< 追寻现代科学的思想源头 >
        一般地，存在问题的理论其问题的原因多数不在于理论的过程，而在于其理论的前提。现代科学的方向性错误是以数学理念来解决物理的问题。
        科学的事情说起来容易，做起来难。不过感恩时代的进步，网络带来了学术的繁荣。现在，物理研究院以外的物理探索工作被源源不断地发现，不管怎么样，这给沉寂已久的科学带来了新的思想潮流。当然科学的繁荣时代也存在不如意的事情，我们的很多学者在分析相对性理论作为现代物理学的一大支柱理论，意识到其中存在很多问题的时候，可能没有准确地找到就其物理学意义而言相对性理论这一理论的根本问题是什么。也许，我们也意识到科学重要的问题是发现新的更好的理论，然而这可能是另外的遥远话题。目前我们面临的紧迫问题可能是认识现有科学主要是在什么样的地方走偏了路，然后发现科学更好的思路。今天更为迫切的事情，我们必须知道一个世纪以来，科学真正的困惑问题是什么。那么科学真正的困惑问题是什么呢？
        明显违背常理的思想，比如光速不变原理，当然也是科学的问题，但是仔细想来光速不变原理应该不是现代科学的思想基点和科学困惑问题的起点。科学的很多问题最后总是出乎人们的意料之外。也许现代科学困惑问题的起点在于我们都认为非常合理的原理之中。
        大概由于相对性原理的确原理本身拥有很能够吸引人的思维倾向的许多优点，导致我们忽视其中深层问题的存在。很多反对相对论的学者也始终觉得这一原理很有道理，本书作者曾经也是这样。90 年我大概完成了给运动粒子质量变大、速度极限、时钟走慢、寿命延长等物象描绘形象图景的任务。在此后的一段时间里物理规律的普适性说法也曾经吸引了我的笃信。后来，我逐渐意识到这种意义上的相对性原理也可能是有问题的。科学伟人的思想总是超越常人的理解思路，跟着光波运动考察光波，静止的光波说明 Maxwell 电磁场机制此时停止了工作，这话非常有道理。但是我最近突然发现，如果说这一想法是天才的思考，我们早应该根据声波跟不上飞机的奔跑早该抛弃了声波的波动方程和整个朴素力学体系。
        一个世纪以前的那个年代，很多科学家希望找到一个运动的普适参照系，然而寻找绝对参照系的实验总是失败，这使他们站在运动的相对性和绝对性这一分岔路口上徘徊，Einstein 将他们引向基于运动相对性的理论。当然在以后的年代里，很多不满足于抽象和矛盾的数学方法的科学家们，曾经走回到这一科学的分岔路口，希望找回那个失落的以太模型。也许是以太的空气动力学的发展困难，人们每次走回到以太的思路总是没有成功。时光一晃已是一个世纪过去了，科学很多旧的问题依然没有解决，新的理论的不断发现并没有阻止科学新的困难问题的不断出现。这让我们想起了过去，想起了沉积已久的问题。本书作者作为工科学者思考物理的问题，再一次走回到这个科学的分岔路口，我们会有什么新的发现呢？
        本文作者认为这一运动相对性问题是物理科学走向纯数学风格的起点，这也应该是一个世纪以前物理科学形象思路和抽象思路的分岔路口。本文专题分析运动相对性这一中心问题，希望人们从中知道科学偏离正常轨道的问题根源。所谓运动的相对性，是指相对运动事件可以作为独立的物理事件。所谓运动的绝对性，是指相对运动事件不能作为独立的物理事件。运动的相对性，这方面的问题最初是 Galileo 提出的，Galileo 认为船里的人不能根据船里的物象判定船是否在运动。当然相对性理论的相对性思想不仅于此，这一理论强调事件的存在本身是相对的，而物理规律却是绝对的。由于理论强调事件存在本身的相对性，比如相对论认为篮球只是在我们看来是个圆球，篮球无谓真实的圆球形状。基于这样的理论思想特征人们把这一理论称为相对论，当然这是题外话。
        当然善良的学者们相信相对性原理，事情可能也有另外的原因，这个年代，如果我们连自己老祖宗的相对性原理都怀疑，科学中还有什么我们可以相信的东西呢？反对相对论的人们都不怎么怀疑相对论的这一原理，更不用说职业物理学者有多相信相对论这一相对性原理了。不过，当今科学的相对性原理可能已经远不是过去那个朴素的相对性原理，这个问题我们很多学者大概是没有充分地意识到。这个问题待后文详细解说。那么，人们都注意相对论那些问题呢？我觉得他们可能只是注意相对论的树枝问题和树叶问题，对于长在地下不容易看到的树根问题，在他们眼里有问题与没有问题似乎没有多少差别，这多少是一个遗憾的事情。我们的许多学者可能没有思考过这样的问题，对于一棵觉得它挡道的大树，摘其几片树叶，砍其几根树枝，能够让他死去吗？所以，认准科学理论的思想基点及其中心的问题是发展科学的首要问题。
