爱因斯坦的狭义相对论,是建立在相对性和光速不变原理的基础上,传统的光速不变原理,指的是真空中的光速,对于任何观测者来说都是相同的。
就是说同一束光,静止的人看它是299,792,458 米/秒,一个高速运动的人看它,也是299,792,458 米/秒,即使当这个人速度无限接近光速,即使这个人和这束光几乎齐头并进,几乎相对静止,他看这束光的速度还是299,792,458 米/秒。
相对论的原始推导--洛伦兹变换式就是根据这一点推导出来的。
其实很多人都想不通这一点,但是一百多年来爱因斯坦、爱丁顿爵士、专家、教授、学者老师都是这么说的,虽然其中很多讲解者也未必完全明白。
但是这种点我认为是错误的,光速不变原理是正确的,但不是这样解读。
光速不变的真正内涵,是指光线方向恒定,速度恒定,不可改变、不可叠加。打个比方,赤道上一个静止的苹果,地表带动它以466米/秒的速度以某个方向自转,在太阳系中,地球带动它以30千米/秒的速度以另一个方向公转,在银河系中,太阳系又带着它以220千米的速度移动。在不同的参考系中,这个苹果的方向不同,速度不同,是可变化的。或者说,不同空间的移动,赋予(或者说影响)这个物体不同的运动状态(量及方向)。
而光线则不同,光速与所处空间、所在坐标系的移动速度没有关系,不管这个空间是狭窄的还是广袤的,不管所在车厢是以20米/秒的速度移动,还是所处星系在高速旋转,抑或是整个宇宙空间在膨胀、平移甚至翻滚,都不会改变光的运行,它始终以单一的方向、恒定的速度传播,这才是光速不变原理。
或者说,光前进的速度和方向,不受空间桎梏,不受参照系的速度所影响。它始终以一个常量前行,而不是不同速度的观察者观察光速都是一个常量。
相对论的推导基础错了,所以并不成立,不是完善不完善的问题。
1887年,著名的迈克尔逊莫雷实验推翻了光是依靠以太传播的理论,其实验结果证明了光速在不同惯性系和不同方向上都是相同的,并由此确定了光速不变原理。
也就是说,不论在a速度的地球上,还是b速度的太阳系里,还是c速度的银河系里,做这个实验都是同样的结果。不管在哪个参照系里,不管在哪个相对空间里,不管这个参照系或者空间的移动速度是多少,都不会影响到光速,光速都会保持恒定的常量,速度不变,方向不变,而不是不论对于哪一个观测者,不论该观测者以何种状态观测,光速都是恒定的常量。
这是两个不同的概念,一个强调的是任意参照系,而另一个强调的是任意观测者。一个是无视任意参照系,任你怎么变,我不变,一个是要迎合所有参照系。
同一束光同一时刻,面对一万个不同状态的观测者时,要变化出、呈现出一万种不同的状态,才能让观测者观察到相同的结果,这不仅仅像是灵异,更违背了光速不变原理的本意。
迈克尔逊莫雷实验所得出的结论--光速不变原理没错,最开始的解读也没错,但从洛伦兹和爱因斯坦开始,解读出现了偏差。
光速不变原理的真实含义是--选择任意参考系都不能改变光的运动状态,而不是光对于任意不同参考系对于任意观测者都呈现同一运动状态。
我并不是要重新定义光速不变原理,我只是想把它拉回迈克尔逊莫雷实验最初的轨道上来,回归它本来的意义所在。
我,错了么? 请诸君指教。