温和还轻盈灬活宝08的个人资料

【原创】相对论之误【关键词】：相对论、光速不变假设、定律。【摘要】：爱因斯坦作光速不变假设，把它称为光速不变原理甚至光的传播定律，把它当做定律导出洛伦兹变换等一系列相对论结论，由此构建出整个相对论的理论体系。阿尔伯特·爱因斯坦的第一篇相对论论文《论动体的电动力学》1905年6月30日投稿在《物理年鉴》，该论文首先以“堵如此类的例子，以及企图证实地球相对于“光媒质”运动的实验的失败，引起了这样一种猜想：绝对静止这概念，不仅在力学中，而且在电动力学中也不符合现象的特性，倒是应当认为，凡是对力学方程适用的一切坐标系，对于上述电动力学和光学的定律也一样适用，对于第一级微量来说，这是已经证明了的。我们要把这个猜想（它的内容以后就称之为“相对性原理”）提升为公设，并且还要引进另一条在表面上看来同它不相容的假设：光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着，这速度同发射体的运动状态无关。由这两条假设，根据静体的麦克斯韦理论，就足以得到一个简单而又不自相矛盾的动体电动力学”，谈到了光速不变假设在相对论中的核心地位，表明了他当初创建相对论的原因及其目的。在这段文字中，也首次提到了光速不变假设：光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着，这速度同发射体的运动状态无关。该论文又提出了在一个系依据光，来确定处于A 、B两个位置静止的两只钟同步的办法，让光从A 到B，再从B反射回A，说 “如果tB-tA=t’A-tB, 那么，这两只钟按照定义是同步的。我们假定，这个同步性的定义是可以没有矛盾的……这样，我们借助于某些（假想的）物理经验，对于静止在不同地方的各只钟，规定了什么叫做它们是同步的，从而显然也就获得了“同时”和“时间”的定义。一个事件的“时间”，就是在这事件发生地点静止的一只钟同该事件同时的一种指示，而这只钟是同某一只特定的静止的钟同步的，而且对于一切的时间测定，也都是同这只特定的钟同步的……根据经验，我们把2A B/（ t’A -tA）=c 当作一个普适常数（光在虚空空间中的速度）”。从上面《论动体的电动力学》这段文字不难看出，他是在认定这个参照系各向光速不变，来定义时间的同时，因为tB-tA=A B/c， t’A-tB, =A B/c，一定有tB-tA=t’A-tB，相反地，如果前后光速存在差异并非同一个值c，则tB-tA=t’A-tB不成立。其实，就理论而言，我们定义同时无需光崇拜，并不一定要依赖光，如果我们知道一种甚至两种在参照系中前后运动速度相同v1=v2的物理信号，也可以因为A B /v1 = A B / v2，依据tB-tA=t’A-tB来定义同时，因此，他这时间同步定义所依据的“（假想的）物理经验”就是他的光速不变假设，有了这一假设，才有前后光速相等，但必须注意，他这样靠推理来定义同时，并不能说明存在【相对于任何一个参照系，各向光速不变】这样的物理经验，而且，也没有任何物理经验证实相对于不同参照系光速为同一个值c。他的同时定义与他的光速不变假设虽然存在互动，存在相互照应，但由于所谓的物理经验仅仅是没有实证的假想，故最多算一种自圆其说的“自洽”，仅此而已。随后又对光速不变假设作了第二次略有变化的表述，将原来所说的假设改称为原理：光速不变原理：光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着，这速度同发射体的运动状态无关。通过这一表述，进一步阐明了相对论中，相对于任意惯性参照系光速始终为c的观点，值得一提的是，虽然先后两种表述将postulate（假设）换为principles（原理），但其本质仍然是一个假设。在两次介绍光速不变假设后，以光速不变假设为前提，提出了相对论的同时性相对性观点：一杆相对于另一个物体运动，光在杆上 A 、B两点往返，相对于杆，按光速不变假设，相对于杆前后光速不变，光速均为c，光传播事件光往返的时间就该相等tB-tA=t’A-tB。如果相对于另一个物体，也按光速不变假设，相对于地面前后光速不变，光速均为c，故光从A 到B，再从B反射回A，相对于杆光的速度分别为c+v和c-v。