        通过分析科学思想的因果链条，我们认为，科学的问题归结为运动相对性问题，归结为引力场空间是不是空间的问题，或者说归结为相对运动事件能不能作为独立的物理事件的问题。但是问题是，我们真的笃信了引力空间真的等同于几何空间？我们真的不曾怀疑基于这样的思想之上建立的相对性原理说的可能仅是物象世界的一类表面图象？！的确，如果引力空间等同于几何空间，船是否运动对于船中的任何实验结果应该不会发生影响，地球对于在地球上进行的任何实验没有任何影响，科学思想的因果链条是衔接的。但是问题是，事情真的是这样吗？我们真的相信地球对于地球上发生的物象行为没有丝毫影响？

        < 相对性原理的产生和发展 >
        Galileo 首先意识到人们有时候坐在船里感觉不到船的运动这个道理。他以此向人们解释地球可能是运动的理由：我们曾经把运动着的船当作静止于水中的船，所以我们也可能把运动的地球当作了静止的地球。的确，我们不能根据人在船里跳起能够落回原地来说明船静止在水中，因此也不能根据人在地面上跳起能够落回原来的地面说明地面不在运动。后人把 Galileo 这一思想发现，称为相对性原理，意思是事物之间的相对运动不影响及于事物的内部过程，也不受到事物在更大空间范围里运动的影响。比如地球绕太阳的运动作为一个相对运动现象，它不会影响地球自转的快慢变化，地球绕太阳的运动本身也不会受到太阳系在茫茫银河中运动的影响。相对性原理后来有一个理论性的说法是，对于一个相对于惯性系作匀速直线运动的物质系统，其内部所发生的一切物理过程，都不会受到物质系统作为整体在空间中作匀速直线运动的影响。相对性原理，不管编书的人采用哪样的说法，都给人一种道理自明，似曾相识的感觉，抑或还多一分无缘优先发现的感叹。不过，相见无须恨晚，物理学从来没有永恒的原理。请注意作者在 ' 空间 ' 一词上做了标记。
        Einstein 注意到电磁现象的相对性问题，那么什么是电磁现象的相对性呢？‘ 导线不动、磁体运动’和‘磁体不动、导线运动’在产生电流效果方面是相同的。电磁学中的平常知识我们熟视无睹它的深刻意义。然而，伟人却总结出其中的普遍理论意义。电磁物象仅与物体之间的相对运动有关，与各个物体在宇宙空间的绝对运动无关。伟人还注意到另一个普遍意义的问题，即相对性原理中所说的物象是指包括力学现象在内的所有物象：把在地球上做过的任何实验送上行星轨道不会得到与地球上不一致的结论，比如 Michelson 实验。如果相对性原理的说法是正确的，我们得到这样一个推论，地球对于地球上的 Michelson 实验没有任何影响，以及地球对于在地球上进行的任何实验没有任何影响。这似乎又很象是一个明显错误的说法。是不是大家已经发现伟人头脑中的自身矛盾的地方，即：相对性现象试图说明物象与相对运动有关，相对性原理又试图说明物象与相对运动无关。物象到底与相对运动有关还是无关？也许伟人自己可能并没有注到意自己头脑中的矛盾问题。应该说，伟人应该注意到他自己意识到的相对性现象是对于相对性原理的否定，也许他有协调这方面矛盾的思路，他可以把某种物象解释为观测效应。把磁场力的问题说成是电场力变小的问题，继而认为这是一种相对运动观测效应。也许伟人自己也可能曾经注意到电磁相对性现象应该是驳斥相对性原理的很好的知识证据。但是这个问题一直来总是被科学忽略了。也许，相对性现象是指物质组织（电磁场）中的相对运动，相对性原理是指空间（引力场）中的相对运动。问题又回到了空间的问题，回到了空间是不是/空间/的问题。也许科学最大的遗憾是人们缺少引力物质组织构筑的空间概念，不过这是题外话了。那么引力场与电磁场为什么有如此天地之差的不同效果呢？电磁场的问题是相对性现象问题：物象与相对运动有关；而引力场问题是相对性原理问题：物象与相对运动无关。引力场中的运动问题符合相对性原理，不符合相对性现象。电磁场中的运动问题符合相对性现象，不符合相对性原理。比如，动体中的由原子组织而成的材料，它可以统计身边电子的运动受力趋势来推测动体这个 ' 船 ' 的外部整体运动。如果我们不怀疑磁场可以破坏相对性原理的有效性，为什么引力场就不能破坏相对性原理的有效性呢？为什么引力场就没有引力相对运动效应即引力相对性现象呢？也许是引力涉及的问题更为广大，引力问题显得更为重要。也许是实验结论逼迫我们接受离奇的物理学思想。当然我们也可以认为电磁现象的相对性现象中的问题是电场磁场破坏了相对性原理的有效性。电场磁场的穿透性导致动体对于电场磁场，已不是 Galileo 说的那条封闭的 ' 船 ' 。从这一意义上说，相对性原理还是基本有效的。不过，Einstein 相对性原理是无船相对性原理，后面会讲到，物象的封闭性是无条件的。
