一致”是指什么？约定计量单位会与客观中的什么不一致，自然规律或某个客观存在会因为计量单位的约定而改变？ 最后，例子可以随便举出很多，比如你定义了X方向的一把尺子作为该方向的计量单位，我完全可以把尺子的一部分约定为该方向的计量单位，你认为这种做法是做不到呢、还是违背或改变了什么客观事实或自然规律？ 能否做到与你是否喜欢不是一回事情，不能把你不喜欢或不想用的东西说成是不现实、说成与客观不一致甚至说成是错误的。在长度计量单位上，与牛顿力学相比，相对论只是改变了X方向计量单位的约定，这不能成为事实？ |
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约定是不可以随意的，必须有一定的条件。
规定标准尺的时候，当然要排除其他因素的影响，包括温度变化和重力的影响。即一种理想状态下的规定。 如果你非要规定蜘蛛丝的一米，那只能是自找麻烦。 理想状态就是排除掉所有与我们关心的问题无关的因素。不要考虑温度，也不要管太阳多少度。先排除掉所有这因素，然后再讨论我们关心的问题。 你把所有可能的因素都考虑进去，就什么结果的得不出来了。 当然每天温度升降，有的材料变化大，有的材料变换小。这是你想讨论的问题吗？怎么想起来对恒温也有疑义？是不是对语言本身也应该有疑义啊？ |
| 随意约定是无意义的。如果可以这样约定的话，不如约定，宇宙中某天体，以无穷大的速度，向这个宇宙发出时钟信号。整个宇宙以此时钟信号为时间标准。那么在这样的约定之下，岂不是所有问题就都解决了？问题是没有这样的信号，你的约定也是一样的。 |
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老刘，“要不要随意约定”与“随意约定是否能实现”是两回事情，不要用人类的意愿来判定对错。有一句话还需要你能充分理解，那就是“随意约定不等于错误”。
“随意约定不等于错误”，这句看似无意义的话是揭开时空问题的关键。它告诉我们：约定不具有唯一性，我们今天的理论是特定约定下的理论，但并不是只有满足你意愿的约定和理论才是成立的。 抛开人类的意愿，所有能够实现的约定都是平等的，每一个具体的约定都是特殊的。所谓“随意”或“非随意”，主要与人类的意识有关，在无特殊目标性的情况下，所有约定（包括你中意的约定）都是随意中的一元，而在特定条件下，任一被选定的约定都是特殊的、非随意的。 因此，不要总把自己中意的约定放在至高无上的位置，也不是只有你中意的约定才是“特殊约定”或“非随意约定”。你可以把牛顿力学的约定称为“特殊约定”或“非随意约定”，爱因斯坦就不能把相对论的约定称为“特殊约定”或“非随意约定”？即：“随意”或“非随意”差别在于人的意识，不是对错的依据。 |
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在很多人的眼里，“随意”意味着“没有意义”，这是思维意识使然。这里不妨换个思路，我们不谈“随意约定”，就谈“特殊约定”。
比方说，在牛顿力学下，你约定与Y轴重合的尺子A为Y方向的标准米，约定与X轴重合的尺子B为X方向的标准米，你说这是一个“特殊的约定”而不是“随意约定”。而在相对论下，爱因斯坦也约定与Y轴重合的尺子A为Y方向的标准米，却把与X轴重合尺子B的1/r约定为X方向的标准米，爱因斯坦也说这是一个“特殊的约定”而不是“随意约定”。 类似这样的“特殊约定”我们还可以有无数个，于是，你就不能借口“随意约定”或“随意约定没有意义”来肯定你自己的约定而否定爱因斯坦的约定。 |
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请老宋紧扣问题的关键。不要尽扯一题外话。
问题本来很简单。不论牛顿力学还是相对论，都不可能约定不同方向有不同的长度标准。 比如100米跑道，或者激光650nm的波长，不可能有人问，是X方向的长度还是Y方向的长度。抱歉这里举的例子精度不够高。精度高的例子可以举光速，既然可以约定X,Y方向长度单位不同，那么X,Y方向的光速也是不同的值了。那么我们看到的标准光速，是X方向的光速，还是Y方向的光速呢？ 如果一个S'系的标准尺，在Y方向是符合伽利略变换的长度标准，也是符合洛仑兹变换的长度标准。但当这个标准尺转到X方向了，则由于两种变换的结果，单位长度不同了，这个标准尺就不可能再是符合两种变换的标准尺了。而最多只能是其中一种变换的标准尺。当然例如温度也变了，这个所谓标准尺就不再是标准尺了，也就不可能符合某种变换了。 如果老宋坚持有些材料的尺符合这种变换，而另外一些材料的尺则符合那一种变换。你可以找出那些材料中的一种来，就足以让人信服。而你的约定，没有意义。 |
