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在狭义相对论中，光速不变原理是爱因斯坦作为创立狭义相对论的两个假设前提之一而提出来的，因此，光速不变原理在狭义相对论中本身是不能推导出来的，当然也就没有推导证明为什么光速不变的过程。而且，这条原理至今也没有得到过证明，所以，在光速不变原理基础上建立的正确性是值得怀疑的。在我们看来，光速不变应该包括四个方面内容： (1)光速与光源的运动状态无关，不管光源是相对静止的还是运动着的。 (2)光速与光的频率大小无关。 (3)光速与光源所在的位置无关,不管光源相对于观察者处在什么方向，因为这会涉及到运动物体的时空变化的相对性效应，是发生在全方位(即球面收缩),还是仅仅发生在运动的方向上。 (4)光速与观察者所在的参照系运动状态无关，即不管是运动着的还是静止的观察者。 至于光速为什么是极限速度，即光速的极限性，爱因斯坦是根据光速不变原理和相对性原理这两个假设得出的推论。爱因斯坦根据光速不变原理和相对性原理这两个假设先推出了运动物体的动能关系式为：  对于这个关系式，爱因斯坦认为，当 v = C时，W就变为无限大，所以，超光速的速度没有存在的可能。光速的极限性就是这么推出来的。根据这个关系式，一切有重物质的运动速度都不可能达到光速。 那么，对于已经以光速在运动的光子怎么来解释呢？只能把它定为是一种没有静止质量的能量粒子，否则，就会自己推翻自己的结论。这样，爱因斯坦在推出光速极限性的同时却把光子放到了一种脱离物质范围的特殊位置，变成一种纯能量。不过这种纯能量又必须具有引力效应，否则无法解释光线穿过太阳附近强引力场时会发生弯曲和具有引力红移效应。 这一切困难都来自于爱因斯坦的质速关系式。该式要求一切具有静止质量的物体运动速度都不允许达到光速，可是，光子本身速度已经是光速，所以它必须不能有静止质量，只能具有能量。爱因斯坦认为，由于能量和质量之间有质能关系，所以，能量也具有质量的一切特点，质量就是能量的凝聚。既然是能量，但又要这个能量具有引力效应，即具有引力质量的特点，所以，爱因斯坦的相对论实际并没有脱离引力论的框架。 爱因斯坦在他的论文《论动体的电动力学》是这样论述光速不变原理的：“任一条光线在静止的坐标系中都以确定的速度V运动，不管这条光线是由静止的还是由运动着的物体发射出来的”。（德国《物理学纪事》1905年第4系列第17卷第895－921页，参见蔡怀新等编译《爱因斯坦论著选编》，上海人民出版社，1973年）。这段话即使描述的是一个正确的事实，但是这段话只说了光速运动的一半事实。因为根据这一半，光速就不是相对的，而是绝对的速度，同狭义相对论的另一条假设“相对性原理”是自相矛盾的。再说，这句话只讲到光线对于静止的参照系（坐标系）是不变的，那么对于运动着的参照系中的光速是否还是不变呢？这一点他却没有说。 还有，光速既然是不变的，到底是在光源运动的方向上不变，还是在任意方向上都不变？如果仅仅是光源运动方向上不变，那还是不能说是光速不变，当然，还可以问问导致光速不变的原因是什么等。我们以后会看到，恰恰在这一点上狭义相对论出了麻烦。运用斥力子理论，可以使这些问题得到较完满的解决，不仅如此，就是狭义相对论得以成立的前提假设光速不变原理也能直接从斥力子理论中推导出来。事实上，对于运动着的参照系，只要参照系确定下来后，相对确定的参照系来说，光速不变原理仍然有效，只是光速值不等于静止参照系时的光速值。这就是说，光速事实上是一个在选择参照系后的参变常数。 因此，在确定的参照系（如静止的坐标系）里，光速是个常数，同光源的运动方向和运动速度无关，具有绝对性，这就是爱因斯坦说的那一半话（当然，他没有说完全）；但是还有下半句话是：光速在不同运动状态的参照系里，光速的值是不同的，光速既有绝对性，又具有相对性，这是爱因斯坦还没有看出来的另一半事实。 那么，斥力子理论是如何推导出光速不变原理和光速的极限性的呢？ 斥力子理论首先是对物质作用过程建立起一种物理模型，然后利用模型去解释各种物理现象。光速的不变性和极限性就是用这种模型解释物体质量和运动速度变化时所推出的必然结果。在这方面，斥力子理论同狭义相对论的出发点完全相反，狭义相对论是从物体运动速度的变化推出物体质量的变化，而斥力子理论则是从物体作用中物质量的变化推出运动速度的变化。我们所说的斥力子的“排斥”意思，即是具有对抗物体引力作用的特性。所以，斥力子理论是建立在以下两个假设的基础上的： 1，存在着一种具有排斥特性的斥力子。 2，物体运动状态的改变需要吸收或释放斥力子。 对于一般的运动物体，其内部引力物质量总是大于排斥物质（斥力子）量，所以物体一般都具有万有引力。对于具有万有引力的物体，运动速度增加需要吸收斥力子，由于斥力子具有对抗引力的排斥能，物体每吸收一份斥力子就会抵消掉物体内部相应的一份引力能，因此物体对外的万有引力也就减少一份相应量。这样，当物体吸收的斥力子质量等于物体内部原有的引力物质量时，物体内部的吸引力和排斥力相等，达到了平衡状态或者称为饱和状态，这时，物体就再不能对外吸收斥力子了，物体的运动速度就达到了极限。 但是极限速度是否就一定是光速呢？