因此同一个光传播事件在另一个物体所在的系却不同时：tB-tA=rA B/(c+v)， t’A-tB,=rA B/(c-v)。由此说明基于光速不变假设就会得到同时性的相对性。(爱因斯坦在这里两个系表示长度所用的字母A B 和rA B不同，仅仅是要与他的所谓长度相对性说法一致。) 当然，上述另一个系的结论也可由(tB-tA ) c=rA B-(tB-tA)v，(t’A-tB ) c =rA B +(t’A-tB ) v得到。实际上这就是，由于杆上的点A 和B为动点，对地面系而言，光在杆上移动的距离A B’<B’ A ’，再按光速不变假设，相对于另一个系也光速不变，光速均为c，自然有A B’/ c <B’ A ’ / c，即tB-tA< t’A-tB另一个系不同时，光以相同速度通过距离不等的两个路程，所需时间当然不同。对这一分析过程，我们其实不用搞光崇拜，一杆相对于另一个物体运动使，就理论而言，完全可以让一个物理信号在杆上 A 、B两点等速的往返，相对于杆，该物理信号往返的时间就该相等tB-tA= t’A-tB。相对于另一个物体，还可以有另一个物理信号在A 、B两点等速的往返，由于杆上的点A 和B为动点，对另一个系而言，另一个物理信号在杆上移动的距离A B’<B’ A ’，另一个物理信号以相同速度通过距离不等的两个路程，所需时间当然不同。由于是两个物理信号在A 、B两点等速的往返，而非同一个物理信号，分属两个不同的物理事件，所以，这并不能锁定同时性存在相对性。那为什么爱因斯坦根据光所做的分析能得到同时性存在相对性呢？完全在于他认为光信号相对于杆前后光速相同，这一光信号相对于另一个参照系也同样前后光速相同，人为设定同一物理事件光信号传播有这样的特性，也就是他的光速不变假设。由于爱因斯坦除了“（假想的）物理经验”，并没有给出物理事实来证明他的光速不变假设属于物理经验，他这同时性相对性推演并不能在物理上能立足。随后同样是在设定光的传播满足光速不变假设的条件下，推出相对论的洛伦兹变换，以及相对论的速度合成公式，其间，这篇文章还简略的分析了相对论的钟慢尺缩结论。与《论动体的电动力学》相比，爱因斯坦在《狭义与广义相对论浅说》中，做了相对来说更简单的推导：洛伦兹变换的简单推导按照图2所示两坐标系的相对取向，该两坐标系的x轴永远是重合的。在这个情况下我们可以把问题分为几部分，首先只考虑x轴上发生的事件。任何一个这样的事件，对于坐标系K是由横坐标x和时间t来表示，对于坐标系K’则由横坐标x’和时间t’来表示。当给定x和t时，我们要求出x’和t’。沿着正x轴前进的一个光信号按照方程 x＝ct 或 x－ct＝0 (1) 传播。由于同一光信号必须以速度c相对于K'传播，因此相对于坐标系K'的传播将由类似的公式 x'－ct'＝0 (2) 表示。满足(1)的那些空时点(事件)必须也满足(2)。显然这一点是成立的，只要关系 (x’－ct’)＝λ(x－ct) (3) 一般地被满足，其中λ表示一个常数；因为，按照(3)，(x－ct)等于零时(x'－ct')就必然也等于零。如果我们对沿着负x轴传播的光线应用完全相同的考虑，我们就得到条件 (x’＋ct’)＝μ(x＋ct) (4) 方程(3)和(4)相加(或相减)，并为方便起见引入常数a和b代换常数λ和μ，令 a＝(λ＋μ)/2 以及 b＝(λ－u)/2 我们得到方程 x'＝ax－bct (5) ct'＝act－bx (5a) 因此，若常数a和b为已知，我们就得到我们的问题的解。a和b可由下述讨论确定。对于K'的原点我们永远有x'＝0，因此按照(5)的第一个方程 x＝(bc/a)t 如果我们将K'的原点相对于K的运动的速度称为v，我们就有 v＝bc/a (6) 同一量值v可以从方程式(5)得出，只要我们计算K'的另一点相对于K的速度，或者计算K的一点相对于K'的速度（指向负x轴）。总之，我们可以指定v为两坐标系的相对速度。还有，相对性原理告诉我们，由K判断的相对于K’保持静止的单位量杆的长度，必须恰好等于由K’判断的相对于K保持静止的单位量杆的长度。为了看一看由K观察x'轴上的诸点是什么样子，我们只需要从K对K'拍个“快照”；这意味着我们必须引入t(K的时间)的一个特别的值，例如t=0。