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老刘，你有好多东西理解不透。
首先，你一直没有明白相对“基准”本身，我们不能得出“基准变了”，因此，无论是相对论中还是牛顿力学都不存在你说的“不同的方向有不同的长度标准”之说。我们说相对论与牛顿力学有不同的计量基准，那是两者比较的结果。请记住下面一段话： 基于相对论约定的“基准”，我们可以得出牛顿力学在不同方向约定的基准有不同的长度（注意牛顿力学的基准在相对论中不再是基准的身份），但不能得出相对论在不同的方向有不同的长度标准；基于牛顿力学约定的“基准”，我们可以得出相对论在不同方向约定的基准有不同的长度（注意相对论的基准在牛顿力学中不再是基准的身份），但不能得出牛顿力学在不同的方向有不同的长度标准。 其次，Y方向的标准米、X方向的标准米可以各自约定，并非说一定要找到这样的一个物体：在Y方向与Y方向标准米重合，转到X方向与X方向标准米重合。后者不是约定必须满足的条件，而只是你认为需要满足的一个条件，注意，你喜欢的不等于是必须的。 至于哪个方向的长度或哪个方向的光速，当在不同的方向有不同的计量结果时，那是需要强调的，这不是问题。 |
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“至于哪个方向的长度或哪个方向的光速，当在不同的方向有不同的计量结果时，那是需要强调的，”
------------------------- 这就是关键。 如果你在两个方向约定不同的单位长度，当然可以测量出两个方向有不同的光速。但这毫无意义。 必须在两个方向规定相同的长度单位，而且真能测到两个方向有不同光速，那才能证明你的约定有愿意。 你认为伽利略变换和洛仑兹变换可以同时成立，这是你的规定。但不可以用约定来证明你的观点。你的约定可以与两种变换相符，就象在时空图中画的一样。但这远远不够。必须拿出更让人信服的东西来，否则这些约定就都是没用的。 |
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老刘，看来你很难想明白这种“相对”的关系了。我再说一遍，请仔细理解：
1、站在牛顿力学的角度，没有人能得出牛顿力学在两个方向约定的长度单位不同。 2、站在相对论的角度，没有人能得出相对论在两个方向约定的长度单位不同。 3、只有站在一个理论来看另一个理论才会得出对方在两个方向约定的长度单位不同。 例如，站在牛顿力学的角度，会得出相对论在两个方向约定的计量单位不同，而不会得出自己在两个方向约定的计量单位不同。于是，站在牛顿力学的角度，按你的说法，则成了“相对论下之所以在两个方向的光速相同是因为相对论在两个方向约定的计量单位不同”，而不是“你在两个方向约定不同的单位长度，当然可以测量出两个方向有不同的光速”。 老刘，只有排除内心的障碍，你才能理解和懂得这些东西的意义所在，才会清楚洛伦兹变换、伽利略变换的本质就是人类的规划或人类约定的结果。 |
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这3条都没错啊。
但站在某种理论的角度看，是有问题的。 只所有有“光速不变”产生，就是因为人们无法测到光速的变换。包括每天都出现的周期性的光速的快慢变化。 不是说随便约定一下，就可以有光速不变了。如果能测到光速周期性变换，并且能达到某个量级，那根本就不会有“光速不变”的出现。 不是你约定光速在每天有 几十公里/秒 的周期性变换，就可以的 。 这有什么想不明白的吗？ |
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老刘，你能理解这三条很好，更希望你能理解的透彻一些。
