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破除光速不变的迷思

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对相对论认知的一大障碍无疑就是光速不变原理。光速不变这个结论无疑是正确的,但爱因斯坦把它作为相对论的基本公设则是错误的。只有认知到光速不变不是基本公设,而是导出定理,才能正确认知相对论。
(1)相对论是普适物理理论,不是特定的光学理论
正因为相对论是普适物理理论,因此任何正确的物理理论都必须首先满足相对论的约束,包括在相对论之后面世的量子力学,也必须满足相对论的要求(早期的量子力学不满足相对论,所以就不得不改为满足相对论要求的量子场论了)。
一个普适的物理理论,却以一个特定的光学特性来作为推理基础,显然是荒谬的,物理逻辑上是错误的。因此在这一点上,我们不能迷信爱因斯坦,该否定的就要坚决否定。
(2)相对论的核心公式不是光速不变
相对论的核心公式是运动合成公式(1维)

这个公式是普适的物理公式,对任何物理过程均适用。而经典力学的运动合成公式则是

这是两者根本的区别所在。
注意,我特别指出,相对论运动合成公式中的常数c,我把它称为普适物理常数,并没有把它称为光速。道理很简单,普适公式中的常数自然是普适常数,而不是特定什么物质的速度。这是物理逻辑的自然。
(3)光速不变是定理而不是公理
在运动合成公式

中,如果令u=c,则得到光速不变定理:
反之,如果令,则可解出 |u|=c。
也就是说,光速不变,它的正命题与逆命题均成立。或者说,质点在任何参照系的速度不变,当且仅当它的速度为普适常数c。
这个逆命题,爱因斯坦原文是不存在的。不仅如此,我们是由普适的公式推导出特定的光学公式,而不是反过来,由特定的光学公式推导普适公式。
在这里,我们是由速度合成公式推导出光速不变原理的,而不是像《论动体的电动力学那样》反过来,由光速不变原理推导速度合成公式。由一般到特殊才叫演绎推导,否则叫归纳法了。
(4)普适常数c 的测定不依赖于光学
由于速度合成公式适用于任何物理过程,因此理论上,我们可以对任何物理过程来测定常数c 。
比如火车上有一物体以速度u运动,火车以速度v相对路基运动,则我们在路基上架设一台测速仪,精确测量物体相对于路基的速度,就可以算出普适常数c出来。
当然,理想很丰满,现实很骨感。由于c是一个极大的数,除非测速仪具有极高的精度(至少百万分之一的精度),这样的实验是没有意义的,误差不超过百万分之一的测速仪,恐怕目前的技术水平还做不到。
尽管如此,当u,v都接近于c时,对测速仪的精度要求就可以大大降低。因此目前的技术水平是可以支持对u,v接近于c时的测量的。
而u,v都接近于c,目前只有原子核衰变过程能够体现出来。因此,利用原子核衰变过程,在现有的技术条件下是可以测出普适常数c出来的(不依赖于光学)。
当然,直接利用光学,也是可以测出c的,而且更方便更准确。但我们逻辑上要清楚,在这里c不是光速,而是一个普适物理常数,只不过恰与光速相等而已。
(5)破除光速不变的迷思,才能正确认知相对论
相对论是普适的物理时空理论,不是光学的一个分支,也不是电磁学的一个分支。恰恰相反,电磁学,光学,乃至一切物理分支,都必须满足相对论的时空约束,才能得到正确的物理意义。


IP属地:广东1楼2018-12-10 08:35回复
    现代物理从古典物理中一步一步走过来,改变最大的莫过于不知道别瞎BB原则。古人总是把直观感受到的东西随意安一个名称或者物理量,归纳出其关系,称为物理定律,这在现代看来总有点让人不放心【这是由测量精度保证的!】,现代物理是用定义来保证其正确性,这与定义方式【测量方式】有关。古典物理暴露出的问题也正是出在随意安个名字上面,相对论和量子力学都是测量的物理,只有测量了才有话语权。时空是测量的结果,位置和动量是测量的结果,预定义的全局时间和空间被否定,预定义的点粒子被否定。相对论只是选择了与主宰万物演化的方式相同的方式来测量而已,如果某些场合有2种完全不同的方式主宰演化,相对论会很不相同【引用Susskind在公开课说的,如果引力传播速度不是光速相对论将会改写】。


    IP属地:广东2楼2018-12-10 09:38
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      现代物理学不做毫无根据的前提假设,任何理论或假设不能脱离可观测的"现象"存在。


      IP属地:湖北来自Android客户端3楼2018-12-10 11:33
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        问题是如果没有老爱的从特殊到普通,你要怎么得出 相对论的核心公式 来论证你的 普通到特殊?


        4楼2018-12-10 12:56
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          速度合成公式中的C是带单位的,代表了速度的值,是有物理意义的


          5楼2018-12-10 14:44
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            又是一个看了答案再来解题的家伙。还硬说人家答案不对。


            IP属地:埃及来自iPhone客户端6楼2018-12-10 15:08
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              我很好奇楼主怎样在不用光速不变这个结论的前提下推出速度合成公式,注意不仅不能用光速不变,而且不能用任何可以通过狭义相对论推出的公式,因为如果用了,那么就代表着其实就是变相承认了光速不变这个结论,结果肯定就是一种循环论证


              7楼2018-12-10 16:21
              回复(2)
                我劝楼主还是算了吧,以后不要再发这样的贴了。自己知道就行了,不要指望别人的支持与理解。


                IP属地:广西来自Android客户端9楼2018-12-10 18:38
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                  可能没明白我的意思,我只是想说相对性原理,就是说在两个惯性系中,一切物理规律保持不变,S和S'是等价的。其实这个结论本身就包含了光速不变。换句话说,相对性原理中隐藏着光速不变,你用相对性原理,那么必然就能够推出光速不变。你不过是用一种数学的方式把它推导了出来,并没有得到什么新的东西。狭义相对论其实并不是直接假设光速不变的,也是从相对性原理推出来的,只不过他直接得出这个结论了。说实话我不是很懂,可能是有错误的地方,但这就是我的理解。


                  来自Android客户端10楼2018-12-10 19:16
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                    那你觉得经典力学是以能量守恒和动量守恒为基本原理对还是以牛顿三定律为基本原理对?


                    IP属地:广东来自iPhone客户端11楼2018-12-10 19:44
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                      加为精品。你们继续~~


                      IP属地:上海12楼2018-12-12 20:21
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                        该楼层疑似违规已被系统折叠 查看此楼


                        IP属地:陕西13楼2018-12-20 16:54
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                          换了个说法而已,玩一些文字游戏,这就没劲了吧?要点逼脸不?


                          IP属地:吉林来自Android客户端14楼2018-12-21 00:35
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                            我的观点
                            狭义相对论的建立,从顺序上,确实是 用 光速不变原理 来导出 洛伦兹变换 的
                            但这是反推,也就是说,光速不变 是 洛伦兹变换 的结果,或者说反映
                            光速变不变,不变,变,还是如何变,包括其他物体也是一样,是由速度变换公式来描述,而速度变换公式是由时空变换关系决定的
                            一切的根源,出在时空变换到底是怎么样,这才是根本原因
                            换句话说,光速不变,仅是【惯性系的事件空时坐标按照洛伦兹变换方式来对应】的一个例证


                            IP属地:四川15楼2019-06-08 19:39
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