一、不同惯性参照系的同与不同 6park.com
        爱因斯坦的狭义相对论，遵循两条基本公设（公理）：第一条是相对性原理，第二条是光速不变原理。本文对第二条光速不变原理，给出一个与爱因斯坦所理解的光速不变原理不同的解释。爱因斯坦对光速不变原理的解释是：单向光速是个常数，光速与光源运动无关。换言之，在所有惯性参照系中，包括在两个不同的惯性系之间的交叉测量中，真空环境下的光速是不变的，这就是狭义相对论中的光速绝对不变公设。根据这两条公设，狭义相对论就可以推导出时间变慢、尺子缩短，这类颠覆人们对自然认识的神奇预言。本文对光速不变原理的解释是：光速在所有惯性系的真空环境下是一个常数，但在两个不同的惯性系之间交叉测量时，光速就不再是一个常数，这就是本文提出的，光速相对不变原则。从光速相对不变原则出发，我们还可以得出一个与爱因斯坦广义相对论推导得出、且广受关注的黑洞形成理论不一样的新黑洞形成机制。 6park.com
        为了说明同一个物体运动，在两个不同的惯性参照系中会有什么不同的观测结果，我们首先讨论案例1：在风景如画的平静湖面上，有两艘同速反向平行运动的游船A和游船B，它们可视为两个分别独立的惯性参照系。船A上有一游客甲，以2倍的船速，反向从船头向船尾走去，以便与另一边游船B上的熟人乙对话。这时从船B游客乙的角度来说，船A上的甲与自己在两船交会期间，一直保持着几乎不变的相同距离，也就是甲相对于乙并没有运动；但在船A上其他人则认为，甲是在快速的向后走动以便与船B上的乙说话。这就是两个不同的惯性参照系都遵循相同的物理规律，但对同一个物体的运动状态，身处两个不同惯性系中的人们，以各自惯性系中的物体为参照物，就会得出截然不同的物体运动观测结果。这表明，对一个物体运动特征的解释，只有以这个运动物体所在的惯性系为背景，以所在惯性系中某一个物体作参照物，才可以给出真实和准确的描述。站在另一个不同惯性系中的观察者（游客乙），以所在惯性系（船B）中的某一个物体当参照物，对不属于所在惯性系物体（游客甲）运动特性的描述，只能是一个视觉上的观测结果，不能把自己视觉上的观测结果（甲未移动），看作是该物体在那个惯性系中确切的运动状态。 6park.com
        案例2：如同上述案例1的环境，在船A上有人在做电磁感应实验，对于在船B上的观察者乙来说，那个做切割磁力线运动的导体，从船B上乙的视角，一定存在一个角度，对那个直线形导体是否正在做切割磁力线运动是无法判定的，这是由于视觉差造成的。就像一条横在你面前，与你的双眼平行的细绳，在单调背景的情况下，这条细绳相对于你做前后运动，你是很难判断出这条细绳是静止的，还是做朝向你的运动，或者是做远离你的运动。这时船B上的乙就会得出：电磁感应实验，导体不需在磁场中运动，就能产生感应电流的视觉差结论。这个结论对吗？从乙的客观观察来说，没有看到导体有运动，但电流表指示针或指示灯泡确实变化了，乙又无法到船A上查证，所以身在船B上的乙可以这么肯定的说：我亲眼所见，导体无需在磁场中做切割磁力线的运动，也能产生感应电流。但我们大家都知道乙的判断是不对的，在船A上的人可以证明，实验导体确实做了切割磁力线的运动，才产生了感应电流。也就是电磁感应定律无论在船A或船B上都是正确的，但在交叉惯性系之间进行观察，就会由于存在视觉差而得出错误的结论。 6park.com