        其实，伟人自己进一步创立的广义相对性理论大概研究的就是物体在引力场中运动的细微效应。所以，很多人们指出，某种意义上说伟人自己的广义相对性理论完全否定了他自己早期创立的狭义相对性理论和回到了绝对论。关于两个相对论之间的矛盾，我不再重复很多学者的观点，也许科学的童年时期，人们没有一个足够合理的思想方法基础，只有以格局化方式构造科学的理论体系。其实，相对论者们要是能够认为狭义理论中所说的很多事情其实是一种相对于时空结构运动的实象效应，整个相对性理论也许将会具有更加强大的理论威力。理论这一改革的代价只不过是理论牺牲了参照系的平等性而已，却大大增强了整个相对性理论的逻辑自恰性。也许这一相对性理论已经错过了这样发展的机会，也许人们担心理论进行如此的改造有损于狭义相对性理论的逻辑整体性，也是相对性理论退化为一个经验性的知识体系和走回到 Lorentz 的电磁学理论。
        对于 Einstein 相对性原理有一个文字解说，一个惯性系中进行的任何实验无法确定该惯性系相对于其它惯性系的运动速度。相对性原理有程度不一的多种表述，后文会说到。细心的学者如果注意语义的表述不同，可以意识到伟人对于相对性原理的理解更富有数学操作的内容。严格的学者可能已经注意到这些表述其实说的是多种意思不同的操作内容。相对性现象和相对性原理本来可能是一些简单的问题，即物象行为与物象与环境之间的直接相对运动有关，与其它的间接的相对运动无关，相对性原理应该不是物理学普遍意义的规律。

        < 绝对光速是 Maxwell 电磁场理论的推论 >
        好长的时间里，我认为，要说相对论有问题，可能的错误根子是光速与观察者的速度无关的假设。相对论的这一假设的确非常刺眼，太违背常识、也惹人反对。很长时间里，我还是没有想到光速与远处观察者的运动状态无关是 Maxwell 电磁场理论的推论。我想很多反对相对论的学者至今可能也没有领悟到这一点，依然犯着我早年时候的迷糊。要不，好像他们怎么会只知道反对相对论的光速不变性假设，而很少反对 Maxwell 电磁场理论呢。后来我想到，Maxwell 电磁场理论得到电磁波的传播速度就是光速并没有说明相对于那个参照系，大概是最早的光速参照系无关思想。正如赵峥先生写道：“19 世纪末页，Maxwell 把 Coulumb 、Ampere、Faraday 等人长期积累的实验定律总结成简明的方程组，即 Maxwell 方程组。该方程组表明电磁场是以波的形式真空中运动，运动速度为一个常数 c。也就是说，电磁波在真空中的传播速度是恒定的。进一步的研究表明，光波就是电磁波，c 就是光速”。Maxwell 是一个笃信的机械论者，得出后来导致彻底破坏机械论基础（绝对时空）的推论，可能是他自己也没有想到的。
        Einstein 相信光的传播具有奇异性质可能有他自己的奇怪想法，也可能多少受到 Maxwell 电磁场理论的影响。光速的绝对性的主要内容，是这样一种假设，观测者的运动不应影响对于光速的测量结果。的确，科学如果认为光速是 c 是个物理规律，那么根据相对性原理，应该可以推出光速具有全方位意义的不变性。后来的人们笃信光速的不变性可能有 Maxwell 电磁场理论和相对论等理论方面的原因，也有实验方面的原因，比如 Michelson 的实验。当然，在 Maxwell 看来他的光速可能是相对于以太而言的，他可能也没有要求他的方程组在某种坐标变换上保持不变的形式。但是，后来的人们接受将相对性思想扩大到电磁领域的说法，这可以理解。然而为什么相对性思想再进一步扩大到声波问题就有 ' 说不 ' 的理由了呢。也许大家要说，声波是媒质波，光波是真空波。看来，真空是否存在可能是另外一个关键的问题，也是科学令人遗憾的地方。不过在这里，这暂时是个题外话。
