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相对论光速不变原理认为：在任何惯性参照系中，光在真空中的速度都等于常数C。正是在这条原理和另一条相对性原理的基础上，爱因斯坦完成了狭义相对论。按照爱因斯坦的说法：“狭义相对论同经典力学的分歧，不在于相对性原理，而只在于真空中光速不变的假设”，[1]而光速不变原理是一个至今也没有直接验证的假设。 既然光速不变原理是狭义相对论的一个基本假设，它本身绝对不可能从相对论的理论框架中推导出来。但是，如果光速不变原理能够成立的话，相对论的光速C的概念，一定不同于现在物理学物体运动速度V的概念。根据狭义相对论光速不变的假设，V=C和C是两种不同的概念。光速C必须具有以下一些特点： 1，光速C是个不变的常数，（目前测定它的值约为30万千米／秒）； 2，光速C是物体运动的极限速度； 3，光速C同光速C以及任何速度V相加之和仍为光速C； 4，光速C的值不随光源的运动状态而变化； 5，光速C也不随观测者所在的参照系的运动状态而变化，即与参照系的选择无关； 6，光子的静止质量等于零。 从相对论质速关系式：  推出物体的质量随着物体运动速度的增加而增加，如果物体的静止质量不等于零，物体运动速度Vt→C时，其结果必然是使物体的质量趋于无穷大，这就是是目前研究高速运动中出现的微观粒子质量“发散”的困难。 关于力的本质历来是物理学中争论的基本问题。爱因斯坦虽然突破了牛顿力学不变的时空观和运动物体质量不变的观念，但是却并没有突破引力论框架，他所说的物质还是只具有引力的物质。爱因斯坦认为物体运动速度增加就是物体的能量增加了，能量的凝聚就是物质，这种物质是同引力联系着的。如果把力的传递看成是同类物质的叠加，其结果必然是使原物体的质量趋于无穷大。 恩格斯曾对经典物理学的这种哲学错误作过批评：“根据辩证法本身就可以预言，真正的物理理论必须给予排斥以和吸引同样重要的地位，只以吸引为基础的物质理论是错误的、不充分的、片面的”。[2]因此，考虑到运动中出现的微观粒子质量“发散”的困难，以及物体随动能的增加所显示出的对抗引力能的趋势，需要引进一种同万有引力性质相反的物质粒子－－斥力子。 把运动物体质量随速度而增加的现象，看成是物体从外界吸收了一种具有排斥能的物质粒子（斥力子）来解释，称为斥力子理论。这种理论认为：普朗克能量子就是一种具有对抗引力特性的实物粒子，物体运动状态的改变是吸收或释放这种粒子引起的。 这种假设是建立在现有的两个物理现象基础上：①，牛顿认为：苹果落地是由于万有引力的作用，那么，我们可以反问，是什么力量使苹果转移到高处去的？如果把一箱苹果从地面搬到楼上，我们必须克服地球引力而作功，那么，自然界一定也存在一种能够克服地球引力的力把苹果转移到高处去。所以万有斥力同万有引力一样，在自然界也应当处处存在。②，发射人造卫星实践告诉我们，不管方向如何，只要火箭的运动速度大于第一宇宙速度(7.9千米/秒),都可以成为环绕地球旋转飞行的人造卫星。理论上讲，假如汽车行驶速度能够达到第一宇宙速度，汽车也可以成为人造卫星。这就是说，地面上的物体，只要运动起来，不管方向如何，都具有一种对抗地球引力的能力，就好象吸收了一种对抗引力的物质那样。所以我们认为，这种造成运动物体动能增加的物质就是反引力物质。这就是提出“斥力子假说” 的物质基础和实践基础。 由斥力子理论推出的运动物体的质量与速度的关系式为：[3]  由于物体加速需吸收斥力子，而所吸收的斥力子的排斥能会抵消物体内部的引力能，所以，一个物体的速度越大，则物体吸收的斥力子就越多，而物体的对外引力就越减少。由此得到物体对外所显示的万有引力质量随运动速度增加而减少。（当V → C , 引力质量 m引 → 0 ）。 当物体吸收的斥力子的总排斥量等于物体本身的引力总量时，这时物体内部的吸引和排斥就达到平衡，物体吸收斥力子的能力已经饱和，物体的运动速度也达到极限速度－－光速C。而这时物体的总物质量正好等于静止时质量的2倍。所以，物体吸收的斥力子的质量极限只能等于物体静止时的引力质量。[4]而且，凡是速度达到光速C的物体都具有内部的吸引和排斥达到平衡的特点，所以一切光速C都相等。另外平衡加平衡还是平衡，所以有光速C+光速C=光速C 光速C表示物体内部的吸引和排斥能量达到平衡状态的量，所以，光速C不具有方向性，可以称作能量速度。同运动速度V不同，是个有着特定意义的速度极限符号。这是不过光速C的数值大小，却是同起算点“惯性系”有关，即选择的参照系物理状态有关。对于地球表面的静止参照系，光速c大约为30万千米/秒。如果参照系的物理状态（速度、温度、引力等）发生变化，光速c就要发生变化。可以大于或者小于30万千米/秒。比如在行驶的高速列车这个参照系里，光速c则小于 30万千米/秒，这是一种球面收缩，无论朝什么方向发出的光速c都同样变小了。光速C的数值同起算点“惯性参照系”的关系，就比如“东方明珠”高度有确定高度，但从海平面，地面，底层不同起算点测量，就有不同的高度。 由于光速c变小，在高速列车这个参照系里，光用和地面相同的时间走过的距离少了，或者光走相同的距离所用时间多了。这就是说会出现时间延长，尺缩效应。但并不能够理解成为地面一张桌子，放到高速列车上，桌子本身压缩了。而是由于高速列车上，光速c变小 ，自然现象过程变化的时间延长了。当高速列车以光速c运动时，那么高速列车里朝任何方向发出的光速都为0，就是说，光发不出去了，相当时间无限延长。当然，以任何速度V发出物体都不可能。这时就是C+V=C ，即光速加任何速度仍然是光速。 这样看起来，时间和空间同物质总是联系着，是物质运动存在的形式。客观时间单向地均匀流逝；客观的空间是物质运动的场地。物理学的时间和空间是相对的，它是以光速c作为衡量的标准。现在的光速c数值是以地面物理状态确定的。光速C与参照系的物理状态有关，是参照系的一个参变常数。相对论有关“光速不变”的结论仅仅是对于某个确定参照系才能适用。 主要参考文献： [1] 蔡怀新等编译,《爱因斯坦论著选编》上海人民出版社, 1973 ,36 [2] 恩格斯,《自然辩证法》1971年 221； [3] 庄一龙《论斥力子的存在及其意义》《相对论再思考》地震出版社2002年北京p75~p83 [4] 科技论坛,《斥力子理论：物理学的新突破》中国科技纵横,北京,2013,03,P2 [5] 《斥力子论》http://www.yfzn.com:8083/blog3/ (责任编辑：admin) |