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无论怎样注释光速不变，都不能推出洛伦兹变换
光速不变假设是：‘光在真空中总是以不变的速度C传播，而不依懒于发光体的运动状态。’。为了把这一概括性的语言变成可操作性的语言我们把‘而不依懒于发光体的运动状态’用‘一个随机光子Q’代表，把‘在真空中’用参考系S、S`代表，把‘总是以不变的速度C传播’用‘速度恒为C’代表。因为爱因斯坦没指定观测者，所以，用可操作性的语言就可以有两种表达方式。 一、 在S参考系中静止的观测者s观测一个随机光子Q，Q在S参考系中的速度恒为C，Q在S`参考系中的速度不恒为C。(同样，在S`参考系中静止的观测者s`观测一个随机光子Q，Q在S`参考系中的速度恒为C，Q在S参考系中的速度不恒为C。)。用数学形式表示则为 xx+yy+zz=cctt…（1） x`x`+y`y`+z`z`≠cct`t`…（2）。 二、 在S参考系中静止的观测者s观测一个随机光子Q，Q在S参考系中的速度恒为C，Q在S`参考系中的速度也恒为C。(同样，在S`参考系中静止的观测者s`观测一个随机光子Q，Q在S`参考系中的速度恒为C，Q在S参考系中的速度也恒为C。)。 用数学形式表示则为 xx+yy+zz=cctt…（1） x`x`+y`y`+z`z`=cct`t`…（2）。 若按第一种表达方式，不能推导出洛伦兹变换，证明如下。 已知：甲承认a=b而不承认b=c，乙承认b=c而不承认a=b。 问：能否用a=b、b=c推导出a=c，由谁去推导？ 已知：s承认xx+yy+zz=cctt而不承认x`x+`y`y`+z`z`=cct`t`，s`承认x`x+`y`y`+z`z`=cct`t`而不承认xx+yy+zz=cctt。 问：能否用xx+yy+zz=cctt、x`x+`y`y`+z`z`=cct`t`推导出洛伦兹变换，由谁去推导？ 显然，没有人有资格同时用上述二式去推导洛伦兹变换，因此也就推不出洛伦兹变换。 若按第二种理解方式，也不能推导出洛伦兹变换，证明如下。 推导洛伦兹变换的主要前提条件有：1、承认相对性原理，2、承认空间是均匀的时间是均匀的，3、假设光速不变。 光速不变假设的含义用数学语言表述是：某点光源的光波的波前（有人叫光子）Q在两个相互作匀速直线运动的参考系中的运动方程分别是xx+yy+zz=cctt……（1）和x`x`+y`y`+z`z`=cct`t`……（2）。 关于（1）、（2）两式成立的条件（这个问题容易被人勿略。）。 因为（1）、（2）两式是在牛顿质点运动公式r=ut的基础上推出的 ［上式两边平方得rr=uutt，当速度在坐标系的三个方向上都有分量时变为xx+yy+zz=uutt，当u为特定值c时就得（1）式］， 而公式r=ut成立的条件是当坐标原点的钟指向零时刻时坐标原点以外所有的钟全指向零时刻，所以（1）式只有在S系原点时钟指向零时刻时原点之外的所有时钟也指向零时刻的情况下才成。同理（2）式只有在S`系原点的钟指向零时刻时原点之外的所有时钟也指向零时刻的情况下才成立。 因为具体进行洛伦兹变换的推导工作是由某个具体的人完成的，这个人只能静止在一个参考系中，假设静止在S系中。他为了推导洛伦兹变换必须同时以（1）、（2）两式为前提条件，因此，他必须承认两式同时成立，即，S系静止的人承认光子Q在S系中适合式（1），同时也承认同一个光子Q在S`系中适合式（2）。这就等于承认：S系原点的钟指向零时刻时原点以外所有的钟都指向零时刻，S`系原点的钟指向零时刻时原点以外所有的钟都指向零时刻。根据对绝对同时的约定(若在一个参考系异地同时发生的两件事在另一个参考系看也是同时发生的就称同时是绝对的)，承认两式同时成立等于承认了同时是绝对的。也就是说，推导洛伦兹变换的前提条件应再加一条‘同时是绝对的’。 因为相对论只承认‘同时是相对的’而不承认‘同时是绝对的’，所以‘同时是绝对的’不能作为推导洛伦兹变换的前提条件。没有了‘同时是绝对的’这个前提条件，也就推不出洛伦兹变换。 总之，由光速不变推不出洛伦兹变换。 卜卜 |