四、“物体运动速度值的上限为无穷大”与“无特殊参考系”一一对应

4.1 一理论要求“无特殊参考系”，其必定要求“物体运动速度值的上限为无穷大”

“物体运动速度值的上限为无穷大”就无特殊参考系，若有上限就必然存在特殊参考系；“绝对时空”里才无特殊参考系、并一一对应，“相对时空”里必有特殊参考系、并一一对应。

回顾物理历史，即使忘记了“伽利略相对性原理”要求“物体运动速度值的上限为无穷大”才无特殊参考系的本质、而只知道“伽利略相对性原理”要求“无特殊参考系”，都应该能从“伽利略相对性原理”要求“无特殊参考系”的本质倒推导出其要求“物体运动速度值的上限为无穷大”的本质才对；即一理论要求“无特殊参考系”，其必定要求“物体运动速度值的上限为无穷大”、并仅在“绝对时空”里自洽。

可是，自牛顿之后的物理界与数学界都没有想到这个问题；由此，我们更加知道数学家兼物理学家牛顿的伟大。

“光速不变”数学式就是F（vg，C），正确的类有特殊参考系的“洛伦兹变换”、有特殊参考系的“洛伦兹变换”分别为：

类有特殊参考系的“洛伦兹变换”运动坐标表达式，

x’=（x-vgt）F（vg，V），F（vg，V）=1/√1-（vgvg/VV）

y’=y，

z’=z，

t’=（t-xvg/VV）F（vg，V），vg为物体与特殊参考系的相对速度

有特殊参考系的“洛伦兹变换”运动坐标表达式，

x’=（x-vgt） F（vg，C），F（vg，C）=1/√1-（vgvg/CC）

y’=y，

z’=z，

t’=（t-xvg/CC） F（vg，C），vg为物体与特殊参考系的相对速度

因此，在不知物体运动速度有上限的牛顿（1643-1727）时代，牛顿因为相信物体运动速度值的上限为无穷大，所以牛顿没有否定要求“物体运动速度值的上限为无穷大”才无特殊参考系的“伽利略相对性原理”与“伽利略变换”F（v，∞）而提出“绝对时空”力学理论；所以，在牛顿时代将“伽利略相对性原理”表述为“物理规律在所有惯性系里都有相同的形式”是可以理解的。

而到了知道运动速度有上限的爱因斯坦（1879-1955）时代，不知道“伽利略相对性原理”是要求“物体运动速度值的上限为无穷大”才无特殊参考系的本质，还坚持“伽利略相对性原理”的爱因斯坦得到的只能是错误的“闵时空”；这时，还将“绝对时空”里无特殊参考系的“运动规律在所有惯性系里都有相同的形式”的“狭义相对性原理”表述为“相对时空”里无特殊参考系的“物理规律在所有惯性系里都有相同的形式”就是不应该了。

4.2 从麦克斯韦方程组的发展历史看“狭义相对性原理”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“爱因斯坦变换”在低速情况下的近似；在“爱因斯坦变换”中，我们以无穷大值代换光速C，就可以得到“伽利略变换”。

在“爱因斯坦变换”中以无穷大值代换光速C就可以得到“伽利略变换”，说明爱因斯坦已经知道在“绝对时空”里自洽的“伽利略变换”要求“物体运动速度值的上限为无穷大”；当“伽利略变换”中的无穷大值代换成光速C时，“绝对时空”里的“伽利略变换”就演变为“闵时空”里的“爱因斯坦变换”了。

所以，在爱因斯坦看来“绝对时空”与“相对时空”都无特殊参考系，时空差别仅在于速度有无上限。那时，爱因斯坦即使不知道“物体运动速度值的上限为无穷大”与“无特殊参考系”一一对应的关系，而仅知道“伽利略相对性原理”与“伽利略变换”等价都要求“物体运动速度值的上限为无穷大”的关系，都不会坚持“伽利略相对性原理”而发展出更加错误的“相对性原理”。

现在我们就从麦克斯韦方程组的发展历史看“狭义相对性原理”、“伽利略变换”要求“物体运动速度值的上限为无穷大”才无特殊参考系的本质。

当1865年麦克斯韦（1831-1879）提出麦克斯韦方程组时，方程组是假定运动速度值上限无穷大、并对“伽利略变换”协变。那时，科学界已经不知道“物体运动速度值的上限为无穷大”与“无特殊参考系”一一对应的等价关系了，所以一边假定运动速度值上限无穷大、一边还说方程组有地面做为特殊参考系。这与牛顿一边相信运动速度值上限无穷大、一边还想着“绝对静止系”一样。

麦克斯韦方程组，采用CGS单位制，

高斯定律:  

高斯磁定律:  

法拉第电磁感应定律:  

安培定律（带入麦克斯韦方程组） 

后来，当得出C=1/√μ0ε0，光被证明同样是电磁波、并有一速度值C时，方程组就把速度上限无穷大值改为C，这样方程组就自然不再满足“伽利略相对性原理”、不再对“伽利略变换”协变。那时，科学界说方程组不再满足“伽利略相对性原理”与“伽利略变换”、但还是说有地面为特殊参考系（大质量天体地球的本征万有引力场系）；其实就是对有特殊参考系的“洛伦兹变换”F（Vg，C）=1/√1-（Vg Vg /CC）=1/√1-（Vg Vgμ0ε0）协变，这时已经说对了的。

