再一次走回到科学的分岔路口 

——  by Youngler  羊歌乐     
< 引言 >
一直来，我主要从事于重新构建更好的机械论物理学。发现和分析二十世纪物理学中的问题，也许不是很在行的原因，我在这方面思考得不是很多。今天写起这方面的文章来也觉得非常费神和语言灵感的不足。
我深深地感觉科学的残酷现实，究其原因可能主要是由于科学没有关键性的相对性原理新颖实验反例的发现，以及科学没有更好的方法思路，导致人们在批驳现在物理学中非常明显的错误，比如 ' 1 + 1 = 1 ' 这样的问题，也总是有一种无力和无奈的感觉。当然，残酷的现实也有正面的作用，曲折的人生经历可以孕育伟大的著作和伟大的理论，遗憾的是本人天赋不足，烂铁难炼成钢。
也许有人不以为然，如果科学需要回到机械主义，象你这样的理论，谁都可以马上搞得出来。是啊，正是我们担心设计象我这样的理论不是很难，又意识到有可能成为下一次的物理学基础理论的时候，我们仅仅希望能够为中国民族抢先登记个优先发现权，或者也算为自己争个可能有的虚无身后名吧。
不过我想说明一下，物理学不在于思想，在于方法体系。机械主义的物理学方案也不是那么容易设计的。描绘宇宙的机械论图景，这可是科学曾经追求的最高纲领，也可能是科学永远不可及的最后目标和科学的最大难题。一直来，无数学者试图用机械学理论解释水星的超常进动，均没有获得成功。直到今年，我才完整地完成基于引力物质组织惯性严密地分析水星超常进动的方法思路。这离开始思考相对论的问题，已足足十五个年头。尽管机械论得到了一些发展，但是，很多微观物象（如电现象）的机械图景的描绘依然是一个理论空白。
92 年我带着我的报纸版本的论文在中国周游学院，有一个教授问我：这是你一个人搞的吗？我已经记不起是哪个学校的教授提的这个无关主题的问题，也许是南京航空航天大学的一位教授吧。他可能为‘踏破铁鞋无觅处，得来全不费功夫’的一张报纸感到惊愕。我当时好像是以沉默作为回答，如果我说这是我一个人搞的，他也未必能信。或许，也有可能我当时是这样回答那位教授，我也是希望有几位合作者啊。有些文章也许是灵感的突发吧，此后的时间直至现在，我深深地体会写起文字来深感心力不支。唉，题外的话就说到这里吧。

< 相对性原理是正确的吗？ >
90 年我大概完成了给质量变大、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相对性原理也曾经吸引了我的笃信。后来，我逐渐意识到相对性原理也是有问题的。
物理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否定了声波的波动方程和整个朴素力学体系。
应该说物象机理具有客观性，物理规律具有人为性。即使说物理规律也具有部分客观性因素，物理规律也未必具有坐标变换的确定形式，比如功能原理。即使某些物理规律具有坐标变换的确定形式，怎么知道 Maxwell 电磁场理论就是物理的规律，而不是仅仅是一套物象的规律呢？实在不知道，科学伟人们是何原因痴迷于 Maxwell 电磁场理论具有坐标变换的确定形式这种信念，这个问题在我们看来却是一个非常人为的问题呀。
一个原理被合理地或不合理地数学化以后，变成一个很有深度和专业性的问题，原本简单的主要和中心问题也就成了很少有学者涉及的问题。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——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。后来我认为，光速的参照系不变性和 Lorentz 变换都存在问题，其根源却可能隐藏于相对性原理之中。
对于 Maxwell 电磁场理论与 Galilei 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很少思考这个问题，很少有人想到想到相对论的问题根源是 Maxwell 电磁场理论与 Galilei 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。
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。很多反对相对论的学者也始终觉得这一原理很有道理，这可能是对于这一思维倾向吸引力问题的很好说明。当然事情可能也有另外的原因，如果我们连自己老祖宗的相对性原理都怀疑，这个年代，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，相对论的相对性原理可能不是过去那个朴素的相对性原理，待后文详细解说。
那么，反对相对论的人们都注意相对论那些问题呢。我觉得他们注意相对论的树枝问题，树叶问题，而树根问题长在地下，直观看不到，在他们眼里，有问题与没有问题是差不多的。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？没有特意设计的相对性原理的实验反例发现，很多相对论者会认为相对性理论的一些理论问题和实验偏差，比如诸多佯谬和重离子研究困难等等仅仅是这一理论的局部细节的不如意问题，不足以构成对于相对性理论的总体正确性的怀疑。也许有人担心，即使我们找到了相对性实验的反例，这个理论也还是耍出以往顽固科学的最后一招“耍赖皮”。“耍赖皮”是可能的，但是否定一个理论的前提和否定一个理论的结论，对于一个理论的打击程度是截然不同的。一般的说，正确的前提和过程下，即使结论错了，也算有正确的成分，而严格的推论如果基于错误的前提只能作为无效的过程。这一原则也反映在一般的考试原则中。我们和相对论者讨论相对性原理和光速的绝对性问题，他们不能假定相对论理论是正确的来与我们进行讨论。但是如果你与和相对论者讨论其它相对论问题，他们总是以相对论的观点来驳斥你。
也许，我们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，我们可能没有找到其理论的中心思想以及其中心的问题。一般地，存在问题的理论，其问题的根源多数在于其理论的前提。本文专题分析相对性原理这一中心问题，希望人们从中知道科学偏离正常轨道的问题根源。本文作者认为这一相对性原理问题是物象科学走向纯数学风格的起点，这应该是一个世纪以前物理科学的分岔路口。现在，我想和大家再一次走回到这个科学的分岔路口，我们又会有什么新的发现呢？