实质上，光速不变与这三条有着相通的道理，也是所有想通过测量单向光速否定相对论光速不变者难以逾越的思维障碍。 测量长度、时间需要约定一定的基准，基于基准本身，没有人能够通过实验证明基准变了，你能明白这一点非常好。但是，对于相对论的光速不变，其实也是同样的道理，你似乎还无法明白这一点。 与测量长度、测量时间一样，测量物体从一点到另一点的速度，必须约定一个能够协调异地时钟关系的基准或参照。比方说，你可以约定“移钟对钟”，则这个移动时钟的速度就是约定的速度基准，在这种约定下，没有人能基于这样的约定证明这个移动时钟的速度不等于所约定的速度大小。 即，想要测量物体的单向速度，无论是牛顿力学还是相对论都必须在做出异地时钟的对钟约定，这种约定一定是直接或间接地包含了“基准速度”的约定。在“光回路速度不变”可以确保的情况下，相对论的“光速不变”其实就是相对论约定的“基准速度”，作为基准速度，没有人能够在相对论中证否“光速不变”这个约定。在“光回路速度不变”的基础上，如果你的实验得出光速不等于c，那一定是约定了不同的速度基准。 最后，特别解释一下“光回路速度不变”。相对论的“光速不变”是任意方向的，至少包括正反两个方向的速度基准，如果没有“光回路速度不变”作前提，则这种“光速不变”约定本身就可能存在不相容，所以必须强调“光回路速度不变”能够成立。倘若我们只约定光在某个方向的速度等于某某值，则无需“光回路速度不变”作前提。 |
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测量单向波长就可以确定单向光速。约定单向波长每天都在周期性的变换，不一定不可以，但未必符合事实。
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能理解时空变换、光速不变实质的，目前很难超过两个人。没有一定的理论基础，想理解清楚“光速不变”的实质确实有些难为你。
请认真参悟下面这段话： 如果所约定的基准本身是自洽的，则基于所约定的基准，没有任何人能通过实验证明所约定的基准不成立。 一个典型应用： 如果一个理论基于光速不变来对钟（相当于将光速约定为速度基准。为确保约定自洽，须以“光回路速度不变能成立”为前提），则在该理论下，没有任何人能通过实验证明光速是变的。 |
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约定本身是有很大局限性的，不可过分抬高其位置。你说的不能通过实验证明光速是变的并不正确。
可以用很简单的实验证明，在空气、水、和玻璃中，光的波长有很大不同，我做过这样的实验。以时钟为基准的光速实验，西安-东京实验结果，也分明指出了两个方向有不同的光速。 仅有约定是不够的，必须给出更有力的证据。即使只有少数证据支持你的观点，而多数证据并不支持。但这种基于事实的证据，没有是不行的。即使等将才来有也是可以的，但没有是不行的。 |
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约定应该要有必要性和合理性。
国际单位制的基本单位实际上都是一种约定，有些国家仍然使用英制，也并非不可行。当然也可以有其他约定，例如，c=1 . 我原来看过 科学哲学 证伪论 。后来发现，证伪其实并不正确，经受检验则是必须的。约定也不能例外，必须经得起检验，或者得到约定之外的事实的支持。也就是说，即使并不总是正确，但也必须有正确的时候。这样才有意义，才具有合理性。 |
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还有一种约定称其为假设可能更合适些。例如，光速不变，爱因斯坦最开始想起来的时候，应该就是个假设。
老宋的约定多属于此类。为了说明这些假设或约定的合理性，必须能得到更多证据的支持。 |
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我们可以假设客观事实如何，而不能约定客观事实如何，约定不是假设。假设的是需要验证的，而约定在于规定和选择，约定是不可验证的。
约定可以建立在理论范畴或事实之上，也可以建立在假设的基础之上，但不要因此把约定与假设混为一谈。结合相对论来说，我们可以选择或约定以“速度c不变”为前提建立一套理论（并不具体指明是那种信号或物体），只要逻辑是自洽的，则不论现实中是否存在所说的信号，这套理论都是成立的，其中的约定不属于假设。至于这套理论能否在现实中应用，那就需要看在现实中能否找到满足“速度c不变”的信号。所以，对于相对论来说，其基本理论框架是没有问题的，关键在于“光”能否满足“速度c不变”，只要证明“光回路速度不变”能够成立，则“光速不变”就能成立，相对论在整体上就是正确的（不排除存在瑕疵）。 这些东西可能不好理解，可以将这些暂时放到一边。还是回到前面所说的问题，为什么会有约定、其作用是什么，你一直没有回答，如果没有思考过这样的问题，又如何能评价约定和约定的作用？ |