而后来进入爱因斯坦的“相对论”年代，科学界依然不知道“物体运动速度值的上限为无穷大”与“无特殊参考系”一一对应的等价关系，而认为“伽利略相对性原理”与“物体运动速度值的上限为无穷大”无关了。

一旦认为“伽利略相对性原理”与“物体运动速度值的上限为无穷大”无关，那么“伽利略相对性原理”就看似不但适用“绝对时空”里的经典力学、还适用“相对时空”里的所有物理领域了，那名字就变成“狭义相对性原理”了；而此时说“狭义相对性原理”适用于该方程组、并方程组中的光电磁波速有一定值C，那自然就认为它对无特殊参考系的“爱因斯坦变换”协变了。

而实际却是当方程组中光电磁波速有一定值C时，它就与“相对性原理”数学矛盾而不再对“绝对时空”里的“狭义相对性原理”或“闵时空”里的“爱因斯坦变换”协变，而是对“相对时空”里的有特殊参考系的“洛伦兹变换”协变。

可见，他们不但不知道了“相对性原理”要求“物体运动速度值的上限为无穷大”才无特殊参考系的一一对应本质，还不能从“相对性原理”要求“无特殊参考系”的本质中倒推出其要求“物体运动速度值的上限为无穷大”的本质来。

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述应该是：当方程组是假定电磁波速无穷大时，这时方程组满足“伽利略相对性原理”、并对“伽利略变换”协变，无特殊参考系；而当方程组把电磁波速无穷大值改为C时，就是在数学本质上不再对“相对性原理”、“伽利略变换”、“爱因斯坦变换”协变，电磁波运动所在区域的万有引力场系为特殊参考系，对“相对时空”里有特殊参考系的“洛伦兹变换”协变。

4.3 从伽利略、牛顿、爱因斯坦的历史局限性看“相对性原理”的数学本质

宇宙中的光速值相比于人类运动的速度值是非常大的、光在1秒钟可以绕地球赤道7圈多，人类运动的速度值在光速面前是几乎可以忽略不计，所以与地面保持声速以内的“伽利略大船”因速度慢、物体间的相对运动速度用“伽利略相对性原理”与“伽利略变换”计算得到的值与物理实际仅存在10的负12～17之间的精度偏差（迈克逊的干涉仪都达不到这个最高精度），非常接近而几乎察觉不出来；所以才使伽利略认为“伽利略变换”与“伽利略相对性原理”是对的一样而发现不了错误。因此，在伽利略（1564-1642）的年代，他提出这样错误的感性认识与“地心说”、“重物先落地说”一样正常。

而到了牛顿（1643-1727）时代，物理与数学的结合研究已经达到非常高的密切程度了，数学分析已经做为研究物理的必需工具了。这时，知道“伽利略相对性原理”无特殊参考系本质、并相信运动值可以无限大的牛顿与同时期的物理科学家都不应该支持“伽利略变换”与“伽利略相对性原理”的，因为他们都已经知道与承认“日心说”了、牛顿知道有万有引力场还提出万有引力定律了。但牛顿还是不清楚“日心说”主要物理精神与万有引力场物理在时空理论中的逻辑关系与地位本质，而仅认为“伽利略变换”、“伽利略相对性原理”与他认为的物体运动速度值的上限为无穷大是符合的，所以牛顿他们才没有在数学分析与逻辑上推翻“伽利略变换”与“伽利略相对性原理”而持“绝对时空观”。

可到了爱因斯坦（1879-1955）时代，物理历史上早些年都已经证明与测量到光速值是有限值了、爱因斯坦自己后来都已经提出了与“日心说”主要物理精神相一致的万有引力场理论了，可爱因斯坦最不应该的居然犯了连牛顿都不会犯的错误、还坚持与运动值有上限相矛盾而错误的“伽利略相对性原理”，意识不到“物体运动速度值的上限为无穷大”与“无特殊参考系”之间的对应关系。牛顿若知道物体运动速度值是有上限的话，他马上就能证明“伽利略相对性原理”是错的。

所以，爱因斯坦一边说“绝对时空”与“伽利略变换”是错误的、并提出时空是相对的观点，一边却没意识到“绝对时空”、“伽利略变换”、“伽利略相对性原理”、“狭义相对性原理”数理等价关系，还把时空相对的观点建立在与“绝对时空”等价的“狭义相对性原理”上；一边已经认识到“运动值不能无限大”，一边还继续扩大“伽利略相对性原理”的错误使用范围，参考系相对化。在他重新提出“狭义相对性原理”的过程中，对“伽利略相对性原理”与“狭义相对性原理”的数学分析与理论逻辑根据全无、强行假定与规定的毛病完全暴露；这样，再伟大的“思想实验”都是不可靠、错误的。

因此，那种不理解“绝对时空”、“伽利略变换”、“伽利略相对性原理”、“狭义相对性原理”数理上等价都要求“物体运动速度值的上限为无穷大”才无特殊参考系的本质、而在推翻“闵时空”与“爱因斯坦变换”后还想回到“绝对时空”里牛顿物理的想法，更是错上加错。

所以，“光速不变”数学式构建的“相对时空”才是真正数学上自洽、并符合物理的“相对时空”，它没有像“闵时空” 与“爱因斯坦变换”那样在“狭义相对性原理”上出错；其有特殊参考系的“洛伦兹变换”F（Vg，C）才是“相对时空”里有特殊参考系的“物理规律在所有参考系里都有相同的形式”的正确表达式。