还需要进一步确定。那么这个极限速度是什么物体的运动速度？根据上面的分析，它必须要满足两个条件：1，它必须是自然界内运动速度最快的；2，它又必须是引力质量等于0的物体。 这很容易使人想到以光速运动的光子，光子是自然界内运动速度最快的了，但是仅仅这点还不够，还要看看光子的质量。现代物理学把光子的静止质量定为0，这一点用斥力子的观点来看是有问题的。斥力子理论认为：物理的质量是衡量物质多少的量，只要是物质，就有质量，没有质量的物质是不存在的。没有质量的物质只是一些抽象的慨念或者是印刷符号，就象”人””苹果”这些单词一样，而具体的人和苹果，一定是可以计数的，可以度量多少的。但是，由于各种物质具有不同的特性，有引力特性的，也有斥力特性的等等，当不同的物质结合在一起成为一个物体时，物体对外所显示出来的特性则是内部各种组分特性综合后的结果，物体只有在运动中才显示出内部各种特性物质量的数量上的变化。斥力子理论把运动物体的质量区分成四种质量，即：物体能够对外显示引力特性的物质量（引力质量m引）、相对参照系静止时作为起算点的引力质量（惯性质量m0）、物体在运动状态变化过程中所吸收的斥力子总质量（附加质量△m）、物体内部相对参照系静止时作为起算点的引力物质和斥力物质加起来的物质总量（总质量mt）。所以除了把光速作为参照系，静止质量为0的实物粒子是不存在的。因为我们通常所说的静止，都是相对地表参照系的。无论是有引力特性的重力物质，还是有排斥特性的能量粒子，甚至是既不表现为吸引，也不表现为排斥的中性粒子光子都应该有静止质量，所以光子的静止质量不可能是0。而根据以上分析，只有当粒子内部排斥能量和吸引能量相等时，粒子的运动速度才能达到极限，因此，唯一的选择只能是光子的引力质量为0。于是，推导出光速的极限性。 那么，为什么在参照系确定后，光速就不变了呢？而且不管光源的方向及运动状态如何，光速也会保持不变呢？即在确定的参照系里，光速与光源的方向及运动状态无关。那么,斥力子理论是如何推出光速不变原理来的呢? 这就要从达到光速后的运动物体具有的特点来分析.根据斥力子理论，当一个实物粒子（物体）速度增加时，物体要吸收斥力子，物体内部原来的引力能会逐渐被斥力子的排斥能所抵消，当吸收的排斥能一旦等于物体内部的吸引能时，在物体内部，吸引能和排斥能之间达到平衡，这时物体的运动就达到速度极限－－光速C。这就是说，凡是以光速运动的物体，其内部都是排斥能和吸引能达到平衡。这就给了我们一个判断物体运动达到光速的标准，凡是物体内部吸引和排斥达到平衡的物体，其运动速度就是光速。不管光源位于何处，不管光来自地球还是其他天体，我们所见到的光都是具有排斥能和吸引能相平衡的特征，所以我们见到的所有光的光速都相等，并且都等于C。 由于一个排斥和吸引相平衡的集合加上另一个排斥和吸引相平衡的集合仍然是一个排斥和吸引相平衡的集合。又由于光速是极限速度，不可能再增加任何速度，所以有光速加上光速仍然等于光速。光速同任何速度相加仍然等于光速。至于光速C的具体数值到底是多少? 而是要由观察者所在的参照系里的光速值决定.。那么，为什么在参照系确定后，光速就不变了呢？而且不管光源的运动状态如何，光速也会保持不变呢？即在确定的参照系里，光速与光源的运动状态无关。因为所有的以光速运动的物体都具有相同的特征，而观察者总是用自己参照系里的光速标尺去度量其它光速的，一旦参照系确定，光速在该参照系中就是个确定值，其它的光速也都是和它相同的值。如果观察者所在的参照系运动状态发生变化，则该参照系的光速值也会变化，其它所有的光速值也都随之变化。这样看来，光速既是不变的，又是可变的。爱因斯坦所说的光速不变原理的含义也仅仅是相对于某个确定的参照系来讲的。光速C的具体数值等于人们所选定参照系里测得的数值。 怎么从定量来分析光速不变呢？仍然可以从质速公式  来推导：此关系式经过变换，得：  当物体内部排斥和吸引相平衡的时候，即吸收的排斥质量等于原来相对静止的引力质量，这时物体的总质量m t = 2 m0 把此值代入上式，则得到：V2 = C2，V＝C 所以，运动速度V＝C的条件仅仅是m t = 2 m0 而与光源物体的静止质量m0 无关。即同参照系的选择无关。那么光速C的值到底等于多少？ 由于  式中C0可以是任何参照系K1内的光速，如果以地表为参照系的光速，那么C0大约是30万公里/秒，C′的值就是相对地表速度V的运动参照系K2的光速数值。这说明只要是满足内部排斥和吸引相等条件的运动物体，其运动速度都是光速C ,所以所有的光速都相等。同时也表明，如何参照系里的物体，速度的增加不是无限的，随着吸收的斥力子的增加，物体内部的引力同排斥力比例 在发生变化，当引力同斥力达到平衡相当时，即斥力子的质量等于物体原来的引力质量时，物体的运动速度达到极限，这就是光速。对于确定的参照系，不管向什么方向发出的光速都是相等，而且，不管什么方向射来的光，对于该参照系，光速也都是相等的。 在海拔1000米的山峰上有棵树，爸爸在树下休息，妈妈在海滩拾贝， 在海拔200米的亭子里儿子在买饮料。妈妈说树在1000米的山上，儿子说树在800米的山上，爸爸说他就靠树坐着。这就是参照系的道理。 (责任编辑：admin) |