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关于《狭义相对论》中光速恒定问题的讨论
太多的人觉得爱因斯坦的《相对论》（此处特指狭义相对论）存在着问题，故而反对者与维护者自该理论创立之日起，便就掀开了持久的论战。 结合本论坛的名称——挑战相对论-西陆论坛-西陆网，不难想见此论坛里的朋友，必然大多都是意欲挑战相对论的探索者。当然我们还会发现，在此论坛里日常活动的朋友中，抑还有相当的部分并不认为相对论存在什么问题，所以这里通常显得也很热闹。 虽然来此论坛已有了好几年光景，但是并不能说已悉数拜读了全部的帖子。不过仅就看到的帖子而言，似乎还未发现有一方将另一方完全给说服的，故此不免感叹：相对论——你好顽强！ 在下不才，也想倒腾一下《相对论》。不过，为了丰富讨论，同时避免自说自话，故而诚邀感兴趣的朋友，尤其是认可相对论的朋友共同来参与讨论。 如果你认为相对论正确，那么欢迎你来讨论。
本帖的论题是——惯性系中的光速究竟是否恒定
~刘振永 |
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通过长期的探索与研究，可以有足够的理由认为（或论据证明），惯性系中的所谓光速恒定，只能是闭合回路中的平均光速恒定；而单程光速则往往并不恒定，除非在那个唯一优越的特殊惯性系（绝对静止参照系）中。 在爱因斯坦的《狭义相对论》中，明显其是认为惯性系中的单程光速恒定的，而这也正是其赖以推导出洛伦兹变换的基础。 现在我们想要做的，正是要把光速恒定这个神话给戳一下，以此表明相对论并不是主流学界所推崇的那般坚挺！ ~刘振永 |
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对【2楼】刘先生说：
除了真惯性系有光速各向同性性质，其它运动参考系都不是惯性系，都没有各向同性的光速。单程光速不恒定是肯定的。 在S'系，对于任意闭合回路的平均光速有两种测量方法： 第一种方法是，分别计算出往和返的光速c1和c2，然后取平均，这样可以得到恒定的光速c (c1+c2)/2 =[(c+V))+(c-V)]/2 =(L/T1+L/T2)/2 =c 这种方法可以得到光在真惯性系中的物理光速c，但需要在回路两端点各设置一个绝对同时的钟表。 第二种方法是，在光回路的一个端点用单一时钟测量光的往返时间T=T1+T2，然后求出光的往返光速 c'=2L/T =2L/(T1+T2) =2L/[L/(c+V)+L/(c-V)] =c-V^2/c =c(1-V^2/c^2) =c/γ^2 在S'系，采用往返光速能准确反映光在一个回路中传播一个来回所用的时间。 这两种方法，相差一个V^2/c。前者测得的是物理光速c，后者测得的是和参考系速度相关的、和回路方向相关的回路光速。回路光速c'是和γ^2成反比的，运动参考系S'速度V越大，回路光速c'越小，是非线性关系。 这里也反映了：洛伦兹因子并非相对论所有，它是一个经常会遇到的以V为变量的组合系数。 |
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刘先生： 你说的那个“优越的特殊惯性系”，就是我定义的那种真惯性系：其中有处处相对静止的、密度均匀的场物质。 这种真惯性系中，光具有各向同性的特点，即各个方向光速都为c。但我说的这个c并不是指现行物理上的定义光速c，而是指在该惯性系范围内场物质密度下的真空中的物理光速。真空中物理光速只相对于介质——场物质。对于在宇宙中不同地点选取的局部范围，场物质密度不同，该c有不同数值。但对既定的真惯性系，该c是恒定的。 理论上的真惯性系是无限大的，现实中的真惯性系是局部的、近似的。在处处充满引力场的宇宙中，大范围绝对静止的参考系存在，但不可捉摸。