再总结（关于Sagnac效应以及迈-莫实验在惯性系和非惯性内的解释）

      关于Sagnac效应以及迈-莫实验，在本论坛讨论了十多年。其中在2010年，我与黄德民先生讨论后，我专门写了一个完整的文章来论述，本打算发表的，但后来想想其中所包含的内容都可在前人的零零碎碎叙述中找到的（当然，我的2010年文章还有发表的必要，只是一直没有去实行）。我这里总的说一下最基本的要点：

其实，无论是地球参考系还是Sagnac光纤陀螺参考系，都是非惯性系，因此，这些实验证明了两点：（1）光波的四维短程线（距离）ds=0；（2）光速（在非惯性系）可变。说明：ds的平方ds^2=c^2*dt^2-dr^2-2*g*cdt*dr. 从ds=0，就可以求出光速（近似值）dr/dt=c+gc, c-gc （g的物理含义，就是由于地球自转或者参考系自转所导致的等效“引力磁势”，它其实就与克里奥利力有关。从ds^2=c^2*dt^2-dr^2-2*g*cdt*dr，可以导出牛顿力学的克里奥利力）。所以，非惯性系内，光速本来就可变，第（2）点是第（1）点的产物。迈-莫实验与Sagnac效应，其实证明的恰恰是光波的四维短程线（距离）ds=0，而这就是相对论发展过程中的核心（迈-莫实验的“零结果”与ds=0密切相关）。

光波的四维短程线（距离）ds=0，在惯性系中，等价于“光速不变”。但迈-莫实验其实是在地球这个转动系中做的，地球不是惯性系，所以，迈-莫实验实际证明的恰恰是“光速可变”以及光臂在等效“引力磁势”作用下长度改变。在迈-莫实验中，光速变不变（同时伴随光臂在等效“引力磁势”作用下长度变不变），压根不重要，重要的是只要ds=0即可（这才是迈-莫实验在惯性系和非惯性系中都能得到的精髓结论；迈-莫实验的“零结果”与ds=0密切相关）。

只不过在历史上，把“地球是非惯性系、光速可变、ds=0”解释为了“地球是惯性系、光速不变、ds=0”，有点歪打，但这并不影响我们去建立发展相对论，因为在这个问题上，ds=0才是重要的，才是相对论的精髓核心（对光波），这一条它没有歪打。事实上，地球虽然是非惯性系，但我们其实也可以假设在一个惯性系内观察迈-莫实验，肯定也是干涉相位“零结果”。

对迈-莫实验，我的结论是：在非惯性系中，光速可变，同时伴随光臂在等效“引力磁势”作用下长度改变，迈-莫实验最终是“零结果”，只要ds=0；在惯性系中，光速不变，无等效“引力磁势”， 迈-莫实验也是“零结果”，只要ds=0。是否把地球看作惯性系，不是核心问题。

     同样，对于Sagnac效应，也是如此（但细节有点不同）。我们可以在一些大学物理实验教材上，发现推导Sagnac相位，有两种方法：（1）观察者在惯性系内看光纤陀螺，认为光速不变，无论正向、反向传播的光波，波速都是c（我这里不考虑光纤介质折射率），Sagnac相位差只是转动的光纤陀螺“追光”引起的；（2）观察者站在光纤陀螺（非惯性系）上，认为光速可变，正向、反向传播的光波速度是c+v, c-v，Sagnac相位差是由于光纤陀螺自转速度v引起的。这两种观点得到的“Sagnac相位差”结论是一样的。实际上，因为所选参考系不同，第（1）种解释是狭义相对论的；第（2）种解释是广义相对论的（光波速度c+v, c-v，这个v就是ds^2=c^2*dt^2-dr^2-2*g*cdt*dr中的等效引力磁势gc）。

     像黄新卫等，就是因为只看到皮毛上的现象，根本就没有深入到对这些解释的推导本质中去，把惯性系、非惯性系内的两种解释，混为一谈，才导致了他自己的不解和谬误。

JIAN QI SHEN

2015-12-9