首先我们定义1光秒的含义:光在某种稳定介质中一秒所运动的距离。介质可以是水,这个长度是2.25*10^8米,介质可以是玻璃,这个长度是2.0*10^8米,甚至可以是声音一秒的运动距离,介质是空气,这个长度是340米,还可以是报道过的试验,在某种介质中,光速是17米/秒,在这种介质中1光秒长度为17米,这都不影响下面的论述。 假设有一个1光秒长的玻璃,我们从起点A发出光,一秒时到达B,我们说测得光速1光秒/秒,多次试验结果不变。现在我们处于一个以1米/秒相对玻璃运动的参照系,方向与光相同,一秒时,我们距离B为1光秒-1米,我们在这个参照系测得光运动的距离是1光秒-1米,光速是(1光秒-1)/秒。光速是相对的,这是牛顿时空观结果,速度是相对的,是以变化距离除以时间得到。我们在学习相对论之前,全是用的这种算法,例如A车对地面车速50公里每小时,B车30公里/小时,A相对于B的车速为50-30=20公里每小时,这是速度叠加原理。 所以说相对论必须假设光速不变才能推导,而在牛顿时空观中,是不能被证明光速不变的。很多人以为爱因斯坦相对论可以离开光速不变假设,这是不对的。爱因斯坦为了保证光速不变,需要修改长度(尺缩),时间(钟慢),就是认为运动的参照系测得的时间,与静止参照系不同,这已经是与牛顿理论完全不同了,而不是兼容关系。 爱因斯坦论述的光速不变,是在“静止”的参照系测得的(可以是相对做匀速直线运动的参照系,这就是伽利略相对性原理),但是,从一个参照系去测量另一个参照系是否还能够得到光速不变?牛顿理论将给出否定答案,而爱因斯坦并未解释为什么还是光速不变。 于是有人提出:各参照系测得的真空中的光速不变。似乎可以解决这个问题了。 但是除光外的其它波都是靠介质传递的,在各参照系中,测得的真空中所有机械波的速度都不变,都是0。这个不用假设,有这个前提,是否足够推导相对论?如果不能,说明真空假设的推论是有问题的,如果能,则说明任何波都有对应的相对论。这个结果结果奇怪吗?
你自己看看吧,不行就看参考资料,还不行——我也没办法了 ——!