< 相对性原理的产生和发展 >
Galilei 首先意识到人们不能根据船里的事情来推断船是否在运动这个道理，他以此向人们解释地球是运动的理由：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 Galilei 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。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。细心的学者如果注意语义的表述不同，伟人对于相对性原理的理解更富有数学操作的内容。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。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原理。
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。相对性现象和相对性原理本来可能是一些简单的问题，这方面简单自明的道理可能是格局物象的直觉观念。所以我们说，相对性是物理学的普遍规律吗？
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。
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。空间的问题其实是引力场的问题。也许这是相对性原理的根本问题。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，动体中的原子，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？
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磁场破坏了相对性原理的有效性。磁场的穿透性导致动体对于磁场，已不是 Galilei 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。
总之，科学的问题归结为相对性原理，归结为引力场空间是不是空间的问题。船是否运动对于船中的任何实验结果不会发生影响，地球对于在地球上进行的任何实验没有任何影响。但是问题是，事情真的是这样吗？

< 绝对光速是 Maxwell 电磁场理论的推论 >
Einstein 相信光速具有绝对性可能是受到 Maxwell 电磁场理论的启迪。如果光速是 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绝对性。后来的人们笃信光速的绝对性可以理解是由于 Michelson 的实验，另的因素这也是 Maxwell 电磁场理论的推论以及相对性理论的理论推动因素。当然，在 Maxwell 看来他的光速可能是相对于以太而言的，它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，后来的人们要求将相对性原理扩大到电磁领域，这不无道理。然而为什么相对性原理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。不过在这里，这是个题外话。
赵峥先生在《黑洞与弯曲的时空》一书中写道：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。
在意识到光速的绝对性以后好长的时间里，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。正象李可先生说道，光速与光源速度无关不能瓦解绝对时空，光速与观察者的速度无关才是对绝对时空的致命打击。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，他们怎么会只知道反对相对论的光速不变性假设，而丝毫不反对 Maxwell 电磁场理论。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。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。
从绝对光速是 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 Galilei 相对性思想不能推导出绝对声音速度，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。

< 点评相对性原理 和 点评 Maxwell  的电磁场理论 >（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 Galilei 坐标变换。当时人们普遍认为 Galilei 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 Galilei 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，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（这一推测是正确的图像）。但是，后者与光行差试验矛盾，前者则等于是对哥白尼学说的反动，无异于承认地心说，承认太阳和诸星围绕地球传动。

<  相对性原理和坐标系变换 >
一般地，人们认为 Galilei 坐标变换是 Galilei 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，Galilei 相对性原理和 Galilei 坐标变换是不是等效呢？
首先，Galilei 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的各向异性来发现封闭系统的运动状态。封闭系统内部的声速各向同性并不违反 Galilei 的相对性思想，但是这一规律并不符合 Galilei 坐标变换的不变性要求。造成这个差别主要有一个原因是非常明显的，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。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。
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 Galilei 相对性原理。但是显然，简单的 Galilei 坐标变换不能准确描述这一系统现象。简单的 Galilei 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 Galilei 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。其实所有那个年代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 Galilei 得出结论，不能根据船中的物象判定船是否在运动。但是，不是所有的表述物象的规律都符合 Galilei 坐标变换。这明白地告诉我们，Galilei 相对性原理和 Galilei 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是等效的问题。关键的隐形原因是，我们认为不能把船这个有限的参考物代替为无限的坐标系。我一直警示人们，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，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。
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？
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欢了概念。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 Galilei 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。

 < 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，一把长 L0 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 Galilei 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。