        从全方位光速不变是 Maxwell 电磁场理论的推论这一点上说，相对性理论也许只要一个前提假设就够了。实在是不理解，Einstein 为什么不把光速的参照系不变性当作 Maxwell 电磁场理论的推论来处理。或许 Einstein 是一个逻辑严密的学者，他可能觉得事情正象 Galileo 相对性思想不能推导出全方位声速不变，Maxwell 电磁场理论和相对性原理也不能很严密的推导出绝对光速思想。不管怎么说，我们是有很多办法省去绝对光波运动假设，可是 Einstein 还是把绝对光波运动作为相对论的前提假设。也许是他觉得只有一个前提假设，那个相对性原理太孤单了，多放上一个原理做陪伴，或许是为了避免人们对于绝对光波运动的疑问，说‘这是假设’，一切疑问就没有了。如果 Einstein 认为绝对光波运动是 Maxwell 电磁场理论的推论，即使人们要指责这方面的问题，可以避免指责相对论，把人们指责的视线转移到 Maxwell 电磁场理论的推论。也许伟大的 Einstein 愿意自己受到指责，不愿意其他人代他受过，也许是他在自己的理论前途未卜的情况下不愿意将 Maxwell 的电磁场理论拉下水，或者保护了电磁场理论免受攻击是保护相对论的一种战略考虑，即保护了相对论的后方基地。或许伟大的 Einstein 不认为他的理论是一个电磁学后续理论，而是一个物理学原理理论。总而言之，Einstein 的选择是正确的，或许更正确的选择是，应该把绝对光速假设去掉代之以真空存在假设。也许这些问题都是题外话。
关于相对性理论的两个前提假设，有人在 BBS 上做了以下几点逻辑分析：
        1、其实狭义相对性原理并不保证光速不变，也不保证 Maxwell 方程组的相对论不变性。就像牛顿力学里的相对性原理不保证声波的波动方程 Galileo 不变一样。
        2、思考一下：Newton 力学中测量不同参考系中的声速也能区别不同的惯性系吗？牛顿力学也是有相对性原理的呀！
        3、Maxwell 方程组的相对论不变性是比相对性原理更强的假设。它的来源是实验上发现的光速不变性，或者说是人们相信以太不存在的这个信念。可以说，Maxwell 方程相对论不变，是相对性原理，和以太不存在的共同结果。
        4、如果以太存在，那么狭义相对性原理将不能保证光速不变，光波将会和声波一样，光速只对以太不变，如果以太在运动，那么光波的波速就会是两者速度的叠加。这时，不同参照系得到的光速不同，所以我们可以区别不同的参照系，这是因为我们有一个特殊的参照系：以太的静止系。就像我们在不同参照系里测得的声速不同，纯粹由于我们有一个特殊的参照系：空气（或其他介质）的静止系。

        < 回顾 Lorentz 的电磁学理论 > （摘自《黑洞与弯曲的时空》一书）
        Lorentz 认为，哥白尼学说是对的，地球不可能是宇宙的中心，不可能相对于绝对空间（以太）静止。光行差实验的结论也是对的，地球相对于以太运动，在以太中穿行。那么，迈克尔逊的干涉实验为什么测不出以太漂移速度呢？他认为，这是因为相对绝对空间运动的物体，会在运动方向上有一个收缩。例如，一把尺子如果沿相对以太运动的方向放置，那么该尺会发生收缩。……Lorentz 认为，相对性原理不对，电磁规律也并非在任何惯性系中都相同，Maxwell 电磁理论只对绝对参考系成立。他建议用 Lorentz 变换替代 Galileo 坐标变换，并认为任何相对于绝对空间运动的物体都会在运动方向上发生收缩。他还认为，Lorentz 收缩是一种物理效应，这种收缩导致原子发生形变，会引起原子内部产生应力并改变电荷分布。正当他们对此进行研究时，爱因斯坦发表了相对论。

        < 相对性思想的背景问题 > （摘自《黑洞与弯曲的时空》一书）
        如果我们坚持相对性原理，认为电磁规律与力学规律一样，都应遵守相对性原理，那么我们必须修改 Maxwell 方程组，或者放弃 Galileo 坐标变换。当时人们普遍认为 Galileo 坐标变换是相对性原理的数学体现，坚持相对性原理，就应该坚持 Galileo 坐标变换，坚持前者而放弃后者是难以相像的。然而，Maxwell 电磁理论是被大量实验事实验证过的（应该说仅是地面静止实验室方面的实验），修改 Maxwell 理论也是不可能的（应该说难度很大）。
        以当时电磁学权威 Lorentz 为代表的一批理学家，主张放弃相对性原理，保留 Maxwell 理论。但认为 Maxwell 理论只在相对以太静止的惯性系中成立，即只在相对绝对空间静止的参考系中成立。