对于这个t的值，我们从(5)的第一个方程就得到x'＝ax. 因此，如果在K'坐标中测量，x'轴上两点相隔的距离为Δx'＝1，该两点在我们瞬时快照中相隔的距离就是 Δx＝1/a (7) 但是如果从K’(t'=0)拍快照，而且如果我们从方程(5)消去t，考虑到表示式(b)，我们得到 x'＝a(1－v²/c²)x 由此我们推断，在x轴上相隔距离1(相对于K)的两点，在我们的快照上将由距离 Δx'＝a(1－v²/c²) (7a) 表示。但是根据以上所述，这两个快照必须是全等的；因此(7)中的Δx必须等于(7a)中的Δx'，这样我们就得到 a²＝1/(1－v²/c²) (7b) 方程(6)和(7b)决定常数a和b。在(5)中代入这两个常数的值，我们得到在第11节所提出的第一个和第四个方程： x'＝(x－vt)/√(1－v²/c²) t'＝(t－vx/c²) /√(1－v²/c²) (8) 这样我们就得到了对于在x轴上的事件的洛仑兹变换。它满足条件 x'²－c²t'²＝x²－ct² (8a) 再把这个结果加以推广，以便将发生在x轴外面的事件也包括进去。此项推广只要保留方程(8)并补充以关系式 y'＝y z'＝z (9) 就能得到。这样，无论对于坐标系K或是对于坐标系K'，我们都满足了任意方向的光线在真空中速度不变的公设。这一点可以证明如下。设在时间t=0时从K的原点发出一个光信号。这个光信号将按照方程 r＝√(x²＋y²＋z²)＝ct 传播，或者，如果方程两边取平方，按照方程 x²＋y²＋z²－c²t²＝0 (10) 传播。光的传播定律结合着相对性公设要求所考虑的信号(从K'去判断)应按照对应的公式 r'＝ct' 或 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝0 (10a) 传播。为了使方程(10a)可以从方程(10)推出，我们必须有 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝σ(x²＋y²＋z²－c²t²) (11) 由于方程(8a)对于x轴上的点必须成立，因此我们有σ＝1。不难看出，对于σ＝1，洛伦兹变换确实满足(11)；因为(11)可以由(8a)和(9)推出，因而也可以由(8)和(9)推出。这样我们就导出了洛伦兹变换。由(8)和(9)表示的洛伦兹变换仍需加以推广。显然，在选择K'的轴时是否要使之与K的轴在空间中相互平行是无关重要的。同时，K'相对于K的平动速度是否沿x轴的方向也是无关紧要的。通过简单的考虑可以证明，我们能够通过两种变换建立这种广义的洛伦兹变换，这两种变换就是狭义的洛伦兹变换和纯粹的空间变换，纯粹的空间变换相当于用一个坐标轴指向其他方向的新的直角坐标系代换原有的直角坐标系。我们可以用数学方法，对推广了的洛伦兹变换的特性作如下的描述：推广了的洛伦兹变换就是用x,y,z,t的线性齐次函数来表示x’,y’,z’,t’,而这种线性齐次函数的性质又必须能使关系式 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝x²＋y²＋z²－c²t² (11a) 恒等地被满足。也就是说：如果我们用这些x,y,z,t的线性齐次函数来代换在（11a）左边所列的x',y',z',t',则(11a)的左边与其右边完全一致。从爱因斯坦依据同一发光事件，将任意点在两个系的坐标，分别在各自参照系运用光速不变假设x－ct＝0， x'－ct'＝0，从而得到x'＝ax－bct 和 ct'＝act－bx ，爱因斯坦充分运用了他作的光速不变假设的“光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着”，在依据特殊条件求解待定系数a、b的过程中，再次运用了基于光速不变假设的相对性同时性理念，来确定静长度和动长度的关系，最终导出洛伦兹变换，导出洛伦兹变换后，还特别强调，它满足条件x'²－c²t'²＝x²－ct² ，而这x'²－c²t'²＝x²－ct² 正是光速不变假设得来的所谓相对论的间隔不变性，后面还用相对性原理，从一个系的波动方程x²＋y²＋z²－c²t²＝0直接推及另一个系的波动方程 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝0 。