< 相对性原理和物理规律分析 >
什么样的规律是物理原理，什么样的规律是物象规律，这个问题应该先搞清楚。功能原理，我们是一直称它为原理的一条原理，但是，如果以符合 Lorentz 坐标变换的协变性作为物理原理的判据，功能原理也只能降级为表象规律。Einstein 狭义相对论的第二条假设表面上是非常合理的，物理规律应该在不同的坐标系上表现为相同的数学形式。可是，什么样的物理算式是这一假设中所说的物理定律。且不说这样的原理的人为性，这个‘物理定律’一词概念本身就是模糊的。为什么万有引力定律不是这里所说的物理规律，而为什么 Maxwell 电磁场方程组却是这里所说的物理规律？科学基于这样的模糊概念和人为操作性质的所谓原理做文章，即使最精密的实验结论支持我也担心其中巨大的风险。如果说上帝仅让物质遵循简单的规则，那么只有 Newton 的规律才是物理的原理，那么这些繁琐的讨论本来统统都是多余的人为废话，却曾经生出多少学者的烦恼。什么相对性原理，工程师们不懂这一原理，工程设计中碰到了什么操作困难没有？
事情正如卢昌海 ( http://www.changhai.org> )《相对论与旧物理学》一文所说：相对论与旧物理学的差别从结构上讲是相对论否定了一些曾经被认为是“物理规律”的东西，比如绝对时间，速度线性叠加等，而认定了一些新的规律，如光速恒定等。相对性原理本身是共同的，并非相对论才有。从这个意义上讲，并不存在一种称为相对论的新的物理学理论，所有的改变就在于重新确立了究竟哪些才是物理规律。Einstein 认准了一条今天看来的确够格的规律：光速为 C ( 不必说光速不变，因为只要承认光速为 C 是物理规律，相对性原理将自动要求光速不变 )，由此他得到了一系列结果  ( 包括 Lorentz 变换 ) 。当然我们也可以认定另一些东西为物理规律，从而得到另一套理论。如果所认定的那些规律是相容的 ( 甚至是彼此包含的，比如 Maxwell 理论包含光速为 C )，则所得的结果也会是相容的。
也许有人说相对性原理既有理论，又有实验根据，科学应该尊重实验结果。但是，我们如果仔细分析一下就会明白，我们只是根据了地球表面光速的各向同性可能还不能构成相对性原理的充分根据。Michelson 实验的失败，可能是地球对于实验装置某种影响的结果。或者是地球带动了地球附近的某种超级气体物质，导致了我们在运动大船里观测不到声速的各向异性类似的光速各向异性。或者可能象大家熟知的 Lorentz 所说的运动方向收缩的原因。
鉴于相对性原理的不清晰表述，我们把相对性原理分为：
Galilei  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。我认为‘一个惯性系中’意思不明确，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’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。不具有完全的实验可操作性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，一个物质系统中进行的任何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。诚然这一表述依然可能与 Galilei 坐标变换存在着矛盾。
但是朴素相对性原理依然存在确切表述方面的疑问？什么叫船内部，什么叫船外部？Michelson 干涉仪器，在月下天应该算地球系统的内部。但是，假如将 Michelson 干涉仪器送上行星轨道，一个裸露的仪器是否算这个仪器作为‘船’的内部。
物理学需要数学的精确描述，但是数学概念的后遗症也是深深地严重。在这里，我们希望大家能够以地图和实际版图的概念来理解坐标图像和真实物象的概念。数学的坐标系，是无限的空间伸展。物理的坐标系应该是一张有限尺寸的地图，地图纸以外的东西，对于我们没有操作意义。但是，现在理论物理学中的坐标变换显然不是地图纸和实际版图之间的操作。数学风格的物理学家的操作总是希望纯数学操作上理解上帝的意图。从而把地球人的物理学带入抽象的数学世界。当然，走在数学风格的思路上能够理解上帝的意图，也应该是同样的令人欣慰。但是很遗憾，我们见到上帝了吗？
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。

 < Einstein  的相对性思想 >（摘自《黑洞与弯曲的时空》一书）
Einstein 深受奥地利物理学家马赫的影响。马赫不相信牛顿的绝对时空观，他勇敢地从哲学的角度批判牛顿的观点，Einstein 十分崇拜马赫，深信他的观点，认为一切运动度是相对的，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试验得出的结果，有坚实的实验基础，也不应该怀疑。只有 Galilei 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 Galilei 坐标变换。
Einstein 不知道 Lorentz 的工作，也没有注意迈克尔逊实验导致的疑难。他考虑的是斐索实验。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 Galilei 坐标变换的矛盾之后，Einstein 认识到，把 Galilei 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 Galilei 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）Galilei 坐标变换。
Einstein 意识到，Maxwell 电磁理论、相对性原理、Galilei 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，电磁规律并非在任何惯性系中都相同，而 Einstein 采用另一种做法，放弃了 Galilei 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。

