一,惯性系
凡是牛顿运动定律成立的参考系,称为惯性参考系,简称惯性系。比如我们以车站为静止参照物的参考系就是一个惯性系。相对惯性系做匀速直线运动的参考系也是惯性系。比如以相对车站惯性系匀速直线运动的火车为静止参考物的参考系,也是一个惯性系。下文中会以车站惯性系和火车惯性系为简称进行说明。
火车惯性系中静止的小球,运动距离和运动速度都是0。在车站惯性系中是运动的,运动距离和速度都不为0。如下图所示:

现在将火车惯性系的静止小球换成匀速下落小球,(注意,这里为了方便说明问题,下落小球不是受重力加速下落的小球,而是匀速下落的小球。)匀速下落小球在火车惯性系中竖直向下运动,在车站惯性系中则是做斜线运动。(如果是自由落体小球,受重力加速影响,小球在车站惯性系中是做抛物线运动。)如下图所示:

现在将火车惯性系中匀速下落小球替换成激光发生器,激光发生器相对火车静止,激光以光速c竖直向下运动。此时在车站惯性系中,火车上的激光发生器是运动的,发射出的激光运动是指激光头部的运动,是斜线向下的。如下图所示:

为了更加直观,激光发射器不持续发射光束,而是发射脉冲光束,那么脉冲光束的运动在火车惯性系中是竖直向下的,在车站惯性系中很明显是斜线向下的。如下图所示:

从以上图中可以明显看出,不同惯性系中同一物体的运动距离和速度是不同的。火车惯性系中激光运动距离为D1(紫色线段),车站惯性系中激光运动距离为D2(绿色线段)。可以看出D2大于D1。如下图所示:

在相对论中,假设不同惯性系中观测的光速相同,也就是说上图中D1/t1等于D2/t2。因为D2大于D1,所以依据假设,t2必须大于t1。
意思就是:相对论中,同一事件,因为所在惯性系的不同,事件的时间是不同的。具体的说,就是对于激光运动,激光从发射器出发到达x轴,相对静止的车站惯性系中花费的时间比相对运动的火车惯性系中长。如果车站惯性系和火车惯性系各有一只表,此时火车惯性系里的表走的比车站惯性系的慢。即所谓的“钟慢效应”。
但是, 运动是相对的。也就是说将火车惯性系作为相对静止的参考系,那么车站惯性系就是相对运动的参考系,车站惯性系以v’速度相对火车惯性系运动。
如果车站惯性系中有静止的同样的激光发射器,在车站惯性系中激光运动距离为D2(绿色线段),在火车惯性系中激光运动距离为D1(紫色线段)。如下图所示:

在相对论中,假设不同惯性系中观测的光速相同,也就是说上图中D1/t1等于D2/t2。因为此时D2小于D1,所以依据假设,t2必须小于t1。
意思就是:相对论中,同一事件,因为所在惯性系的不同,事件的时间是不同的。具体的说,就是对于激光运动,激光从发射器出发到达x轴,相对静止的火车惯性系中花费的时间比相对运动的车站惯性系中长。如果车站惯性系和火车惯性系中各有一只表,此时车站惯性系里的表走的比火车惯性系的慢,即所谓“钟慢效应”。
显而易见的,根据相对论的假设,相同的推论方法,得出矛盾的事实。一个推论得出车站惯性系的表比火车惯性系的走的慢,一个推论得出车站惯性系表比火车惯性系的走的快。自相矛盾,因此假设不合理。
为什么在没有任何实验证明“不同惯性系中观测到的光速相同”的情况下,要强行设置这样一个产生矛盾的假设来得出相对论的结论?确实令人费解。
相对论中强行假设不同参照系中观测到的光速相同,是没有充分依据的,并没有实验证明在不同的参照系中观测到的光速相同。只是这个假设因为实验条件原因很难被证伪,才使得错误的假设和结论传播很久。
只要这个假设依据不充分,不是一种符合现实的必然,这个理论就必然受到质疑。只要这个假设推出自相矛盾的内容,这个假设就应该被放弃。
凡是牛顿运动定律成立的参考系,称为惯性参考系,简称惯性系。比如我们以车站为静止参照物的参考系就是一个惯性系。相对惯性系做匀速直线运动的参考系也是惯性系。比如以相对车站惯性系匀速直线运动的火车为静止参考物的参考系,也是一个惯性系。下文中会以车站惯性系和火车惯性系为简称进行说明。
火车惯性系中静止的小球,运动距离和运动速度都是0。在车站惯性系中是运动的,运动距离和速度都不为0。如下图所示:

现在将火车惯性系的静止小球换成匀速下落小球,(注意,这里为了方便说明问题,下落小球不是受重力加速下落的小球,而是匀速下落的小球。)匀速下落小球在火车惯性系中竖直向下运动,在车站惯性系中则是做斜线运动。(如果是自由落体小球,受重力加速影响,小球在车站惯性系中是做抛物线运动。)如下图所示:

现在将火车惯性系中匀速下落小球替换成激光发生器,激光发生器相对火车静止,激光以光速c竖直向下运动。此时在车站惯性系中,火车上的激光发生器是运动的,发射出的激光运动是指激光头部的运动,是斜线向下的。如下图所示:

为了更加直观,激光发射器不持续发射光束,而是发射脉冲光束,那么脉冲光束的运动在火车惯性系中是竖直向下的,在车站惯性系中很明显是斜线向下的。如下图所示:

从以上图中可以明显看出,不同惯性系中同一物体的运动距离和速度是不同的。火车惯性系中激光运动距离为D1(紫色线段),车站惯性系中激光运动距离为D2(绿色线段)。可以看出D2大于D1。如下图所示:

在相对论中,假设不同惯性系中观测的光速相同,也就是说上图中D1/t1等于D2/t2。因为D2大于D1,所以依据假设,t2必须大于t1。
意思就是:相对论中,同一事件,因为所在惯性系的不同,事件的时间是不同的。具体的说,就是对于激光运动,激光从发射器出发到达x轴,相对静止的车站惯性系中花费的时间比相对运动的火车惯性系中长。如果车站惯性系和火车惯性系各有一只表,此时火车惯性系里的表走的比车站惯性系的慢。即所谓的“钟慢效应”。
但是, 运动是相对的。也就是说将火车惯性系作为相对静止的参考系,那么车站惯性系就是相对运动的参考系,车站惯性系以v’速度相对火车惯性系运动。
如果车站惯性系中有静止的同样的激光发射器,在车站惯性系中激光运动距离为D2(绿色线段),在火车惯性系中激光运动距离为D1(紫色线段)。如下图所示:

在相对论中,假设不同惯性系中观测的光速相同,也就是说上图中D1/t1等于D2/t2。因为此时D2小于D1,所以依据假设,t2必须小于t1。
意思就是:相对论中,同一事件,因为所在惯性系的不同,事件的时间是不同的。具体的说,就是对于激光运动,激光从发射器出发到达x轴,相对静止的火车惯性系中花费的时间比相对运动的车站惯性系中长。如果车站惯性系和火车惯性系中各有一只表,此时车站惯性系里的表走的比火车惯性系的慢,即所谓“钟慢效应”。
显而易见的,根据相对论的假设,相同的推论方法,得出矛盾的事实。一个推论得出车站惯性系的表比火车惯性系的走的慢,一个推论得出车站惯性系表比火车惯性系的走的快。自相矛盾,因此假设不合理。
为什么在没有任何实验证明“不同惯性系中观测到的光速相同”的情况下,要强行设置这样一个产生矛盾的假设来得出相对论的结论?确实令人费解。
相对论中强行假设不同参照系中观测到的光速相同,是没有充分依据的,并没有实验证明在不同的参照系中观测到的光速相同。只是这个假设因为实验条件原因很难被证伪,才使得错误的假设和结论传播很久。
只要这个假设依据不充分,不是一种符合现实的必然,这个理论就必然受到质疑。只要这个假设推出自相矛盾的内容,这个假设就应该被放弃。