但局部的、在一定范围内能近似满足“场物质密度处处均匀、和参考系相对静止”的参考系却能够找到。 在宇宙中处处都有运动着的天体，场物质会受到这些质心的作用，被天体运动所带动，并引起密度梯度。这种天体及周围空间是有心惯性系。以自然天体为基准物的参考系并不是真惯性系，只有天体表面很近的东西方向，才可能出现水平方向的局部又局部的偏惯性系。偏惯性系往往只表现在某个方向上光速同性，并不能在所有方向上各向同性。这些问题我在jiuguang先生的《惯性系再讨论》中有过详细讨论。 相对论在惯性系问题上根本没有搞清楚。他们对惯性系以往的定义是：牛顿力学定律在其中成立的参考系。这个定义是极其含糊不清的，根本没有可操作性。什么叫牛顿定律在其中成立？ 比如说，我定义的这种和场物质相对静止、场物质密度处处均匀的真惯性系是牛顿运动定律在其中成立的参考系。那么在我这个真惯性系S中V速匀速运动的参考系就不能是惯性系。如果V很小，如V=0.0001c，它是惯性系的话，那V=0.9999c时它还是惯性系吗？显然，不具有静止场物质的高速参考系，不能作为惯性系。那这个速度V是多少就算或不算惯性系了呢？相对论对此并无概念，哪怕是些须的理解也没有。事实上，只要V≠0，参考系内有-V场，它就不是惯性系。 相对论的惯性系概念定义是含糊的、不准确的、无任何可操作性。我看到了这一点，致使我对惯性系进行了一番定义。我定义在空间中的一个局部范围，有密度处处均匀、和参考系相对静止的场物质，该参考系就是真惯性系S。在真惯性系中做匀速V直线运动的、不能带动场物质的、只有-V场物质的参考系为运动参考系S'。运动参考系并不是惯性系。有了这个理论上的定义，操作起来就得心应手了。 这就是我的一把理论利器，用它抨击相对论或和相对论者辩论就很顺手。有了它，我就指出计算洛伦兹因子的两个参考系必须有且只能有一个是真惯性系。我根据它也指出：计算洛伦兹因子时用的V不能是两参考系的相对速度，它必须是真惯性系中的绝对速度。有了这个真惯性系和运动参考系的定义，讲理、分析问题就可以井井有条了，就不会有想道却道不出来的情况出现了。 在以往的相对论中，都一直误以为V是相对速度，因此他们才有了“相对惯性系做匀速直线运动的参考系也是惯性系”的错误观点，他们以为运动参考系也是惯性系，也和惯性系平权。因此才出现了在静系S中静止的一把尺子，在运动参考系S'中看会缩短；如尺子在运动参考系S'中静止，在静系S看也缩短。他们的“平权”就会产生互相看都缩短的错误说法。 这些都是公然写在教科书中的东西，俎栋林先生的《电动力学》中就有：静系S的农民非要说10米的杆长是8米。我用我定义的真惯性系和运动参考系的性质，把他完全否定了：在真惯性系中，测量动的、不动的物体，测量长度不会缩短（物理致缩因素除外）。 相对论的这些错误，都是永远不可修复的错误。 |
| 补充说明一下：【3楼】说的两个测量是光回路和S'速度V方向平行时的。 |
| 麦克斯维尔方程组得出的光速是相对于特定参照系的光速，它并不支持：相对于特定参照系运动的参照系看来，该光速也应该为C。 |
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不可能有任何方程组或数学方法推导出光速来。
早期人们能够测量光速时，关心的是精确度，后来又发现光速会因介质或自身频率的不同而不同。 |
| 也请不要用参考系说事，任何速度都是有参照物或参照点。我们通常说的速度、如果没有特别说明，都是相对于地球上固定点的速度，如有必要则需要选择一个坐标系。 |