        电磁理论与相对性原理的矛盾也在光学实验和光速测量中表现出来，既然光是以太波动，以太相对于绝对空间静止，那么以太会不会被介质带动呢？例如，地球绕太阳转动，它不可能相对于绝对空间静止，那么，运动的地球会否带动周围的以太呢？我们知道，水中的运动物体有时会带动周围的水运动，空气中的运动物体也会在一定程度上带动空气运动，所以，在以太中运动的地球，似乎也有可能带动周围的以太。但是，天文观测中的光行差现象表明，地球是在以太中穿行的，地球似乎没有带动以太。光行差现象是天文界早就知道的，已被大量的观测精确证实。因此，应该认为地球不带动周围的以太。（这一推测有问题，汽车带动汽车内部的空气，但是我们还是能够观测到雨的后飘现象。）于是，有人想测量地球相对于以太的运动速度，这一速度也就是地球相对于绝对空间的速度。测出这一速度，不仅能证实绝对空间的存在，而且能具体描述地球在绝对空间中的运动。迈克尔逊等人做了大量精密的干涉实验来测量“以太漂移”速度，即地球相对于以太的速度，但是，测量的结果在误差范围内是零。这表明，地球相对于以太是静止的。原因只可能有两个，或者地球相对于绝对空间（以太）静止，或者是地球带动了自己周围的以太一起运动。……
        地球可以带动自己周围的以太这一推测应是正确的图像，不过这一推测是今天学者的猜测还是过去那个时代学者也做过这样的猜测，已经变得不再重要，因为科学的历史已经让我们感到遗憾，时间不可能倒流。也许科学的背景总是那样地存在，科学的走向在于科学理论的引向。

        < Einstein 的相对性思想 > （很多文句摘自《黑洞与弯曲的时空》一书）
        Einstein 深受奥地利物理学家 Mach 的影响。Mach 不相信牛顿的绝对时空观，他勇敢地从哲学的角度批判 Newon 的观点，Einstein 十分崇拜 Mach，深信他的观点，认为一切运动都是相对的，根本不存在什么绝对空间。所以，Einstein 认为相对性原理必须坚持。另外，Maxwell 电磁理论是总结大量实验得出的结果，有坚实的实验基础，也不应该怀疑。只有 Galileo 坐标变换，貌似合理，其实并无可靠的实验依据。所以，Einstein 放弃了 Galileo 坐标变换。
        Einstein 不知道 Lorentz 的工作，也没有注意 Michelson 实验导致的疑难。他考虑的是 Fizeau 实验。这是一个研究流动的水是否带动以太的实验。结论是以太被水部分地带动，但没有完全带动。这一结果也与光行差现象矛盾，光行差现象表明介质（地球）一点也不带动以太。在仔细考虑上述试验矛盾以及 Maxwell 电磁理论与 Galileo 坐标变换的矛盾之后，Einstein 认识到，把 Galileo 坐标变换看作相对性原理的数学体现是没有根据的。相对性原理与 Galileo 坐标变换并不等价。他认为下面三者存在矛盾，不可能都正确。（1） Maxwell 电磁理论。（2）相对性原理。（3）Galileo 坐标变换。
        Einstein 意识到，Maxwell 电磁理论、相对性原理、Galileo 坐标变换三者之间有矛盾，并不可能都正确。Einstein 和 Lorentz 都认识到科学有必要进一步的深入认识，但是对于重新深入思考的工作点难免因人而异。Lorentz 认为，相对性原理不对，电磁规律也并非在任何惯性系中都相同，而 Einstein 采用另一种做法，放弃了 Galileo 的坐标变换，采用 Lorentz 本人推导出的坐标变换。由此，一个伟大的理论和一个从电磁学土壤上成长的科学巨人展现在地球人的面前。
        应该说，Maxwell 电磁理论有可能是物象原理，相对性理论可能也是一种物象规律，Galileo 坐标变换也仅是理想性的数学问题。科学的痴迷事情有时真是让人不能理解。

        < 相对性原理感到意外的天文观测结论 >
        或许世界是相对与绝对的统一，现代科学过于强调了世界的相对一面。
        相对性原理有一个著名的推论，即无法找到一个绝对的惯性系。不过事情到了 1965 年，戏剧性的事情发生了。下面小段文字摘自谭暑生教授《狭义相对论的新探讨》一文：
        现在，面对宇宙背景辐射等实验事实，许多著名的物理学家都认为应当恢复以太假设。Bergman 认为，在宇观尺度上，相对性原理被破坏了；宇宙背景辐射只在一个独一无二的参考系中各向同性，在这个意义上，那个参考系代表“静止”。Weiskov 认为，无论如何，观察到的 2.7K 辐射决定了一个各向同性的绝对坐标系；Michelson 和 Morley 的梦想变成了现实，即找到了我们太阳系的绝对运动，不过不是相对于以太，而是相对于光子气。Stapo 认为，2.7K 背景辐射定义了一个优越的参考系，利用它可以决定事件发生的绝对顺序。协同学创始人 Hearken 也认为，狭义相对论否定了特殊参考系的存在，但是宇宙背景辐射却成了一个绝对的参考系。Rosen 甚至认为，宇宙学的最新发现要求回到绝对空间的观念。胡宁认为，在 Michelson 实验的零结果和以太模型之间并不存在任何矛盾；在某种意义上，前述 400 公里／秒的速度可以看作是 Michelson 所要测量的地球相对于以太运动的速度。他认为，宇宙背景辐射各向同性分布所决定的坐标系可以看作是真空的静止坐标系；相对性原理的适用范围应有一定的限度。

