狭义相对论的探讨与修正
我们知道狭义相对论包括两部分:
1. 狭义相对性原理:一切物理定律(除引力外的力学定律、电磁学定律以及其他相互作用的动力学定律)在所有惯性系中均有效。
2. 光速不变原理:光在真空中总是以确定的速度c传播,速度的大小同光源的运动状态无关。在真空中的各个方向上,光信号传播速度(即单向光速)的大小均相同(即光速各向同性);光速同光源的运动状态和观察者所处的惯性系无关。
先说第一条原理。
在爱因斯坦的年代,万有引力的存在还是谜,因此,他在狭义相对性原理中把引力除外,也就可以理解了。现在,我们已经根据宇宙的粒子性重建了‘类引力效应’理论。在理论中,我们得出,‘类引力效应’是由基本物质的撞击压力差导致的,而基本物质的撞击运动是同时满足牛顿第一定律(基本物质是粒子)和牛顿第三定律的(A阻挡了n个基本物质撞击到B;同时,B也阻挡了n个基本物质撞击到A)。所以,我们现在可以修正狭义相对性原理为:一切物理定律在所有惯性系中均有效;或者说,一切物理定律的方程式在洛伦兹变换下保持形式不变。
下面我们来探讨光速不变原理。
在探讨这条原理之前,我们先看一下光的概念:光的本质。
在‘光的本质’一文中我们得出下列结论:
1. 光子是粒子。(认为光具有波粒二象性的朋友,请仔细阅读文章中关于光的干涉和衍射实验的解释的部分)
2. 光子的动量是一个范围值。靠近蓝光端的光子的动量要小,但是具有更快的速度,也就是说它的体积相对于红光来说要小;靠近红光端的光子的动量要大,但是速度相对来说要慢,也就是说它的体积相对于蓝光来说要大。换个说法,我们可以描述为:光子的速度并不是绝对的300000公里/秒,它应当也是一个范围值。我们的感光设备之所以不能区分这种速度的差异,最可能的原因是,这个差异值很小,比如即使速度差异是500米/秒,我们的感光设备也不能检测的出。
……
有一些结论与本文无关,所以我们省略。
通过以上结论,我们可以知道,因为光子是粒子,因此它应当遵循牛顿第一定律和能量守恒。也就是说,假如存在理想的绝对真空状态,那么光速不变原理应当是成立的。同时,我们还得出光速是一个范围值,不是固定的300000公里/秒。因此我们应当修正光速不变原理为:光在绝对真空中总是以其初始速度v传播,速度的大小同光源的运动状态无关。