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热烈欢迎各位参与讨论！ 普林先生的观点有不少地方可圈可点，思考问题也相当的深入。 王晓斌先生说的是实情，麦克斯韦推导出的电磁波恒定速度确系相对于一个特定的参照系。 丁明良先生的观点刚露冰山之一角，尚不便判断。 本帖旨在探讨普通惯性系（经典理论体系中所谓的惯性系）中的光速是否恒定问题，这关系到《狭义相对论》的根本。恳请本论坛里认可相对论的朋友也积极地参与讨论，毕竟真理愈辨愈明；而及早发现问题、解决问题，对大伙来讲，都不失为是一件有益的事情！ ~刘振永 |
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迈克尔逊干涉实验的零结果，被作为否定以太的证据，就现在的认知来说是很苍白的，任何在大气较为稠密的地方做的实验都无法逃脱消光原理的束缚，甚至真空环境也无法摆脱消光原理的束缚；由于消光现象的存在，可以说张元仲先生所著的《狭义相对论实验基础》一书中的所有光速不变的实验都是没有说服力的。
物理学把物体的质量作为一个跟运动状态相关的可变因素、而把作用力作为一个跟运动状态无关的恒定因素，这是物理学存在的诸多问题的根源，有必要通过实验澄清这个问题。 要想解决问题，必须做一些新的实验。实验1：把迈克尔逊干涉实验放在空间站上来进行，光路应该是高真空状态，激光的频率较高，以此消除消光原理的束缚。实验2：静电荷和运动电荷间相互作用力的实验。 |
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都邀请几天了，然而认可相对论的朋友却没人愿意进来讨论，实在难以理解！ 各位那曾经意气风发的科学探索精神，真的被时间老人领走了吗？ ~刘振永 |
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对时间本质的理解错误，是错误的相对论产生原因。物理中的所有物理量，都是比较量，都是有基准的。其它物理量，如长度、质量等都是可以直观感受到的量，唯独时间这个物理量最特殊，它看不见、摸不着，唯一能明时间存在的途径是必须借助于运动对比。爱因斯坦的关于狭义相对论的许多言论，表明他对于物理量，特别是时间的来历根本没有意识到这是对比的结果。
其实相对论这些对速度、时间、长度等物理量的错误理解，我完全可以用齿轮、齿条、齿轮轴上架设的可移动平台、给予完全的揭露。 在真惯性系中X轴用一条无限长的齿条代替，比如每米有1000个齿。这些齿距就是坐标刻度。 这个齿轮有半径R，齿轮上有轴，轴上架个平台就是小车。我可以用安装在齿轮上的测量向心力元件测量转速，确定时间基准、齿轮转动的总次数代表小车在X轴上的总位移。比如我在测力传感器上得到0.1微伏的信号确定了齿轮在齿条的上的速度是1米/秒，我就可以得出总位移对速度的积分得出总时间。当然这都是理想的理论实验。不要较真齿轮速度能不能接近光速等实现问题。大家会发现，一旦速度被定义下来，时间秒也就定义了下来，不可随便更改。 |
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实际上，光速不变原理为狭义相对性原理所包含，或说是它是狭义相对性原理的一个子原理，相对论之所以把它突出，一是对钟（同时性定义）二是定量。
更明确说，它们是一对连体兄弟，一荣俱荣、一损俱损。砍去一个，另一个不能存活，现有的实验证明了这点，理论出要求这点。 |
| 地面附近真空中光速是299792458标准米/标准秒，相对论中的光速不变是维持表面数值299792458不变，但后面的单位不给你保证，怎么能比较出不变的结果？ |