        < 相对性原理和坐标系变换 >
        一般地，人们认为 Galileo 坐标变换是 Galileo 相对性原理的数学表述。如果我没有说错，也许，科学的最初偏差就在这里。今天，我想问大家，Galileo 相对性原理和 Galileo 坐标变换是不是等效呢？
        首先，Galileo 问题中的地球和船是一个有限的空间范围，坐标系则是一个个体积无限的重叠空间。举个例子，我们在封闭的系统里不能通过测量声速各个方向上不一样来发现封闭系统的运动状态。封闭系统内部的声速各个方向一样并不违反 Galileo 的相对性思想，但是这一规律仅在船的内部成立。非常明显，对于船里的人来说，运动的轮船或风中的轮船船壳外面的声音马上就不是各向同性的。其实很多规律都只能在有限的空间里成立，无法在无限的坐标系中成立，更无从奢谈在多个坐标系中同时成立，即符合 Galileo 坐标变换的不变性要求。我们不能根据船里的实验结论不加思考地推测船外面的物象。但是，事实上我们喜欢根据船里的实验结论简单地推测船外面的物象。我们的科学喜欢根据光波来到地球以后相对于我们的速度来推测光波来到地球以前相对于我们的速度。
        假设运动的船内部世界有变慢效果，假设船内部所有的时钟都会因于船这个世界相对于海水的间接摩擦影响而走时变慢。船里的实验也不会发现这一现象，这一系统现象也不违反 Galileo 相对性原理。但是显然，简单的 Galileo 坐标变换不能准确描述这一系统现象。简单的 Galileo 坐标变换会得出运动的船中的时钟走时速度不变的结论。我想，只要细心的读者，读者自己可以举出更多的物象，它们符合相对性原理但不符合 Galileo 坐标变换。
        不能够发现系统的外部运动的现象不一定符合相对性数学变换的要求。其实那个年代所有已知的系统内部物象都是不能够发现系统的外部运动的物象（现代的微波背景观测除外），所以 Galileo 得出结论，不能根据船中的物象判定船是否在运动。但是显然，不是所有的表述物象的规律都可以从局部领域成立扩展至无限坐标系空间，且都符合 Galileo 坐标变换。
        以上分析明白地告诉我们，Galileo 相对性原理和 Galileo 坐标变换是两个问题，两回事情。相对性原理与相对性数学变换不存在等效的问题。其中关键的隐形原因我们现在已经清楚，即不能把船这个有限的参考物代替为无限的坐标系，把局域领域的规律推广为整个坐标系中无限空间的规律。
        所有的无限空间的坐标系操作对于物理来说本来就是错误的。就 Galileo 变换而言，连热膨胀也变换不出来。1 米米尺立在北京海拔 0 高程，米尺顶端高程 Z = 1 米；将米尺移到广州，立于海拔 0 高程，根据 Galileo 变换，我们得到米尺立在广州 0 高程，米尺顶点高程 Z = 1 米。其实这是错误的，为什么呢？由于广州气温高，实际上 Z = 1.0001 米 > 1米。当然这里的问题，我们假设北京的米和尺是标准的。无限空间的坐标变换本来就是数学游戏，却当作了物理原理。科学就是这样可笑。当然本质上说，Galileo 变换是正确的，但是实际问题操作起来，这种简单的变换了连 Newton 的问题也描述不了，却希望解决电磁学问题，也真是历史笑话。
        与此类似，Lorentz 变换也不与狭义相对性原理等效。比如说，Lorentz 变换排斥万有引力定律，但是，朴素相对性原理并不排斥万有引力定律。我们不可能通过地球上的引力实验推测到地球这个系统在太阳系中的运动情况。但是，Coulumb 定律的 Lorentz 变换不协变，我们推测万有引力定律可能也不在这一意义上是协变的。引力类定律在相对性理论里很长时间以来已经不是物理定律。我想，这绝不是仅仅是个心理和感情的不愿接受问题。为什么描述基本力作用的算式不是物理的原理，而描述运动的算式却成了物理原理了呢？
        对于 Maxwell 电磁场理论与 Galileo 坐标变换之间的所谓矛盾问题，我认为至少对于业余学者这是一个很专业的问题。很多相对论学者可能没有很专业的感觉，任何事情理解了就不象一个专业性的问题，没有理解就觉得它是一个专业性的问题。对于相对论学者，这肯定不是一个很专业的问题。如果这样的问题都觉得很专业，那如何学习完那么多的相对论知识呢。可以发现反对相对论的学者中很少有学者论述这一问题，很多反对相对论的学者看来也很少思考这个问题，很少有人想到相对论的问题根源是 Maxwell 电磁场理论与 Galileo 坐标变换之间的矛盾。足见这个问题要么比较隐藏，要么有某种程度的理解难度，或者说这是一个很专业的问题。