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没有不可检验的约定。包括光速不变。
网上也曾出现过声速不变，似乎理论上也说得通。只是恐怕经不起检验。不敢面对检验，那其理论何以立足？ 没有绝对真理，任何理论都不可能无条件的成立，无条件的正确。有条件的成立，甚至少数情况下正确的理论，如果没有被更好的理论所覆盖，则也应该是有可取之处的。但必须要经得起检验。 想要一个不用经受检验的“约定”是不可能的。 |
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足够的前提才能获得唯一的结论，约定的作用在于为获得唯一结论而补充欠缺的前提，之所以需要约定是因为这些前提不具有唯一性。
即，当一个前提有多个可实现的选项时，其任何一个选项都是成立的，约定就是从多个可实现的选项中，按照人们的意愿所进行的选择或规定。正是这样的原因，没有任何人能通过实验证明你不能这样选择或一定这样选择，这也是任何一个理论都一定有一些不可证因素的原因所在。 比方说，我们已经知道“光回路速度不变”，则在这种情况下，没有任何人能通过实验证明：光速必然是不变的，也没有任何人能通过实验证明光速一定是可变的。因为，决定光速大小的并非只有光本身，还需要有其他的前提条件，而这些前提条件是需要人为补充约定的。 想搞清楚这些道理，不妨从简单的问题开始思考。请思考，如果仅仅只有一个物体，你能否获得该物体的速度？为了获得该物体的速度，我们还需要有哪些前提条件？ |
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人为约定一些前提是可以的，但必须连结论一起，都要接受检验。
“光回路速度不变”本来就是错误的。光纤陀螺中的光纤就是一条回来，正因为两个方向通过回路的光速不同，光纤陀螺才能工作，只不过它可以测的是角速度，而不是速度。但回路光速并非不变是显而易见的。 张元仲在“狭义相对论实验基础”中，是坚持回路光速不变的，为了坚持相对论的正确性，给我打过一次电话。我问写书的时候，知道Sagnac实验吗？他说知道，问他知道迈-盖实验吗？他说不知道。我问书中为什么没记载Sagnac实验？（书中给人印象，似乎记录了所有重要的与光速有关的实验） 张元仲的回答是，不收入书中自然有他的理由。显然这是最重要的与光速有关的实验之一，但收录到书中，对其坚持 回路光速不变 恐怕会带来麻烦。迈-盖实验同样证明 回路光速不变 不成立。 总之，不论是不是成立，检验是必须的。 与数学不同的是，数学问题用一种方法证明就够了。而科学问题则需要用所有可能的方法来证明。 多种方法检验的结果可能会是，有些情况想成立，有些情况下不成立，这样就成了什么情况下成立的条件问题了。 |
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如果在某坐标系S中“光回路速度不变”是成立的，则在相对S旋转的坐标系中光回路速度不变是成立的，狭义相对论针对的并不是这些相对S旋转的非惯性系。所以，你说的情形并不能否定“光回路速度”不变。
简单地说，如果证明在某惯性系中“光回路速度不变”是成立的，则在这样的前提下，不能证明（在惯性系下）“光速不变”是否成立的必然性，这与公理公设的必然性不可证是一样的道理。可惜得很，人们一直没有掌握其不可证的理论基础，总是不遗余力地试图证明这些不可实验证明的东西，且很少有人回头想想为什么。 如果你想否定“光速不变”，唯一的途径就是：你能够证明，在任一坐标系、任何计量规则下“光回路速度不变”不成立。而特别说明的是，即使证明了在任一坐标系、任何计量规则下“光回路速度不变”不成立，洛仑兹变换仍然能够成立的，总是可以通过计量的约定，使得不同惯性系之间“速度c不变”成立。 提示一句，不要轻视基本理论的研究，在没有搞懂基本逻辑之前，不要再盲目地证明不可证的东西。 |
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公理是数学概念。科学意义上，一切都需要验证，在条件允许的范围内。不论 回路光速不变 是否成立，实验检验都是必不可少的。爱因斯坦以光速不变为原理，不过是他非常自信，可以以此推导出正确的东西。但不是说可以不受检验。爱因斯坦恐怕也没有这样说过。
逃避检验的想法本身，就是不可取的。 |