最后再次强调由光速不变假设得到的间隔不变性的另一种通用形式x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝x²＋y²＋z²－c²t² 。从这一系列推导己阐述不难看出，相对论的同时性相对性，间隔不变性，洛伦兹变换，以及钟慢尺缩等相对论基本结论完全依赖于爱因斯坦的光速不变假设。在这里，相对论从前提假设，到理论推演，在得出结论有不有问题呢？答案是肯定的，因为我们知道有个最基本的物理规律，那就是矢量合成，因为速度是矢量，速度的矢量合成不仅在物理上而且在数学上也被普遍运用，速度的矢量合成有一个常用的地方，那就是直接用于参照系变换，借用上面的图，如果参照系K’在 x轴方向相对于参照系K以速度v运动，而一束光相对于参照系K’速度为c，那么，按矢量合成规律，相对于参照系K，他的速度就为c+v，怎么可能像爱因斯坦假设的那样，同一束光相对于两个参照系都是c？但由于相对论的名头非常大，估计很多的物理研究者都不愿相信相对论会犯这种低级错误，由于相对论的伟大不是一挥而就的，我们不妨从相对论的一点一滴谈起。由于有矢量合成规律，在相对论出现以前，谁也不会相信像爱因斯坦假设的那样，同一束光相对于两个参照系都是c。直到现在，矢量合成规律还写在物理和数学课本上被普遍运用，那为什么有一部分人（应该是极少数，因为即便是支持相对论的人，占很大一部分也不了解相对论到底是什么样的理论。）被逐渐爱因斯坦策反了呢？就以《论动体的电动力学》上面介绍的极少部分为例，爱因斯坦宣传工作做得好，例如： 1、他反复强调，在“静系”中，要让光从A 到B，再从B反射回A，并tB-tA=t’A-tB，来实现对钟，实际上，我们就被多次暗示，相对于参照系，光速总是c。 2、 “根据经验，我们把2A B/（ t’A -tA）=c 当作一个普适常数（光在虚空空间中的速度）”，在这宣称经验的说词中，没有参照系，但稍有物理基础的人都知道，要研究运动，就必须选参照系，因此，我们被再一次暗示，无论如何选参照系，相对于任意参照系，光速总是c。 3、他前后两次讲了他的光速不变假设，只讲光速是确定的速度c，同样绝口不提参照系，实际上，我们又前后两次被暗示，无论如何选参照系，光速总是c。 4、前后两次讲了他的光速不变假设，第二次表述将postulate（假设）换为principles（原理），借助这一语言攻势，我们被暗示，这个假设并不是那么假。 5、在“静系”中他的tB-tA=rA B/(c+v)， t’A-tB,=rA B/(c-v)，实际上也在暗示，相对于所在的参照系，光速一定为c。 6、多次提到测量，将“静系”中“量得”杆长命名为rA B，与动系中的杆长A B于区别，有意无意地暗示杆在两个系长度不同。在《狭义及广义相对论浅说》中，对于光速不变假设，爱因斯坦也有更强的语言攻势，多次将自己的假设说成定律： 1、首先，他列出了一个大标题“光的传播定律与相对性原理的表面抵触”，直接把自己的假设说成定律。他给出的理由是【在物理学中几乎没有比真空中光的传播定律更简单的定律了，学校里的每个儿童都知道，或者相信他知道，光在真空中沿直线以速度c=300，000公里／秒传播。无论如何我们非常精确地知道，这个速度对于所有各色光线都是一样的。用力如果不是这样，则当一颗恒星为其邻近的黑暗星体所掩食时，其各色光线的最小发射值就下会同时被看到。荷兰天文学家德西特（De Sitter）根据对双星的观察，也以相似的理由指出，光的传播速度不能依赖于发光物体的运动速度。关于光的传播速度与其“在空间中”的方向有关的假定即就其本身而言也是难以成立的】。如果相对论真有传说中的那么伟大，就不怕被质疑，也一定能经受住质疑。水星之魅在理论物理吧屏蔽我的《相对论之误》，他的理由是【相对论错误一眼就可以看出来】，不需要我长篇大论《相对论之误》指出，所以，他要屏蔽我的这一帖子，有不有吧务相反，以【相对论正确一眼就可以看出来】为借口封我的号呢？如果有，他两可以联手封堵反相的声音，靠吧权呵护相对论，让相对论靠吧权的细心呵护而伟大。我是就事论事，但并没有辱骂吧务，请吧务不要以辱骂吧务为借口封我的号，拜托了。