< 再一次走回到科学的分岔路口，我们该怎样思考我们的问题？>
仅仅在地球表面进行的电磁实验，存在局限性不是没有可能，另外，希望 Maxwell 电磁场方程组有坐标变换中保持数学形式不变的性质，这样的要求也存在很多人为要求的味道。经典力学中，功能原理也没有在 Galilei 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。
作者认为在 Einstein 的相对性理论导致大量理论矛盾和实验困难的情况下，根据以上的分析，我们是否可以重新审视 Lorentz 先生的部分观点？我们认为  由于引力场作为一种普遍性的物质组织的存在，它导致相对性理论的两个前提假设相对性原理以及绝对光速假设均不是普遍的原理，电磁规律并非在任何惯性系中都相同，Maxwell 电磁理论描述具体的电磁行为只对于直接系统参考系而成立。
我们怀疑相对性原理和绝对光速运动这两个问题，如果我们的怀疑是正确的，那么导致相对性原理和绝对光速运动不能普遍成立的详细原因是什么？
前文提到，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？或许科学将引力空间作为一种虚无的空间，是现代科学诸多不如意问题的总根源。我们认为，正是引力物质组织破坏了相对性原理的普遍有效性和光速的绝对性。
当然，作为科学，最有理由的猜测也需要接受观测数据的检验和特意设计的实验的检验。理论是否符合观测数据和能否赢得实验的支持是取舍一个物理学理论现实的和最后的标准。没有一个理论可以高过这一科学游戏规则。
那么，我们能够找到支持新观点的实验证据吗？在提这个问题的时候，我们应该先问一问，相对性思想是不正确的，那么他怎么能够在这么长的时间里表现为一种非常坚硬的实验操作结果？它可能是错的，但是他肯定包含某种普遍规律的成份。那么相对性原理中隐含的某种普遍的规律成份又是什么？只有找到了问题的症结所在，才能寻找到支持新观点的实验方案。
还是回到 Galilei 那条船来思考问题。船中的人不是不能发现船对于水的运动，是我们把船窗全部关闭了起来，隔开了外界与船里的人的信息联系。那么，据此我们猜测 Michelson 感觉不到太阳的引力风。是地球的温暖羽毛保护了娇嫩的 Michelson 免受风寒。如果让裸露的 Michelson 在地球卫星轨道上飞翔起来，它应该感觉到地球的引力风。如果把它送上行星轨道，它也可以进一步体验太阳引力风的超级凉爽。
地球附近的引力物质组织会跟着地球同步奔跑，这有什么奇怪的呢？地球运动的时候不可能丢下自己的衣服----自身的引力场物质组织，它尽管沐浴着阳光的温暖，走在太阳引力风中也是多少有点寒意哟。但是，星星和行星的运动尽管可以完全随身带走属于它们自己的一切，但是它们带不走光作为载波，载波中的那个信息。所以，天文学家可以通过观测微波背景的辐射各向异性来判断星体在宇宙中的运动速度。
据此，我们总结真正的相对性思想：我们可以通过在星体表面附近的实验发现该实验装置本身相对于该星体的系统性运动，但是，通过该星体表面附近微波背景辐射类观测以外的实验不能发现该星体的大系统性运动速度包括相对于其它太空星体的运动速度。
当然，我们也可能无从知道如何修正现有的电磁场理论，但这不等于科学可以坚持显见的错误。修正现有的电磁场理论，这个工作是极其繁重的工作，也需要许多类型学者的参与，更需要新的实验的支持。
相对性思想的这一表述，既不与电磁现象的相对性现象相矛盾，也保留了最初的 Galilei 大船里的相对性思想。我们认为，系统具有一定的物理作用和一定的物理意义。系统对于系统中的物象是一个很好的惯性系和现实的惯性系。这方面的系统效应问题是以往的科学没有注意的问题，人们错把它当作是是非非的相对性问题，这也是相对性理论各种理论问题和实验问题的根源。系统性的问题安排在《自然哲学的形象理论》第四篇《物体论》中详细论述。
根据这一新的相对性思想，我们提出一个严正预言，如果 把 Michelson 干涉仪送上地球的卫星轨道，应该可以观测到光波干涉条纹的移动。我们坚信这一科学决定性的实验，总有一天将由我们的子孙在地球卫星轨道上完成。同时也将为一个伟大的科学时代画上圆满的句号！
也许本来，希望客观的物象机理能够符合我们理想中的人为原理，才是真正多余的问题。

附文：（作者不祥）
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 Galilei 不变一样。
2、思考一下：牛顿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。