二、从集合论的角度来谈光速不变原理
    借集合论的基础概念来谈前面的案例1。两条游船属于两个不同的集合，一个集合内的元素与另一个集合的元素互不包含，没有交集，尽管在游船A和游船B上都遵循同样的物理规则，但具体元素的运动状态或物体特性则是不必相同。若想确定某个物体的准确运动状态和物体特性，必须在所属惯性系内运用计量仪器进行测量。以此案例为背景设想一下，如果船B上的乙看到船A中的一个小桌子上有一冒着热气的杯子，他能凭借手里拿着的温度计，来测量出船A上那一杯茶水或咖啡的温度吗？不能！因为游客乙的温度计和那一杯热咖啡或者茶水根本属于两个不同的集合（两个不同的惯性系），只有游船A上的温度计才可以对这杯热咖啡或茶水进行精确测量。即使是船B上拥有最先进的远红外线测温仪，在两个游船（集合）越来越远的情况下，加上杯子材料的阻隔，从游船B上仪器测得所属另一游船A热水杯里的咖啡或茶水的温度，也只能是一个大约的近似值，是不能与游船A上的简单温度计测得热水杯内液体温度的精确度相媲美。所以在游船A（集合A）内的各种物理和数学规律，可以与游船B（集合B）内的物理和数学规律相同，但不同游船（集合）内的元素属于完全不同的集合空间，不能进行同一集合内的正常操作和运算，也就是没有一个人或物体既在船A上，又在船B上，两艘船完全没有自然的关联（交集），属于不同的物质世界。同理而言，在两个不同的惯性系A和B中，惯性系A中发出的光束LA与惯性系B中发出的光束LB是两个不同的物体，不能因为他们拥有相同的速度（物体特性）而把他们视为同一个物体。所以在惯性系B（集合B）中，用仪器测量惯性系A（集合A）中的光子的速度CBA，得到的只能是粗略的观测近似值（映射），或大于CA，或小于CA。若想测得惯性系A（集合A）中光子的精确速度CA，只能在惯性系A中设置光速测试仪，才可以测出CA=30万千米/秒的真实精确值，即固有光速。 6park.com
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三、爱因斯坦的光速不变悖论
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    现在从爱因斯坦对光速不变原理的解释出发，看一看如何由爱因斯坦的狭义相对论中光速不变原理推导出，光速必然会被改变这种矛盾的现象，也就是爱因斯坦的光速不变悖论，从而揭示出爱因斯坦对光速不变原理诠释的错误，以及由错误解释光速不变原理推出的时间变慢、尺子缩短这类违背常识的谬论。
    下面画出的光速观测示意图，是一个光速在几种情况下，爱因斯坦认为不变的光速，是可以被改变的逻辑推理示意图。


    在图中列出3个彼此独立的惯性系：惯性系A、惯性系B、惯性系D。字母C由于代表光速，所以为了避免同一字母代表不同的含义会引发不必要的混乱，作图时把第3个独立的静止惯性系命名为惯性系D，所以本图中没有惯性系C。

    1、在3个分别独立的惯性系中，我们假定观测者甲、乙、丙，都分别在各自的惯性系中做过各种实验，得到了相同的光速结果，认可光速C在每一个惯性系中都是最快、固定不变的，CA=CB=CD=C=30万千米/秒。现在身处静止状态惯性系D中的观测者丙，对另一个惯性系B的光源装置B0进行观测， B0的运动速度毫无疑问的是等同于惯性系B的整体运动速度，即为0.6C。当观测者D测试光源装置B0前方B1处的光速时，按照爱因斯坦对光速不变原理的诠释，因为光速与光源运动状态无关，且在两个不同的惯性系之间的交叉测量中恒为C，光子速度在B1点只能是C，从光源B0发出的光子到达B1点时，光子的速度CDB1就被迫限制在0.4C，即低于惯性系内实测光速CB，这与光速在惯性系B中预先实测的光速为CB=C明显不符。这是爱因斯坦光速不变原理的悖论一。 6park.com
    2、身处惯性系D中的观测者丙，对惯性系B中的光源B0向后方（逆惯性系运动方向）照射的光束，在B2点对光束进行测量，可测得一个光速CDB2，按爱因斯坦的理解，光速在B2点应该是C；但是若算上惯性系B整体的速度，也就是0.6C向前的速度，则从B0到B2的光子速度应该是C+0.6C=1.6C，即光子在B2点的光速CDB2应该是超光速，这与光速在惯性系B中预先实测的光速CB为C不符，这是爱因斯坦光速不变原理的悖论二。 6park.com
    3、身处惯性系B中的观测者乙，对另一个惯性系A中的发光源A0进行观测。平行匀速的两个惯性系A和B，都把静止的惯性系D作为参照物时，各自的速度都是0.6C，但方向相反。惯性系B中的观测者乙，以自己所在惯性系B中的某一物体作为参照物，检测到惯性系A中发光源A0的速度应该是0.6C+0.6C=1.2C。在惯性系A中的观测者甲，将自己所在惯性系A中的某一物体作为参照物，对惯性系B中的发光源B0进行观测，B0的运动速度同样也应该是0.6C+0.6C=1.2C，只是运动方向相反。这就实际看到了宏观物体超光速的运动现象，这与狭义相对论的光速不变原理不符，这是爱因斯坦光速不变原理的悖论三。同时观测者乙在惯性系B中发现了对方这个被观察的惯性系A，以超光速的实测数据，正在接近或离开惯性系B，这也是爱因斯坦在狭义相对论中描述的质量和动能之间的关系难以解释的自然现象，质量巨大的物体，怎么可能以超光速运行？其实这个超光速是一个交叉惯性系之间观测得到的视觉速度，也就是投影速度，而非固有速度。 6park.com
    4、在惯性系B中的观测者乙，以惯性系B中某一物体做参照物，对另一惯性系A中的光速检测点A1进行光速检测CBA1，如果按照爱因斯坦理解的光速不变原理应该得出光速为C，那么可以推算出由光源A0射出光子到A1点处的光速为C-1.2C=-0.2C，即光速为负值，与光速不变原理不符，这是爱因斯坦光速不变原理悖论四。 6park.com
    5、在惯性系B中的观测者乙，以所在惯性系中某一物体做参照物，对惯性系A中的光速检测点A2进行光速检测CBA2，按狭义相对论的光速不变原理，由光源A0射出到A2点的光子速度应为C，那么可计算出从A0到A2的光速为1.2C+C=2.2C，光束由A0到A2的光速为固有光速CA的2.2倍，这与光速不变原理不符，这是爱因斯坦光速不变原理悖论五。 6park.com
    从爱因斯坦诠释的光速不变原理出发，推出了以上诸多光速必然改变的结论，这就是爱因斯坦的光速不变悖论。这些悖论发生的原因出在哪里？本文作者认为问题出在不同惯性系中的光子是不同的物体，不能把不属于本惯性系的物体（光子），想当然的比照自己惯性系中的物体来对待。也就是两个惯性系之间本没有共同的元素，不能因为实测光子在两个惯性系中都具有相同且最高的速度，而把不同的光子当作两个不同惯性系（集合）的共有元素，这样等同于把两个原本不同的惯性系强制变成了一个惯性系对待，也就是把投影光速和固有光速混为一体，从而在不知不觉中，就会产生一系列的荒谬推论。
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贴主:bpcart于2020_12_17 19:13:40编辑

贴主:bpcart于2020_12_17 19:15:31编辑