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相对论把带到S'系上尺的长度L0给约定成了L'，这对恒定速度V的S'系来说，L'依然是恒定的。相对论又把尺两端的钟用中点对钟法对成了相差Δt的钟，在V恒定不变的情况下，这个Δt也是恒定不变的。也就是说，在尺的两端，永远存在绝对同时下看：B端尺头示数是t、A端尺尾示数是t+Δt的钟表。B钟得到来自中点C的对钟光信号比尺尾的A钟晚了Δt时间，因此若B钟的指示时刻在t时，A钟的指示时刻已经是t+Δt了，这是因为先对好的钟显示时间示数大。对相对论来说，这就是同时的两钟。 按照相对论，S'系的光速在这样的尺和钟的约定下已经是不变的c了。我们来看看是不是这样？从尺的A端发光到达B端，用时为Ta=L'/c，从尺的B端发光到达A端，用时为Tb=L'/c。因为c是不变的c、L'是恒定不变的L'，所以T=Ta=Tb。安装在尺头B处的时钟在指示时刻t向A发一闪光，A端接收到闪光的指示时刻应该是t+Δt+Tb；在A钟指示的t+Δt时刻也向B端发一闪光（按照相对论，A、B互射闪光是同时的），A闪光到达B端，B端的钟表应该指示在t+Ta。 因为Ta=Tb，所以两端都在“同时”发出闪光后的T时刻，分别接收到对头发过来的光。 我这个分析有哪个地方存在错误吗？特别希望相对论人士指出。 但是，事实果真会如此吗？由于在参考系S'中存在的是视在光速c'，因此两方向光速并不同。它们分别是c1'=c-V、c2'=c+V，所以它们走过相同的距离L'需要的实际时间并不同，Ta并不等于Tb。光并不按照它的约定按照不变的c在S'系中正、反方向传播。相对论一厢情愿地约定光速不变，可是真正的物理光并不领这个情。它一如既往地按照真空中光速在真惯性系中传播着，在S'系你们只能看到视在光速c'!安装在尺两端的钟表显示会给出无情的答案！ |
| 如果我说得不错的话，相对论并不能在它的S'系中，使用它约定的长度和用它的对钟法校对出的两钟，测量出两方向均等的光速c。 |
| S'系正、反方向的光速是物理上不相等的，它并不能在不同时的“同时”时钟下测量出相同的光速。假如说，你创立了一种时间和长度的约定，并依此制造出特殊的尺和特殊的钟，使用你的这些测量工具，真的能测出两个方向光速都是相同的，你的理论也是有用的理论。反之，你理论了几百年都和实际不沾边，那就都是空话。这就好比，我在大街上看到熙熙攘攘来往的人，我说他们都是死人一样，是属于睁着眼睛胡说八道。我如何向你们解释也没人信。比如我说，在我的约定下，我指的死人是自己会活动的，我指的活人是指僵硬了不会动的，和你们的死人不是一个概念，我只是同名不同义。没有正常人可以接受这种约定。相对论指的光速不变，就如同我把活人说成是死人的道理完全一样，都是停留在口头上的，它既不能改变事实，也没有判断手段。 |
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相对论的问题很浅显，也不高深，只是比较隐蔽；关键是如何发现问题，说明问题。就像耍魔术一样，一旦你知晓了底案，那么事情就会表现得出奇的简单！ ~刘振永 |
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关于《狭义相对论》中光速恒定问题的讨论
太多的人觉得爱因斯坦的《相对论》（此处特指狭义相对论）存在着问题，故而反对者与维护者自该理论创立之日起，便就掀开了持久的论战。。。。。。。。 ~刘振永 ]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] 之所以“反对者与维护者自该理论创立之日起，便就掀开了持久的论战。”，是因为，人类至今没有发现相对论两个原理的破坏，同时，人类至今也没有找到这两原理的正确性的确切依据。 实际上，这个观点是双关语。从反证法角度说，如果采用相反的假设——绝对参考系原理，单向光速可变的回路光速不变原理，重建“相对论”，理论的结果与现在人类观察到的现象（实验）也是一致的。 比如，绝对参考系原理要求运动质点的总能量为绝对参考系空间的函数，能理场梯度等于外合力。