真空中光速不变及其他
2009-08-15 13:54:14
  • 0
  • 9
  • 4

作者 苟文俭

真空中光速不变是与事实相符的经验真理,对此爱因斯坦就把它作为了创建狭义相对论的形式化表述的一个基本依据,简称是光速不变原理。在作者最近参加的一次学术会议上、及平时与网友的交流中,发现有的探索者及网友对该原理有误解或不理解,对此作者首先说明以下两点:

1、真空中光速不变,不只是说光在真空中以恒定不变的速度传播,而是说光在真空中的传播,与光源的运动状态无关,其速度总是恒定不变的。

2、真空中光速不变原理是通过实验严格证实的事实,是与事实完全相符的经验真理,而不是一个假设。说真空中光速不变原理是爱因斯坦创建狭义相对论的基本假设之一,显然是错误的。

(一)

为什么会有真空中光速不变这样的经验真理呢?对此可以从如下三个方面来理解。

1、光从光源发射进入真空后,它的传播过程就只决定于真空固有特性;由于真空固有特性是处处等同的,因此光就只能是恒定速度传播。

2、光在真空中传播与光源运动无关,这是因为光源运动并不能改变真空的固有特性;即影响光传播的真空固有特性,只能形成于真空本身。

3、在机械运动中,物体运动速度的大小,完全是由观察者的观测来确定的,其观测条件起了重要作用,因此如果观察者自身是运动的,他对运动物体的观测必然与自身的运动相关;这就是经典力学的运动相对性原理的描述事实。

即在真空中光的传播,不满足运动相对性原理。真空中光的传播,实质上也是构成光的物质通过真空的转移;真空中光的传播速度不变,实质上也就是物质通过真空的转移只由真空固有特性决定,其快慢过程是恒定的。

(二)

根据对真空中光速不变的如上说明和理解,只要通过简单的思考,我们就很容易对其他如下相关问题做出正确的认识。

1、真空中光速不变的条件,是影响光传播的真空固有特性不发生变化,如果影响光传播的真空特性不是固有,真空中的光传播速度也会就会发生变化。即狭义相对论的洛仑兹变换依据是真空固有特性,因此也可以把狭义相对论的光速不变原理,理解成是真空固有特性不变,称是真空固有特性原理

2、如果宇宙中某些区域的真空特性不是固有特性,该区域的光速也就必然会发生变化。因此对实际可变化的非固有特性的真空来说,真空中光速不变就失去了意义,这也就规定了狭义相对论描述有效的条件,是保持真空固有特性不发生变化。即对不是构成于真空固有特性的物质现象,并不能直接使用狭义相对论来对其做有效描述。

3、我们知道,能量是质量以某种方式存在的状态量。在现代物理学的质能关系中,如果物体质量为M,它的固有能即为Mc2,其中c表示的真空中的光速,实际意义并不是物体质量都在真空中以光速运动,而只应当是物体质量都在真空中以转移方式时存在的状态量,即物体所有物质都有以在真空中转移方式存在的固有状态,这就充分表明物体所有物质都源于真空,都是从真空中转移的结果。

4、光在真空中传播不满足经典力学的运动相对性原理,显然它也是不可加速的,因此也不满足动力学规律。即光在真空中的传播、即由真空特性构成的物质现象,不满足现有物理学的动力学规律

5、光在引力场中受引力作用,说明光物质是引力物质;光不可加速,这又注定了光物质不是惯性物质。这一事实说明,爱因斯坦的广义相对论中,物质的引力质量与惯性质量相等并非是一个普适原理,只是对部分物质存在有效的非普适原理,由此这也就规定了广义相对论是适用范围有限的理论,在宇宙学范围不是普适的。

6、真空有可以影响物质转移的固有特性,表明真空是有着固有特性的介质,它又与物体以什么方式运动完全无关,因此在物理学中也还是非常理想的惯性参考系。即有固有特性的真空,在物理学中也还构成了非常优越的参照系,

(三)

根据上述对真空中光速不变的论述与理解,进一步就还容易纠正物理学的一些认识错误。对此作者只举如下两个例子。

1、现代宇宙中,认为宇宙学红移证明了宇宙在不断膨胀,就是现代物理学主流所犯的一个显而易见的低级错误。

依据现代物理学主流的这种观念,宇宙学红移的原因是发光星系正在远离我们而去,认为宇宙学红移是多普勒效应。实际上光在真空中传播,其速度是与光源的运动状态无关,因此宇宙学红移决不可能是多普勒效应。

认为宇宙学红移证明了宇宙正在不断膨胀,直接与真空中光速不变原理相悖。

2、最近在看网友的一篇文章中发现,该网友认为,若内空的光纤运动速度用V表示,光在真空中传播速度用c表示,则光在内空的运动光纤中传播的实际速度就是c±V。显然,这也是由于不理解真空中光速不变所形成的认识错误。

实际上,任何物体的运动,都不会带动它存在范围内的真空与之做同步运动。因为真空(注意不是场)总是独立于物体的存在。因此,光在内空的运动光纤中传播的实际速度,仍然是光在真空中的传播速度。

正如本文所述,只要我们从真空固有特性去理解真空中光速不变,我们只通过简洁的分析,就很容易对相关的所有其他问题获得正确认识

完成于2009-8-15

最新文章
相关阅读