自由的飞999999为了帮相对论有多不要脸欢迎反相者、维相者以及对相对论不持意见的朋友欣赏：

张朝阳的推导及说法不能说明相对论正确张朝阳的物理课：又见硬核推导，六块黑板写不下https://tieba.baidu.com/p/7758181687 //【要理解狭义相对论，必须先了解光速的特殊性。他先从麦克斯韦方程组导出的电磁波方程入手，指出光速与参考系无关这一反直觉的论述。他从光速不变出发，推导出时间膨胀效应。】// 真正了解狭义相对论都知道，爱因斯坦仅仅是在他的《论动体的电动力学》，作了一个光速具有特殊性的光速不变假设【假设：光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着，这速度同发射体的运动状态无关】。物理学的事实是速度与参照系选择性有关，光速也是速度，爱因斯坦作的这个光速具有特殊性的假设有多特殊呢，他在他的假设中，绝口不提参照系，以打哑谜的方式假设光速与参照系选择无关，不管相对于哪个参照系，光速都是同一个定值。速度与参照系选择有关，爱因斯坦却直接假设光速与参照系选择无关，他拿不出证据证明自己的假设可行，就用语音游戏自顶【我们可以假定关于光的速度c是恒定的这一简单的定律已有充分的理由为学校里的儿童所确信】直接将自己的假设说成定律，以学校里的儿童都不如做要挟，要其他人必须认可他的假设当定律已有充分的理由，不认可都不如学校里儿童！这里要剖析一下爱因斯坦用语言游戏自顶的高智商：他为啥要说是学校里的儿童，不是其他地方的儿童，因为学校里的儿童就接受了学校教育，他这样做是想暗示他的假设当定律已有充分理由，就连学校的老师也认可，是老师教的。但即便在那个时代，速度与参照系选择有关，速度的矢量合成都是物理学教学的正道。对物理学史稍有了解的人都知道，麦克斯韦电磁理论构建在以太模型之上，他将电磁波与声波类比，仿照牛顿的声速公式v＝√(p/ρ)，得到光速公式c=√(1/με)，并以此从理论的角度算出了光速值，由于麦克斯韦电磁理论构建在以太模型之上，这算出的光速值就该是相对于以太的各向光速不变，所以，麦克斯韦在《大英百科全书》的《以太》条目中提到了确定以太的实验方案：由于以太的运动会引起在其中传播的光速的变化，而以太风的速度又相当于反向的地球轨道速度，则可以通过比较这两种速度来观察以太。麦克斯韦电磁理论构建在以太模型之上，只认可一个系的光速不变，他的理论不会友情客串去支持爱因斯坦的光速不变假设。宣传相对论的书籍也把迈克尔逊-莫雷实验称为相对论的实验基础。但颇具讽刺意味的是，迈克耳逊本人却认为这个实验结果只表明以太是随着地球运动的，为此，迈克耳逊至死也不认可相对论，直到晚年，他还亲自对爱因斯坦说，他自己的实验引起了相对论这样一个“怪物”，他实在是有点懊悔。我国著名相对论物理学家胡宁（中科院理论物理研究所研究员、北京大学教授，中科院院士）在《狭义相对论实验基础》一书的序言中也指出：“初次学习狭义相对论的人，往往误认为迈克尔逊实验或“光速不变性”是狭义相对论的实验基础。……它既不否定光速不变，也不肯定光速不变。所以，企图用迈克尔逊类型的实验来进一步更准确地验证光速不变将是没有意义的。（摘自张元仲《狭义相对论实验基础》北京：科学出版社，1979）。无独有偶，博士生导师，中国科学院高能物理研究所研究员，中国科学院粒子天体物理重点实验室主任张双南在自己的文章【那么既然光速不变原理是爱因斯坦的假设，那么有没有实验证据表明光速的确是不变的呢？遗憾的是，目前还真的没有，因为我们没有办法测量单程的光速，也就是没法测量从一个地方到另外一个地方的光速。】中，明确地说表明光速的确是不变的实验证据【【【目前还真的没有】】】。物理上通行的反证法足以证伪光速不变假设：速度与参照系选择有关，爱因斯坦却直接假设光速与参照系选择无关建立相对论，相对论的出发点锁定相对论不过是一个犯低级错误的理论，要证明这一理论的错误，只需用反证法证明光速不变假设错误即可，因为相对论的前提错了，相对论就失去了根基。