        案例3：有两列对开的火车，火车A向东，火车B向西。坐在火车A上的人们，听到自己所坐的火车拉响了汽笛，声音高亢有力，声调平滑、持续一致。坐在火车B上的人，听到火车B拉出的汽笛，和火车A上的人们感觉一样，声音高亢有力，声调平滑、持续一致。分别坐在两列火车上的人们都知道，自己所在火车内的环境，与对方火车上的环境相同，声波传播速度都是340米/秒。但是当火车A车厢内的人听到火车B拉响汽笛时，会感到对方的汽笛声是越来越尖锐，当两列火车交汇时达到刺耳的最尖锐峰值。当两列火车错车过后，对方的汽笛声立即又变得越来越粗、越来越低沉，即使对方车厢内的人们正在高歌合唱一首你非常熟悉的激情歌曲，在两列火车相遇过程中，你也不可能准确辨别出歌词和旋律，火车B上的人听火车A的汽笛或车厢内的歌声也有同样的感觉。这个案例说明，声波在各自的惯性系中都是按正常的物理规律和原则在运行，但在交叉的惯性系相互测量时，得到的是不准确、或者叫做失真的物理现象和数据，例如声波的频率、波长等都会发生变化，也就是会出现多普勒效应。所以不能用两个处于相对运动着的惯性参照系交叉观测得到的失真物理数据，代替该物理现象在它所属惯性系内观测得到的保真数据，去进行正常物理规律的操作或运算，两者是不相等的，因此所得结果也必会大不相同。 6park.com
        案例4：有A、B两条狗，并列世界百米赛跑冠军，如果在A狗的跑道下铺设一条输送带，就如同平常在机场中旅客们常常看到的自动人行步道那样，让两条狗在这样不同的跑道条件下，两条狗和输送带三者同时起跑，它们还能同时达到终点线吗？显然在输送带上奔跑的那条A狗一定会赢。因为尽管两条狗相对于各自脚下支撑面的速度都是一样的，但是输送带也有速度，在A狗的奔跑期间，输送带也行进了若干米，这若干米就等于缩短了输送带上A狗奔跑的距离。两条狗奔跑速度一样，A比B的奔跑距离要短，那么距离短的A狗就一定会赢。这条输送带上的A狗，实际就是与输送带一起组成了一个独立的惯性系，与在地面惯性参照系内的B狗同一速度，加上独立惯性参照系相对于地面惯性参照系的运动，等价于A狗的速度要快于B狗的速度，我们找不出任何力量或理由，要限制A狗的速度必须与B狗同时到达终点线。若把世界上两条跑的最快的狗，换成两个跑的最快的物体——光子，把一个发出光子的手电筒固定在地球上，另一个手电筒固定在一个思想上可以瞬间加速到0.5C的超高速火箭上，在60万千米远的目标板上，分别来自两个不同的手电筒的光子会同时达到吗？根据光子的粒子特性，答案应该有两个。一个是会同时达到，在两个手电筒和超级火箭刚刚出发的瞬间，两个手电筒尚未发生相对运动，那些个在同一起跑线上出发的光子们，它们运行相同的距离，它们既是最早、又是会同时达到60万千米目标板的光子；第二个答案是不会同时达到，一旦超级火箭运行起来，超级火箭和携带的手电筒就组成了一个独立的火箭惯性系，在这个独立的火箭惯性系中，光子依旧保持30万千米/秒的光速，但手电筒本身与目标板的距离则小于60万千米，所以光速不变，距离变短，光子运行时间就一定也变短，也就是火箭惯性系上手电筒发出的光子，一定会比跑完60万千米全程的光子提前到达目标板。把地球惯性系上手电筒发出的光子，与形成火箭惯性系后手电筒发出的光子相比较，等价于两个手电筒发出的光子速度快慢不同，就像前面在独立输送带惯性系上的A狗，会比固定惯性系上B狗要提前达到终点线的道理一样，我们没有理由限制火箭惯性系上手电筒发出的光子，一定要与地球惯性系上手电筒发出的光子同时到达60万千米外的目标板。 6park.com
        从上面几个案例我们可以总结出一个共同点：一个在物体所属惯性系外，从别的惯性系获得的该物体跨惯性系的观测数据，与该物体所在惯性系内得到的观测数据之间是不同的，尽管这两个观测数据都是真实的客观存在。在惯性系内观测得到的数据是物体固有不变的数据，本文称作固有数据，这个固有数据在所属惯性系内任意观测都是一致的，是可以直接参与物理规律运算的。在惯性系之外观测得到的数据，是固有数据投影到这个外在惯性系上的数据，从多个不同的惯性系观测，可获得多个彼此不同但又都是真实存在的观测数据，本文称作投影数据，凡属投影数据是不能直接用于物理规律运算的。为了清晰说明此观点，列举案例5：一条单向公路有三股车道，右边是慢行车道，中间是正常车速机动车道，左边是快速机动车道。