Question

光速不变？真的

Answer 1

说光速不变是指在相同的介质中，如同为真空、同为水中，或玻璃中。

不同介质下光速是会变的。

所谓光速不变在此只说真空环境下测得的光速。

这样问题就简化了。

十九世纪的科学家在测量光速时发现，光速的测量结果都是一样的。

这怎么可能，我们测量速度都要根据参照系确定的。

不同的参照系下测量结果就应该不一样。

人在向前开行的火车上向车头方向走，地面上看人的速度就是火车的速度+人的速度。

而在火车上的测量者看到人的速度就是此人走路的速度。

天经地义。

光走的太快了，测量有误差?

早期设计最简单的实验，做专门验证。

以太阳为光源，将一管子正对向太阳。

管子底部安装两个与管子成45 角的反射镜，分别朝向东西方向。

在东西方向再接出两根管子，接收反射镜的光线。

按照牛顿力学，在管子东端的测量者得到的光速应该是C - 地球自转速度 + 公转速度。

在管子西端的测量者得到的光速应该是C + 地球自转速度 - 公转速度。

结果是，东西两端测得的速度就是30万千米/秒。

检查仪器，分析误差，调整精度。

该做的都做了。

无论如何重复，再设计其他实验方法。

光速就是30万千米/秒，没有变化。

科学理论是以实验为基础的。

牛顿力学统制物理学几百，可在光速问题上就是不灵了。

没办法，只能承认牛顿力学有不完美之处。

那时的科学家在研究粒子时，还有其他一些发现，也与牛顿力学不符。

作为权宜之计，聪明的洛伦兹发明了一套公式，这些怪现象往公式里一套，时间、速度、质量、距离问题都解决了。

洛伦兹变换由此诞生，但没人知道为什么要这样。

瑞士专利局有位年轻的小职员精力过剩。

干着本职工作时，还喜欢默想，默想光速不变时，这世界会发生什么。

这一想不要紧，他发现了一个惊天大秘密——时间不是固定不变的。

再往深处一想，时间、空间、质量、能量都是可变的。

洛伦兹变换不只是为了解决实验与牛顿力学不一致的临时凑数。

它揭示了时空变化的本质。

相对论由此诞生！

现代物理由此诞生！

揭示这一物理本质的小职员的名字叫：爱因斯坦。

爱因斯坦根据狭义相对论和几年后完成的广义相对论理论建立了一系列方程，如最著名的质能公式：E=mC2

他还推理出一系列的自然现象，解释了引力的本质。

如光线弯曲、原子能、黑洞、引力波，等等。

这些让当时绝大多数科学家难以置信的现象，最后都被实验和观测一一证实。

爱因斯坦为现代物理建立了不朽的丰碑，成为有史以来最伟大的科学家之一。

爱因斯坦的相对论创立后，又过去了一百多年，科学技术得到了突飞猛进的发展。

但在物理理论方面还没有突破性的建树。

科学家们梦寐以求的将相对论与量子力学统一起来的目标还没有实现。

谁能摘下这颗明珠，又将成为人类进步的不朽。

Answer 2

光速不变，是假的。
光速不变，是指同一束光相对于任何参考系的传播速度都是一样的，与光源和观察者的运动状态无关。这里要论证，光速不变理论是错误的，具体原因可以看一下下面的内容。
光是波的一种，用波动理论诠释光速最合理，也最可靠。也就是说，光速问题实际就是波速问题，可以使用波速的确定方法确定光速。下面我们不妨就先研讨一下波速的确定方法。
波速确定方法与实物粒子运行速度的确定方法有所不同，波具有以下两大传播规律：
(1).波在传播介质中的传播速度是由传播介质的性质决定的，波在性质稳定的传播介质中的传播速度是固定的。
(2). 波源在传播介质中的移动不会影响波在传播介质中的传播速度。在确定波速时，波源在传播介质中的移动速度并不能参与波速的合成。既然是这样，波的传播介质就是波速的第一参照物。
根据波的以上两大传播规律，可归纳出以下的波速确定方法：
(1).首先确定波在传播介质中的传播速度。
(2).再确定波的传播介质相对于参照物的移动速度。
(3).然后把两个速度合成，就是波相对于该参照物的传播速度。
(4).波传播过程中，若波到达区域的传播介质性质出现了改变，则波的传播速度也会跟着改变。
总结：波速是由传播介质的性质与传播介质相对于参照物的运动状态两大因素决定的。
传播介质是波速的第一参照物，要想知道波相对于其它参照物的运行速度，就必须首先知道波的传播介质是什么。因此，确定光的传播介质是解决光速问题的关键。今天，光相对于各参照物的传播速度无法确定的问题，正是光不需要传播介质这个错误理论造成的。也正是在这种无法确定光速的情况下，才出现了不切实际的光速不变的假设。