        一个本不是复杂的坐船问题被合理地或不合理地数学化以后，成为只有少数专家们才知道怎么讨论的深奥问题，也就成了很少有大众学者涉及的专业问题。很多反对相对论的学者花很多精力分析绝对光速的逻辑矛盾和 Lorentz 变换中的数学问题，却很少有人分析这些问题的根源，相对性思想本身和相对性原理。说明这个问题已经是一个专业的问题或者是一个比较隐形的问题。一般地，人们（包括我本人曾经也是）比较能够发现问题，却不容易发现问题的根源。有违常理的光速与观测者的运动速度无关的假设和畸形的 Lorentz 变换不可能是自然界的意志，其根错误的源却可能隐藏于相对性原理之中。
        狭义相对性理论用相对性原理赢得人们的科学意识，却隐形地将有限空间的操作，推广为无限坐标系的操作，并进一步推想得到一个更加强硬的 Lorentz 变换操作。人们相信简单自明的相对性原理，令他们没有想到的是相对性原理实际上已经层层地被偷换了概念。这是一个容易迷惑自己也容易迷惑学者社会的一个疏忽或者故意设置的理论技巧。
        坐标变换会总会忽略很多具体的物理因素，即使是有限体积的坐标系与另一个有限体积的坐标系间的变换也总不可能等效于朴素的相对性原理。所以有人说，坐标变换是一个更强硬的操作，它的意义不限于不能发现系统运动的那些实验结论。也可能，带着数学风格的物理学家喜欢把具体的物理图像抽象成简单的数学图像和人为的数学方法。在这个过程中他们可能无意之中粗心地只是抽走了主要的东西，丢下了很多细小的细节，加上了艺术化的美感上的东西，以此构造自认为是物理的理论实则是物理学的解题方法系统。
        当然，正象 Lorentz 认为他的变换并不否定绝对时空，考虑基本物理量单位不同的有限空间之间的复杂的 Galileo 操作变换也并不否认绝对时空。图像的放大与绝对空间并不矛盾，就象地图与实际的地理并不矛盾。
        人们应该认识到现实的近周围环境、参照系、坐标系这三个概念的不同。没有明确的概念体系，不应该急于建立起可靠的物理学。急于建立起可靠的物理学，也许得依靠上帝的凑巧帮忙。也许上帝已经给了我们凑巧的帮忙，也许他永远不会帮糊涂的地球人在这方面的忙。

        < 相对性原理到底说的是什么事情？>
        中国学者程稳平先生在他的‘ 21 世纪的 Newton 力学’ 一书中写道：
        到目前为止，人们对相对性原理的认识实际上出现了 3 种不同的理解：第一种要求在进行坐标变换时数学公式的表达形式保持不变；第二种要求在不同坐标系中使用本参照系中的物理量进行计算时应具有完全相同的数学表达形式；第三种只要求物理学的定律在叙述上保持相同。牛顿第二定律符合第一种理解意义上的相对不变性原理。机械能守恒定律符合第二种理解意义上的相对性原理。牛顿第一定律和动量守恒定律符合第三种理解意义上的相对性原理。如果把光波在真空中传播时保持波长不变，并依据它来判定相干光之间的位相差相对于不同参照系也保持相同的话，似乎也可以使光波的干涉现象符合第三种理解意义上的相对性原理。在理论上，人们完全可以人为地自己定义相对性原理，但必须把具体的意思表达准确。只要做到了这一点，人们在相对性原理上产生的种种分岐就不难求得一致了。
        鉴于相对性原理的不清晰表述，我们把相对性原理分为：
        Galileo 相对性原理（或朴素相对性原理）表述为，不能根据船内部空间纯内部的物象判定船是否在运动。
        理论相对性原理，一般地表述为，一个惯性系中进行的任何实验无法确定该惯性系相对于其它惯性系的运动速度。
        一直来，我也觉得相对性原理这一理论表述似乎没有什么不妥，但是近来我渐渐意识到，‘一个惯性系中’意思似乎不够明确，比如地球作为惯性系，多大的球面范围算地球的惯性系。我的理解，月下天应该没有问题是‘地球惯性系中’，明确月上天还应该有多少空间属于‘地球惯性系中’也许不是一时能够搞清楚的问题，也可能不再是一个主要的问题。但是‘一个惯性系中’，我想肯定不能理解具有无限的体积空间，否则，不具有完全的实验可操作性。也许有人要问，‘一个惯性系中’意思不明确，有什么问题吗？问题当然有，算不算问题由大家来评说。我想说，Corpernicus 在地球上发现了地球的运动，算不算违反相对性原理？大家可能一时摸不着头脑，现在我详细地说说这个问题——