因此，动能，质增（质增来自动能的那份贡献），时滞，尺缩因子k为相对参考系速度v及参考系相对于绝对系速度V0的函数，记作k=k(v,V0). 一只时钟沿闭合曲线运动回到出发点，在环路积分中V0项恰好被消除，k=k(v,V0)式计算结果与相对论一样。 另一方面，一个点电荷会因运动而具有磁场，磁矢势A 是绝对系空间坐标的函数，记作A=A(V0,V)。光波沿闭合曲线运动回到出发点，磁矢势A=A(V0,V)中的V0项在环路积分中恰好被消除，从而得出回路光速不变的结论。 实际上，同地比较时间、回路光速、质点组内能、保守场能等，都是不依赖于相对性或绝对性假设的直接观测量，两种理论计算结果必然相同。 比如，在转动盘的横向红移实验中，光速可变使得光线偏离原来的垂直于光源运动方向，带来一级多普勒效应，这个效应恰好把带V0项抵消。这类实验表明光速不变和相对论假设是连体兄弟，一荣俱荣，一损俱损。 |
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既然刘振永先生想讨论相对论问题，我这里请先生先回答：为什么牛顿方程会说，绝对系是不存在的？
如这个问题能准确回答，则说明我们有讨论的基础。 |
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发此贴的目的是想讨论惯性系中的光速是否恒定这个问题，不知吴先生扯进来“牛顿方程”和“绝对系是不存在的”要干什么？ ~刘振永 |
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惯性系有两种，一种是绝对惯性系，即参考系中的场物质是绝对静止的、密度处处均匀的参考系。这种绝对参考系是适合在理论层面上讲述的概念，但不实用。因为我们无法在宇宙中找到任何一点观察它周围的所有场物质都是绝对静止的，所以它不可得。 第二种是真惯性系，它去掉了绝对的修辞。真惯性系放弃了要求场物质绝对静止的要求，它只要求在广大空间中，存在一个范围，在该范围内，场物质和参考系相对静止，处处均匀。这里的处处均匀也不是绝对意义上的均匀，而是对讨论对象来说，其不均匀度的影响可以忽略时，就可以认为是均匀了。因此能够满足真惯性系的场合，在宇宙中就可以有无数个了。在所选定范围内，同规模的真惯性系只有一个。在真惯性系中匀速运动的一切参考系，因其没有相对静止的场物质，所以都叫运动参考系。运动参考系总有相对参考系的-V场，而它在真惯性系中有绝对速度V。 不存在绝对参考系，并不是不存在真惯性系，相对论的一切问题都可归结于真惯性系和运动参考系之间的问题。我们把真惯性系和运动参考系之间的关系搞清楚了，绝对参考系的问题自然就消失了。 |
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其实相对论有一个重要问题并没有解决好，那就是高速物体长度究竟有没有真的物理收缩。
如果真有物理收缩，那么这种收缩绝不依赖于非绝对同时测量。也只有真的收缩，才会有物理效应。中点对钟法，对没有光速各向同性的参考系来说，对出的不是物理同时的钟，因而它并不能作为测量手段而支持尺缩。如果物理存在尺缩，用绝对同时的测量一定能测量出来。 如果物理上不存在尺缩，仅仅是采用了不正确的测量手段，测出尺缩，就没有任何意义。如果物理质增是存在的，它绝不依赖于不同时测量。它采用不同时测量，在它的所谓“同时”下测量出静尺的尺缩，并没有考虑到相对参考系S'有-V速度的静尺在绝对时间差ΔT内走过的距离。如果把这个差异加上去，大家会看到根本不存在尺缩。 |
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相对论与牛顿力学的很多概念（含计量单位）是同名不同意的，两者有区别也有联系，最多只有一个坐标系中，相对论与牛顿力学的同名概念等效，而其它坐标系不等效。