一束光相对于地球速度为c，一个相对论支持者在地球上微丝不动，这个相对论支持者和地球共系，当然这束光相对于这位相对论支持者速度也是c，同时，相对于这束光，这个相对论支持者速度也是c，唯方向相反。爱因斯坦与这位相对论支持者有不为零的相对速度v在地球上逆光狂奔，若这束光像爱因斯坦假设的那样，相对于爱因斯坦还是同一速度c，那么相对于这束光，爱因斯坦的速度也是c，唯方向相反。那么，相对于这束光，这位相对论支持者和爱因斯坦速度都为c，这就是物理学上所说的同步运动，做同步运动的物体有何特点呢，一个物体动一米，另一个物体也动一米，相对位置始终不变，相对速度为零。有一个相对地球静止的相对论支持者拖爱因斯坦的后腿，爱因斯坦玩跑得快就举步维艰，或者，有爱因斯坦拖着一个相对论支持者跑，这个相对论支持者要在地球上站稳也不容易。导致这一错误的根源，就是爱因斯坦的光速不变假设！

张朝阳的推导及说法不能说明相对论正确张朝阳的推导及说法不能说明相对论正确https://tieba.baidu.com/p/7774244180?pid=143591405404&cid=0&red_tag=2173671753#143591405404 //【要理解狭义相对论，必须先了解光速的特殊性。他先从麦克斯韦方程组导出的电磁波方程入手，指出光速与参考系无关这一反直觉的论述。他从光速不变出发，推导出时间膨胀效应。】// 真正了解狭义相对论都知道，爱因斯坦仅仅是在他的《论动体的电动力学》，作了一个光速具有特殊性的光速不变假设【假设：光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着，这速度同发射体的运动状态无关】。物理学的事实是速度与参照系选择性有关，光速也是速度，爱因斯坦作的这个光速具有特殊性的假设有多特殊呢，他在他的假设中，绝口不提参照系，以打哑谜的方式假设光速与参照系选择无关，不管相对于哪个参照系，光速都是同一个定值。速度与参照系选择有关，爱因斯坦却直接假设光速与参照系选择无关，他拿不出证据证明自己的假设可行，就用语音游戏自顶【我们可以假定关于光的速度c是恒定的这一简单的定律已有充分的理由为学校里的儿童所确信】直接将自己的假设说成定律，以学校里的儿童都不如做要挟，要其他人必须认可他的假设当定律已有充分的理由，不认可都不如学校里儿童！这里要剖析一下爱因斯坦用语言游戏自顶的高智商：他为啥要说是学校里的儿童，不是其他地方的儿童，因为学校里的儿童就接受了学校教育，他这样做是想暗示他的假设当定律已有充分理由，就连学校的老师也认可，是老师教的。但即便在那个时代，速度与参照系选择有关，速度的矢量合成都是物理学教学的正道。对物理学史稍有了解的人都知道，麦克斯韦电磁理论构建在以太模型之上，他将电磁波与声波类比，仿照牛顿的声速公式v＝√(p/ρ)，得到光速公式c=√(1/με)，并以此从理论的角度算出了光速值，由于麦克斯韦电磁理论构建在以太模型之上，这算出的光速值就该是相对于以太的各向光速不变，所以，麦克斯韦在《大英百科全书》的《以太》条目中提到了确定以太的实验方案：由于以太的运动会引起在其中传播的光速的变化，而以太风的速度又相当于反向的地球轨道速度，则可以通过比较这两种速度来观察以太。麦克斯韦电磁理论构建在以太模型之上，只认可一个系的光速不变，他的理论不会友情客串去支持爱因斯坦的光速不变假设。宣传相对论的书籍也把迈克尔逊-莫雷实验称为相对论的实验基础。但颇具讽刺意味的是，迈克耳逊本人却认为这个实验结果只表明以太是随着地球运动的，为此，迈克耳逊至死也不认可相对论，直到晚年，他还亲自对爱因斯坦说，他自己的实验引起了相对论这样一个“怪物”，他实在是有点懊悔。我国著名相对论物理学家胡宁（中科院理论物理研究所研究员、北京大学教授，中科院院士）在《狭义相对论实验基础》一书的序言中也指出：“初次学习狭义相对论的人，往往误认为迈克尔逊实验或“光速不变性”是狭义相对论的实验基础。……它既不否定光速不变，也不肯定光速不变。所以，企图用迈克尔逊类型的实验来进一步更准确地验证光速不变将是没有意义的。（摘自张元仲《狭义相对论实验基础》北京：科学出版社，1979）。无独有偶，博士生导师，中国科学院高能物理研究所研究员，中国科学院粒子天体物理重点实验室主任张双南在自己的文章【那么既然光速不变原理是爱因斯坦的假设，那么有没有实验证据表明光速的确是不变的呢？