        地球上进行的一般观测不能发现地球相对于其它参照系的运动速度，似乎有些道理。正因为这一点，在 Corpernicus 之前的漫长岁月，人类居住在运动的地球上并没有发现地球的运动。但是不管怎么样，正像我们睁开眼睛我们能够看见我们自己是否在行走一样，Corpernicus 先生通过对于行星运动的考察意识到了地球的运动。那么如何来认识这个问题呢？是这种朴素的观察不算一类实验行为，还是行星相对于地球的运动不在地球这个参照系的内部？还是任何超越那个大船领悟的相对性原理本来就是一个违反常识的错误认识？虽然一般地说实验可能不包括观测，但是某个意义上说各种各样的实验只不过是各种各样间接的或者变种的观测而已，因此观察在这里也肯定是另一种类型的实验，所以有哲学家说实验是人类眼睛观察的延伸。如果说观察也应该是一类实验，在没有设定空间范围的参照系概念里，一个惯性系中进行的任何实验无法确定该惯性系相对于其它惯性系的运动速度，地球上进行的任何实验或者观察不能发现地球相对于其它参照系的运动速度，相对性原理这种表述也似乎明显地违背了 Corpernicus 先生在地球上发现了地球的运动此类眼见的常识。是啊，我们睁开眼睛的时候，怎么会不知道自身的移动呢。科学的伟人怎么忘记了这个眼见的常识？！如果说生活常识不能作为科学的事件，那么地动说的发现也应该能够说明在一个观察系中可以发现自身观察系相对于其它观察系的运动。也许有人要说，这种观察不完全是某种意义的内部实验。纵使太阳和行星相对于地球运动的事件不是地球参考系完全内部的行为，那么雷达测量飞机的速度，是不是地球系统完全内部的实验？我们不是也测出了地球相对于飞机的运动速度？这又是怎么一回事呢？
        也许伟人朴素的错误地方是没有领悟船里的实验是不能发现船相对于船外事物的运动，可以发现船相对于船内部事物的运动。也许讨论地球相对于行人的运动没有任何积极的意义，但是运动的相对性本来就是主张各种相对运动具有同样积极的意义，如果承认运动存在积极的运动和消极的运动，我们似乎在承认了运动的某种绝对性。也许，科学伟人在这个问题上所犯的真正错误是没有区分运动学的运动和动力学的运动，同时也没有区分运动学的实验和动力学的实验。在这里，船相对于船里的人的运动，是一种纯粹运动学意义的运动。人相对于船可以是一种动力学意义的运动。眼睛的观察是一类纯粹的运动问题实验，抛体的行为是一种牵涉动力作用的实验。
        一种描述如果不具有完全的实验可操作性，这样的描述只能给油腔滑调的学者辩护油腔滑调的理论留下理由以及留下逃脱的空间。所以，我认为相对性原理这一表述似乎没有什么意义。为此在这里作者给出它的比较明确的表述，一个具有很高程度相对整体性的物质系统中进行的任何系统内部实验无法确定该系统相对于其它惯性系的运动速度。不过这似乎回到了朴素的描述。
        物质系统，一般地是指有限的空间概念的物质系统，如地球，太阳系等。无限空间的物质系统有一个专用名词，宇宙。‘一个惯性系中’的‘惯性系’，留有数学坐标系概念的影响。所以这里特地避开这一词汇，采用能够明确地理解为有限空间的‘系统’一词。
        Einstein 狭义相对性原理，这里表述为，Maxwell 电磁场方程组有坐标变换中保持数学形式不变的性质。诚然这一表述走远了 Galileo 的大船领悟。相对性原理这一理解与 Galileo 坐标变换是否存在着矛盾，那可能是个有趣的数学问题。
        那么，这样的相对性原理是正确的吗？如果这一原理存在理性和实验方面的问题，这个理性方面的问题是什么，实验方面的关键问题又是什么？
        一个世纪以来，科学有了很大的进步，不过我们也应该看到，科学旧的困难问题其实并没有彻底解决，科学新的困难问题又不断涌现。我们思考科学的理性问题和思维风格问题，思考科学是否存在方向性的错误，是不是我们的科学把数学理念当作了物理原理，把数学的方法当作了物理方法？希望 Maxwell 电磁场方程组在各个坐标系中保持数学形式的不变，这样的要求明显地有着很多人为要求的味道。回想经典力学中，功能原理也没有在 Galileo 坐标变换中保持确定的形式。所以，经过了科学的波折以后我们现在想，保持持数学形式不变这一要求也许是我们对于一般物理规律的过于苛刻的和超越实际的要求。或许包括 Maxwell 电磁理论在内的一般物理规律本质上都是物象规律，而不是物理原理。他们根本无需在数学坐标变换中保持不变的形式。