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非常感谢刘先生能将论文Email给我。在拜读刘先生《环球通讯》全文后，才知道我们以前的讨论还处在国际时间系统，全球坐标系，国际米定义，GPS系统等外围问题上，这些外围问题的分歧来源于刘先生的逻辑基础——环球光缆通讯理想实验。
现在我们来考察一下环球光缆通讯理想实验吧。 环绕地球赤道铺设一条光缆，在光缆上一点A向两个方向发出光脉冲，则在光缆内自西向东和自东向西传播的脉冲回到A点所经历的时间，在地心惯性系看来应当是不一样的。而刘先生认为，在光缆参考系看来，两个方向传播的光脉冲相对于光缆的速度应当是一样的，因而应当同时返回A点。这形成了一个矛盾。如果光缆参考系的观点正确，则相对论错误。如果相对论正确，则在光缆参考系看来，光缆的长度就有两个值，并进一步挑战国际米定义，以及全球时空坐标，等等。 刘先生计算时差时，没有对地球引力场的影响作广义相对论修正，但对问题的本质而言没有影响，因此我们可以把地球抽去，剩下一个在真空中24小时转一周的周长4万公里的环形光缆。 真空旋转光缆实验中，静止参考系（也就是ECI）看来，两个方向的光脉冲不过是圆周上的相遇问题和追及问题，所用时间当然是不同的。计算时差时，运动光缆中的光速要用相对论速度合成，否则不会有时差。 问题在于，这种情况下没有一个惯性系能消除光缆的运动，能让光缆在其中静止的参考系是以光缆圆心为原点的旋转参考系（ECEF）。因此刘先生所说的“在光缆看来两个方向传播的光速应当一样”中暗指的只能是这个旋转参考系。 然而，旋转参考系不是各向同性参考系，不同方向，不同地点的光速就是不一样，这不仅不与相对论矛盾，反而是广义相对论一般坐标变换所要求的。 举例来说，在逆时针旋转参考系中，R>c/w（w是旋转的角速度）的地方就只有顺时针运动的物体，而没有逆时针运动的物体，连光也不例外。这里光速显然是各向不同的，逆时针的光速是负值，在R缩小的时候，逆时针光速会逐渐变成零，再变成正值，但始终小于顺时针光速。（附带说一下，广义相对论中光速不变原理是“固有光速不变原理”，也就是局域惯性系中的真空光速不变。地球引力场中没有一个参考系能在全局范围内消除引力场的影响，也就是没有全局惯性系；但这个离心力场可以被任一惯性系在全局内消除，任一惯性系都是全局惯性系） 对光缆中的光速也不例外。也就是在光缆（ECEF）看来，两个方向传导的光脉冲速度就是不一样！一点也不矛盾。ECEF中的表观现象在广义相对论中与ECI是自洽的。 定量的计算需要广义相对论，刘先生在发表论文前先请教一下广义相对论专家吧。 否则这篇论文的发表不是相对论的悲哀，而是刘先生的笑柄了。 |