遗憾的是，目前还真的没有，因为我们没有办法测量单程的光速，也就是没法测量从一个地方到另外一个地方的光速。】中，明确地说表明光速的确是不变的实验证据【【【目前还真的没有】】】。物理上通行的反证法足以证伪光速不变假设：速度与参照系选择有关，爱因斯坦却直接假设光速与参照系选择无关建立相对论，相对论的出发点锁定相对论不过是一个犯低级错误的理论，要证明这一理论的错误，只需用反证法证明光速不变假设错误即可，因为相对论的前提错了，相对论就失去了根基。一束光相对于地球速度为c，一个相对论支持者在地球上微丝不动，这个相对论支持者和地球共系，当然这束光相对于这位相对论支持者速度也是c，同时，相对于这束光，这个相对论支持者速度也是c，唯方向相反。爱因斯坦与这位相对论支持者有不为零的相对速度v在地球上逆光狂奔，若这束光像爱因斯坦假设的那样，相对于爱因斯坦还是同一速度c，那么相对于这束光，爱因斯坦的速度也是c，唯方向相反。那么，相对于这束光，这位相对论支持者和爱因斯坦速度都为c，这就是物理学上所说的同步运动，做同步运动的物体有何特点呢，一个物体动一米，另一个物体也动一米，相对位置始终不变，相对速度为零。有一个相对地球静止的相对论支持者拖爱因斯坦的后腿，爱因斯坦玩跑得快就举步维艰，或者，有爱因斯坦拖着一个相对论支持者跑，这个相对论支持者要在地球上站稳也不容易。导致这一错误的根源，就是爱因斯坦的光速不变假设！

【原创】相对论之误【关键词】：相对论、光速不变假设、定律。【摘要】：爱因斯坦作光速不变假设，把它称为光速不变原理甚至光的传播定律，把它当做定律导出洛伦兹变换等一系列相对论结论，由此构建出整个相对论的理论体系。阿尔伯特·爱因斯坦的第一篇相对论论文《论动体的电动力学》1905年6月30日投稿在《物理年鉴》，该论文首先以“堵如此类的例子，以及企图证实地球相对于“光媒质”运动的实验的失败，引起了这样一种猜想：绝对静止这概念，不仅在力学中，而且在电动力学中也不符合现象的特性，倒是应当认为，凡是对力学方程适用的一切坐标系，对于上述电动力学和光学的定律也一样适用，对于第一级微量来说，这是已经证明了的。我们要把这个猜想（它的内容以后就称之为“相对性原理”）提升为公设，并且还要引进另一条在表面上看来同它不相容的假设：光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着，这速度同发射体的运动状态无关。由这两条假设，根据静体的麦克斯韦理论，就足以得到一个简单而又不自相矛盾的动体电动力学”，谈到了光速不变假设在相对论中的核心地位，表明了他当初创建相对论的原因及其目的。在这段文字中，也首次提到了光速不变假设：光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着，这速度同发射体的运动状态无关。该论文又提出了在一个系依据光，来确定处于A 、B两个位置静止的两只钟同步的办法，让光从A 到B，再从B反射回A，说 “如果tB-tA=t’A-tB, 那么，这两只钟按照定义是同步的。我们假定，这个同步性的定义是可以没有矛盾的……这样，我们借助于某些（假想的）物理经验，对于静止在不同地方的各只钟，规定了什么叫做它们是同步的，从而显然也就获得了“同时”和“时间”的定义。一个事件的“时间”，就是在这事件发生地点静止的一只钟同该事件同时的一种指示，而这只钟是同某一只特定的静止的钟同步的，而且对于一切的时间测定，也都是同这只特定的钟同步的……根据经验，我们把2A B/（ t’A -tA）=c 当作一个普适常数（光在虚空空间中的速度）”。从上面《论动体的电动力学》这段文字不难看出，他是在认定这个参照系各向光速不变，来定义时间的同时，因为tB-tA=A B/c， t’A-tB, =A B/c，一定有tB-tA=t’A-tB，相反地，如果前后光速存在差异并非同一个值c，则tB-tA=t’A-tB不成立。