光速正是这样的一个概念，除了牛顿力学和相对论共同具有光速各向同性的那个坐标系，其它坐标系中，相对论的光速与牛顿力学的光速指称的是两个不等的物理量，是两个不同的概念。所以，相对论的光速不变与牛顿力学的光速可变没有冲突，对应各自的理念都是成立的，以相对论的光速不变来否定牛顿力学的光速可变是错误的，以牛顿力学的光速可变反对相对论的光速不变也是错误的。 |
| 一个理论是否反映客观真实，要看它和实验结果对得上对不上。其实我们就可以测量A、B两个方向的单向光速来确认理论的正确与否。相对论可以用在中点对好的钟，测量两个方向的光速，要注意，要的是单向光速，不是回路光速。 |
| 由于S'系拥有-V场物质，无论如何怎么折腾，比如改变约定、改变计算算法，都不能把回路光速和单向光速都测量成一致。这就是严酷的事实。在运动参考系S'，没有静止的场物质，因此不可能出现真惯性系S中那样的回路光速等于单向光速的情况。在S系，两种光速相等是真惯性系的固有性质。在S'系，本就没有这种固有性质（不但单向光速不同，回路光速也不同），你即使费尽心机，也得不到两种光速相等的结果。改变约定也照样是顾了脑袋不顾屁股。 |
| 我们经常使用的光速c是基于测量值的定义光速。它含有299792458这个数值，还有标准米/标准秒的这个单位。那么光速c的物理意义就十分明显了，它的数值和计量单位是配套的，这个数是不可和其它非标准单位配套的。任何改变了计量约定的单位，都不可使用这个数。凑出来的光速c不变，不仅违法，也没意义。在这点上，很多反对相对论的人士，如童正荣先生、柏青山先生也都有共识。但是，爱因斯坦和相对论拥护者却没有这个认识。他们以为，只要适当调整长度和时间的比值，就能保持光速不变。这是任何一位有物理知识的人都不能接受的。长度是物体真实占有的空间距离，它是有内容的：比如一米长度的直线上有多少场物质数量。长度是物体固有的属性，它是靠和基准米比较得出的，不是靠不同时对两端进行测量得出的。时间是运动物体自身的耗时率和运动距离的乘积，也是有一个标准运动对它进行衡量的。这两者都不是和橡皮泥那样可捏可塑的。 |
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不管在物理上，还是在数学上，我们都要求概念的精准性，即一个物理概念不能有很多意义。牛顿力学的光速是和参考系有关的速度，单位时间内，光在所在参考系内的直线位移视为光速。物体的长度也是在相同时刻，物体两端在参考系中的坐标之差来定义的。时间也是物体运动过程中，基准对比物运动的次数。
【25楼】宋先生说“同名不同义”、“两个不同的概念”，那就要相对论拿出自己的“义”来，对不同的概念也要向大家有个交代。我们知道，不同的概念是无法进行比较的。我们若不较真，他们就混用概念、混用量纲、混用单位、混用数值。把不能比的说成“相同”、“不变”。我们较真时，他们就拿含有这两短语的话来搪塞你。 比如一条钢轨，上面有长度刻度。一个V速运动的车厢在钢轨上运动，我们要测量车厢的长度（车厢长度不变），就要同时读取车厢两端在钢轨上所处的瞬间刻度，把两个刻度值相减即为车厢长度，或测量车厢的头、尾先后经过同一刻度的时间差，把它和已知速度相乘得到长度。这些道理初中生都懂。如果这是课外作业，估计99.9%的学生都会做对、做好。很可能有那0.1%的笨学生，会先测量了车厢头部瞬间坐标后，再跑向车厢尾部看瞬间坐标，将两坐标相减得出车长。这样测量出的车长必短。他如果先看车厢尾部瞬间坐标，再跑向车厢头看瞬间坐标，这样的车长必长。不同时测量就是这个效果，它测量出的车长度不符合事实长度。这个测量长度不仅和车厢的速度V有关，还和测量者的速度v有关。原长是25米的车厢比如测出了30或20，也都不能再用米来表示了，要用如“芈”这样的单位表示。而20芈、30芈也不能和25米比较后声称短了或长了。 |