波的形成与传播需要两个基本条件：波源和介质。波源是产生振动的物体，而介质则是振动能量传播所需的物质，这两个条件缺一不可。没有波源就无法产生振动，而没有介质则无法传播振动。 而介质的震动只是在一平衡点进行，介质并不会随波的传播而移动。因此，必须有连续的传播介质波才可以传播下去。光波的传播也应如此，否则它就不属于波，也不会表现出各种各样的波的特性。那么又该如何确定光的传播介质是何种物质呢？其实方法很简单，既然波是靠介质的有序震动进行传播的，根据波的这个传播特点，就可归纳出确定波传播介质的方法，即：波传播时，在传播地点做有序震动的物质，就是波的传播介质。那么光传播时，是那种物质在做有序振动呢？是电磁场。因为光传播时，光波中电磁场的强度，进行着周期性的大小变换。电磁场强度的这种大小变换，实际就是电磁场在振动，变换中的电磁场的最大强度，正是电磁波的振幅。所以说，电磁场就是电磁波的传播介质。由于磁场是电场的另一种表现形式，也可认为：光的传播介质是电场。
人们之所以会认为光传播无需传播介质，是因为宇宙中一些星球发出的光可以穿过浩瀚的太空到达地球，人们一直认为浩瀚的太空是真空的，光既然可以在浩瀚的太空中传播，于是便有人认为光传播不需要传播介质。电场是由组成物质的带电粒子发出，并可以向远处无限的延伸。由于宇宙中存在有数以万亿计的星球，这些星球大都是由带电粒子组成，所以它们会在太空中形成各自的电场，这些电场才是光可以在浩瀚太空中传播的原因。
使用光的传播介质电场，还可以很容易的解释迈克尔逊-莫雷实验。迈克尔逊-莫雷实验测得，在地球附近空间中，光在各处及各个方向上的传播速度是相同的。为什么会有这样的结果呢？有以下两个方面的原因：
(1).由于其它星球距离地球太遥远，它们在地球附近形成的电场与地球自身形成的电场相比可以忽略，地球附近空间中的电场主要由地球自身形成。因此，地球附近空间中的电场与地球是成为一体的，没有相对运动。
(2).传播介质的性质决定着波在该传播介质中的传播速度。在地球附近空间这个特定区域里，电场的性质处处都基本相同，因此在这里测得的光速也都基本相同，为每秒约30万公里。
正是基于以上两点，才造成在地球附近空间中测量到的光速，在各处及各个方向上都基本相同。
基于上面的两点还可以明白：来自太阳或其它星球的光，它们在太空中传播时，不管其相对于地球的传播速度是多少，当它们到达地球附近后，其相对于地球的传播速度都会变的相同，为每秒约30万公里。正是各星球照射到地球上的光速相同，造成一些人认为光相对于各星球的传播速度都一样，便得出了不切实际的光速不变理论。在科学研究中，不能根据事物的表面现象下结论，要学会透过现象看本质。
有了光速第一参照物的传播介质电场，还可以很容易的确定光在地球附近空间中传播时，其相对于各类参照物的传播速度。下面就通过一事例来诠释一下此类情况。
在地球附近的空间中，光的传播介质电场与地球没有相对运动，也即是，在这个区域里光的传播介质相对于地面是静止的。
假设光在地球附近空间中的传播速度是C。则一个停在轨道上的火车，其前车灯发出的光，相对于轨道的传播速度就是C。由于火车没有运动，则火车相对于光的传播介质的运行速度是0，所以此时该光相对于火车的传播速度也是C。若该火车以速度V向前行驶，请问火车此时前车灯发出的光，相对于轨道与火车的传播速度又各是多少呢？
由于光源的移动不会影响光在传播介质中的传播速度，则行驶的火车前车灯发出的光，相对于轨道的传播速度仍是C，而不是C+V。
这里要明白，波速的确定方法与实体物质运行速度的确定方法有所不同。在运行的火车上，若有人在车厢内沿火车运动方向向前行走，则该人相对于轨道的移动速度就是车速与人行走速度之和。但波速的确定方法却不同，波速是由传播介质的性质与传播介质的运动状态两者决定，与波源的运动状态无关，所以不能简单相加，需按照前面归纳的波速确定方法计算。
由于行驶的火车相对于光的传播介质的运行速度不再是0，而是V，且火车行驶方向与光传播方向一致，则此时该光相对于火车的传播速度不再是C，而变为C-V。这里要注意，光虽说是由火车发出的，但其相对于移动的火车的传播速度并不是C。
火车行驶时，其前车灯发出的光，相对于轨道与火车的传播速度不再相同，由此说明光速不变原理是错误的。
大道至简，光速的确定方法与其它波并没有什么不同。光不能在无传播介质的空间中传播，也不存在光速不变原理。