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物质作用论的思想告诉我们，任何物理现象都有其内在的物理作用本质，光速问题也不例外。
我们知道，已知的物质并不是宇宙物质的全部，宇宙中大量存在的是人们尚未认识的物质，这些“暗物质”要占宇宙总物质的90%以上。既然如此，谁能断言这些物质对空间中传播的光的速度没有产生影响呢！我们相信，光速不变不是光的本质，正是由于某种或某些人们尚未认识的物质的存在对光速产生了影响，造成了光速不变的假象。 （一）对光速的新假设──光介子假说 1. 光介子 笔者假定自然界中存在着一种人们尚未认识的物质──光介子，其最大特点是非常非常地细小。 光介子象大气层一样，聚集在星体的周围，在远离星球的太空中分布极少。由于非常非常地细小，光介子能“浸透”宏观物体，并在物体分子、原子之间自由穿梭、来往，地球上所有宏观物体都浸泡在光介子的海洋中。宏观物体的运动对光介子有一定的拖动作用，地球周围的光介子层象大气层一样随地球运动，但地球上宏观物体的运动只能部分地拖动内部及其周围的光介子随之运动，因为这些光介子除了受到宏观物体的拖动之外，还要受到外层光介子的阻力作用，故只能部分被拖动。 2 . 光速的组成 光速由两部分组成，我们把其中一部分称为“粒子速度”分量，把另一部分称为“波动速度”分量，其数学表达式如下： U ＝C＋V （1） 其中：U 为光速； C为光在介质中的波动速度分量； V 为光的粒子速度分量； ＋代表矢量和。 光的波动速度分量由光子自身的电磁特性及介质的电磁特性共同决定，与介质的运动速度无关。而光的粒子速度分量与物质之间的相互作用有关。 3．光介子对光速的影响 光介子层对光的波动速度不产生明显的影响，但对光的粒子速度作用明显。当光进入光介子层后，不管其初始粒子速度如何，受光介子的作用和影响，最终都要具有与光介子层的运动（俗称“光介子风”）速度相同的粒子速度（此时，称为光介子致动速度）。这就象将木板投到水中，不管木板的初始入水速度多大，通过水的作用，最终都要具备与流水相同的速度一样。在稳定速度下，光速对光介子层来说是恒定不变的，且各向同性。因此，不管从哪儿来的光，只要到达地面，它必将具备与地球运动速度相同的粒子速度，因为地球周围的光介子层是随地球一起运动的。 在运动物体内部，情况有所不同，由于物体的运动只能部分地拖动内部的光介子运动，受这部分光介子层运动的影响，其中的光速将部分具备宏观物体的整体运动速度。 4．光介子与“以太”的区别 A. “以太”假说认为，“以太”均匀地分布在整个宇宙空间。光介子假设认为，光介子主要集中在部分星体的周围及其内部，在宇宙空间中分布极少。 B. “以太”假说认为，“以太”参考系是一种特殊的参考系，代表着绝对空间。光介子假设认为光介子也是一种普通物质，它并不代表绝对空间。 C. “以太”假说认为，“以太”是光传播所必需的媒质，光介子假设认为，光介子并不是光传播所必需的媒质。在没有光介子的空间中，光子照样能自行传播，因为光子本身就是一种粒子。 （二）对历史上各种光速实验的解释 1．迈克尔逊-莫雷实验 迈克尔逊-莫雷实验一直被当作是光速不变原理最重要的支持性实验。其实这个实验根本不能证明光速不变。根据光介子假说，光速相对于光介子层各向同性。由于地球周围的光介子层是随地球一起运动的，因此，相对于静止在地球上的任何观察者来说，光速都是各向同性的，迈克尔逊-莫雷实验出现“零结果”是必然的。 2． 天文学证据 天文学证据主要包括双星观测和光行差现象，人们认为，如果光速与光源的运动有关，双星会出现“魅星”现象，光行差角也不会恒定不变。由于人们从来没有观察到“魅星”，光行差角也始终维持不变，故人们相信星体发出的光，其速度与星体的运动速度无关。 其实，这些星体发出的光，即使其速度最初与星体的运动速度有关，受太空中光介子的作用和影响，经一定距离后，它们当初具有的与光源速度有关的粒子速度也会失去并为太空中光介子致动速度所代替，从而使粒子速度变得与正常相同。因此，从地球上观察不到异常现象是十分正常的。 3．运动光源、运动介质及运动反射镜实验 这类实验的目的在于检验光速是否与光源的运动速度有关，以及运动透明介质、反射镜等物体是否可以被看作是次光源从而对光速产生影响，它们都给出了否定结果。 其实，这些实验出现否定结果的原因是相同的，都是因为地球周围的光介子层对实验中的光速造成了影响。 我们已经知道，光的粒子速度分量易受光介子层的作用和影响。在上述这些实验中，不管是运动光源，还是被当作次光源的运动透明物体或反射镜等，当光从它们中间出来时，即使最初带有与它们的运动速度相对应的粒子速度，由于这些光很快进入到实验室的空间中，受实验室空间中光介子层的作用，光子与光源速度有关的粒子速度会很快失去转而被光介子致动速度代替。因此，实验观察不到运动物质对它们的影响是很正常的。 4．斐索流水实验 在斐索流水实验中，流水对其内部的光介子有一定的拖动作用，穿过流水的光线，受这部分光介子层的作用和影响，其粒子速度发生变化。当光线顺着流水方向传播时，速度增加，当光线逆着流水方向传播时，速度减小。由于这两束光在流水中的速度不同，穿过流水所花费的时间不同，故实验能够观察到干涉条纹的移动。 5.钢盘拖曳实验 宏观物质和光介子之间的相互作用非常弱，运动物质虽然能够拖动表面的光介子，但拖动作用十分微弱，这一点可以从斐索流水实验看出。该实验表明，即使在水分子与水分子之间这么小的距离内，其中的光介子也不能完全被流水拖动。这说明，随物体一起运动的光介子层非常薄，薄到只有几个埃（10-10米）以下，远小于钢盘拖曳实验中的2.5厘米。因此，在钢盘拖曳实验中实际上只有非常非常薄（小于水分子之间的距离）的一层光介子随钢盘转动，其中绝大部分光介子并没有被钢盘拖动，实验中观察不到干涉条纹的移动十分正常。 （三）新的光速实验方案 针对光介子假说的特点，笔者设计了一种新的光速实验方案，我们称它为“流水中玻璃棒光速实验”，该实验有可能让我们在光速不变假设和光介子假说之间做出选择。 斐索流水实验证实了流水可以影响光的速度。如果流水内部还有玻璃棒，此时，玻璃棒内的光介子和玻璃棒外流水中的光介子是连成一遍的。由于光介子非常小，流水中的光介子将由于扩散运动透过玻璃棒来到玻璃棒内部。由于流水的牵引作用，流水中的光介子层具有一定的整体运动速度，当它们来到玻璃棒内时，也将使玻璃棒内的光介子层具备一定的整体运动速度。只不过由于玻璃分子的阻碍，玻璃棒内的光介子层的整体运动速度要比流水中的光介子层的整体运动速度慢些罢了。 此时，如果有光线穿过玻璃棒，玻璃棒内的这种“光介子风”必然会对其速度产生影响，实验将观察到干涉条纹的移动。如果这种实验成功，将是对光介子假说的有力支持。 |