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用光速不变不能推导出洛伦兹变换
liangxingan 摘要：本文首先给光速不变假设一个可操作性的注释，然后根据这种注释分析洛伦兹变换的推导过程，最后得出，用光速不变假设不能推导出洛伦兹变换。 关键词：光速不变，洛伦兹变换，同时是绝对的，同时是相对的。 推导洛伦兹变换的主要前提条件之一是光速不变假设。 关于光速不变假设，爱因斯坦的原话是‘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。’。用可操作性的语言，光速不变假设可表述如下： 一个随机波阵面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）。 我们根据光速不变假设分析一下洛伦兹变换的推导过程。 推导洛伦兹变换必须同时用（1）、（2）两式。 关于（1）、（2）两式成立的条件（这个问题容易被人勿略，所以应特别指出。）。 （1）式只有在‘S参考系原点处的时钟指向零时刻时，原点之外的所有时钟也指向零时刻’的情况下才成立，（2）式只有在‘S`参考系原点处的时钟指向零时刻时，原点之外的所有时钟也指向零时刻’的情况下才成立。 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，必须承认（1）、（2）两式同时成立，这就等于承认：S系原点处的钟指向零时刻时，原点以外所有的钟都指向零时刻，S`系原点处的钟指向零时刻时，原点以外所有的钟都指向零时刻。承认（1）、（2）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该再增加一条‘同时是绝对的’。 因为从洛伦兹变换公式又可以推导出同时是相对的，这与推导洛伦兹变换时应用的条件（同时是绝对的）互相矛盾。当某个理论前后的命题互相矛盾时，该理论的命运就不言而喻了［注1］。因此，不能用同时是绝对的做己知条件。没有了同时是绝对的这个已知条件，也就不能推导出洛伦兹变换。 注1：实际上，在推导洛伦兹变换的己知条件中还应该有一条，即同时是相对的。因为在爱因斯坦的书中没明确提出这个条件，它只是隐含的条件（隐含在设t`=at+bx之中），为了避免不必要的争论，我没把它列入已知条件。若把这一条列入已知条件，就会造成已知条件之间互相矛盾的现象。既然已知条件之间已互相矛盾了，就不可能进行推导了，当然就没有洛伦兹变换了。 参考文献： （1）、P.G.柏格曼著 周奇 郝苹译《相对论引论》人民教育出版社1961年12月第一版。 （2）、A.爱因斯坦 等 著《相对论原理》 科学出版社 1980年2月第一版。 |