中间车道有一公交客车，车速是10米/秒；右边慢车道有一辆人力三轮车，车速是1米/秒；与此同时左边快车道出现了一辆摩托车，车速是15米/秒。在地球这个惯性系内，以地面为参照物，不管你在哪里观测摩托车的运动状态，它都是以15米/秒的速度在向前运动着，这就是摩托车在地球惯性系内的固有速度。但是身处公交车上的人们，他们处在了一个独立的公交车惯性系内，以公交车内的任意物体做参照物，观测左车道的摩托车，此时摩托车的车速是5米/秒。在右边慢车道三轮车（一个独立的三轮车惯性系）上的测速仪，观测摩托车的车速则是14米/秒。若另一边反方向车道有一辆公交车也是以10米/秒的速度在行驶，那么在逆向公交车那个惯性系中观测这辆摩托车的速度，将会是25米/秒。无论摩托车的车速是15米/秒、5米/秒、14米/秒，还是25米/秒，都是真实、客观、无异议的，但只有摩托车在自己的惯性系中的速度15米/秒是固有的、不变的、保真的，也是进行物理规律运算时选取的数据。其他惯性系测量得到的速度，都是摩托车固有速度在其他惯性系上的投影速度，固有速度投影在不同的惯性系上，就会有不同的对应速度，若把投影速度直接用在物理规律运算中，得出的结果必然偏离一般认知的客观事实。 6park.com
        对光子而言，由于光子具有粒子特性，所以我们也可以称它是一个运动的物体，只不过它是一种在任何惯性系中体积最小、质量最轻、运动速度最快的物体。既然光子是物体，那么它就应该符合物体运动的某些基本规律，例如光子在所属惯性系A中是运动速度最快的物体，光速标记为CA（30万千米/秒）；光子在另一个不同的惯性系B中也应该是运动速度最快的物体，光速可标记为CB（也是30万千米/秒），但是从惯性系B中观测惯性系A中的光子运行的速度（可标记为CBA），与惯性系A中光子的固有运行速度CA就应该是不同的；即：在惯性系B中测得惯性系A中的光子速度，应该是惯性系A中的光子速度CA在惯性系B上的投影速度CBA，这个CBA有可能大于光子本身所在惯性系A中固有的光速CA（30万千米/秒）,也有可能小于固有的光速CA。这与上面案例4中摩托车在公交车上的投影速度是一样的道理。再从光子具有波粒二重性的波动性来谈，这也和上面案例3中声波的多普勒效应一样，光波在相对运动中也有多普勒效应，会产生红移和蓝移现象，也就是当一个光波源和一个观测者互相快速运动时会造成的频率变化。那么身在惯性系B，去判断属于另一个惯性系A中，而且发生了多普勒效应的光子运动状态，包括速度和频率，就一定是不准确的。这就引导出本文对光速不变原理的解释与爱因斯坦对光速不变原理解释之间的不同：爱因斯坦认为光速在所有惯性系中，无论是在自己所处惯性系内的实测固有光速，还是在不同惯性系之间交叉观测得来的投影光速都是一成不变的，恒为C（30万千米/秒）；本文认为光子的速度就是光子相对于发出光子的那个光源的速度，光速在所有惯性系中，光速是固定不变的，但在不同惯性系之间交叉观测到的光速是投影光速，是一定会变的。投影光速和固有光速是两个不同的概念，但都是真实的客观存在。本文认为爱因斯坦在他的狭义相对论中，把光子速度绝对化，没有投影光速和固有光速的分别，在投影光速和固有光速混为一体的条件下，就会产生错误的理论模型，进而得出真实世界不存在的“尺缩时涨”这样的错误结论。当两个惯性系之间相对静止时，投影光速就等于固有光速；当两个惯性系之间存在不等于0的相对位移，投影光速就不等于固有光速。
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贴主:bpcart于2020_12_17 18:55:05编辑

贴主:bpcart于2020_12_17 18:55:34编辑
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