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三 两种不同的光速不变 光速不变其实有两种,并分别对应着不同的光本,混淆了这两种也容易走入歧途。一种是光相对于源之速的不变,对应着光本粒子论;另一种是光与源速及参照系的选择无关的不变,对应着光本波动论。前一种明显的比方是:特定机枪发射特定的子弹,则不论参照系是何速度,只要是惯性的,子弹相对于枪的速度恒定;后一种明显的比方是空气中传播的音速,这个速度仅与空气介质的密度、弹性模量有关,与振源速度、参照系的选择无关。比如我们即使拿上铃铛飞奔,铃声的传播速度依然各向同性为331m/秒(指标准状况下)。第一种光速不变源于基本粒子的统一性,无须介质,可称发射论光速不变;第二种光速不变必须有介质,可称为介质论光速不变。十八世纪杨氏干涉出现以后,光的波动观占了上风,之后麦克斯韦把光的波动观上升为理论:认为真空中充满电磁以太,光是一种介质波,光速类似于音速,与源速无关。由于前一种光速不变少有人论述,故通常所说的光速不变是指后一种,狭义相对论的光速不变亦属于后一种。 十九-二十世纪,人类上百次的测定光速,发现光速是一个定值。需问,这一定值支持了那一种光速不变?迈克尔逊-莫雷实验原本测定地球在以太中的漂移速度,属于后一种光速不变范畴之中,但这一个实验失败了,或者说,等于宣布以太理论失败。那么,这一实验支持发射论光速不变?只要我们把长度和光速都进行伽利略变换,即能非常完满的解释这一实验,所以,回答是肯定的。进一步研究发现,把光速进行伽利略变换可以解释几乎所有的涉及光速类实验[2][3]。则过去“支持”相对论的实验实质上是支持发射光本论。 有的人会问:既然光速服从伽利略速度迭加,为什么我们测定光速为一恒值呢?原因是大多数光速测定采用回路法,回路法中恰好抵消光速的伽利略变换,光速的方向性差异亦显示不出,测出的值正是光相对于源的速度,这一定值可轻松从自然微粒子相统一的方面去寻找解释。 |