其实，就理论而言，我们定义同时无需光崇拜，并不一定要依赖光，如果我们知道一种甚至两种在参照系中前后运动速度相同v1=v2的物理信号，也可以因为A B /v1 = A B / v2，依据tB-tA=t’A-tB来定义同时，因此，他这时间同步定义所依据的“（假想的）物理经验”就是他的光速不变假设，有了这一假设，才有前后光速相等，但必须注意，他这样靠推理来定义同时，并不能说明存在【相对于任何一个参照系，各向光速不变】这样的物理经验，而且，也没有任何物理经验证实相对于不同参照系光速为同一个值c。他的同时定义与他的光速不变假设虽然存在互动，存在相互照应，但由于所谓的物理经验仅仅是没有实证的假想，故最多算一种自圆其说的“自洽”，仅此而已。随后又对光速不变假设作了第二次略有变化的表述，将原来所说的假设改称为原理：光速不变原理：光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着，这速度同发射体的运动状态无关。通过这一表述，进一步阐明了相对论中，相对于任意惯性参照系光速始终为c的观点，值得一提的是，虽然先后两种表述将postulate（假设）换为principles（原理），但其本质仍然是一个假设。在两次介绍光速不变假设后，以光速不变假设为前提，提出了相对论的同时性相对性观点：一杆相对于另一个物体运动，光在杆上 A 、B两点往返，相对于杆，按光速不变假设，相对于杆前后光速不变，光速均为c，光传播事件光往返的时间就该相等tB-tA=t’A-tB。如果相对于另一个物体，也按光速不变假设，相对于地面前后光速不变，光速均为c，故光从A 到B，再从B反射回A，相对于杆光的速度分别为c+v和c-v。因此同一个光传播事件在另一个物体所在的系却不同时：tB-tA=rA B/(c+v)， t’A-tB,=rA B/(c-v)。由此说明基于光速不变假设就会得到同时性的相对性。(爱因斯坦在这里两个系表示长度所用的字母A B 和rA B不同，仅仅是要与他的所谓长度相对性说法一致。) 当然，上述另一个系的结论也可由(tB-tA ) c=rA B-(tB-tA)v，(t’A-tB ) c =rA B +(t’A-tB ) v得到。实际上这就是，由于杆上的点A 和B为动点，对地面系而言，光在杆上移动的距离A B’<B’ A ’，再按光速不变假设，相对于另一个系也光速不变，光速均为c，自然有A B’/ c <B’ A ’ / c，即tB-tA< t’A-tB另一个系不同时，光以相同速度通过距离不等的两个路程，所需时间当然不同。对这一分析过程，我们其实不用搞光崇拜，一杆相对于另一个物体运动使，就理论而言，完全可以让一个物理信号在杆上 A 、B两点等速的往返，相对于杆，该物理信号往返的时间就该相等tB-tA= t’A-tB。相对于另一个物体，还可以有另一个物理信号在A 、B两点等速的往返，由于杆上的点A 和B为动点，对另一个系而言，另一个物理信号在杆上移动的距离A B’<B’ A ’，另一个物理信号以相同速度通过距离不等的两个路程，所需时间当然不同。由于是两个物理信号在A 、B两点等速的往返，而非同一个物理信号，分属两个不同的物理事件，所以，这并不能锁定同时性存在相对性。那为什么爱因斯坦根据光所做的分析能得到同时性存在相对性呢？完全在于他认为光信号相对于杆前后光速相同，这一光信号相对于另一个参照系也同样前后光速相同，人为设定同一物理事件光信号传播有这样的特性，也就是他的光速不变假设。由于爱因斯坦除了“（假想的）物理经验”，并没有给出物理事实来证明他的光速不变假设属于物理经验，他这同时性相对性推演并不能在物理上能立足。随后同样是在设定光的传播满足光速不变假设的条件下，推出相对论的洛伦兹变换，以及相对论的速度合成公式，其间，这篇文章还简略的分析了相对论的钟慢尺缩结论。与《论动体的电动力学》相比，爱因斯坦在《狭义与广义相对论浅说》中，做了相对来说更简单的推导：洛伦兹变换的简单推导按照图2所示两坐标系的相对取向，该两坐标系的x轴永远是重合的。在这个情况下我们可以把问题分为几部分，首先只考虑x轴上发生的事件。任何一个这样的事件，对于坐标系K是由横坐标x和时间t来表示，对于坐标系K’则由横坐标x’和时间t’来表示。当给定x和t时，我们要求出x’和t’。沿着正x轴前进的一个光信号按照方程 x＝ct 或 x－ct＝0 (1) 传播。由于同一光信号必须以速度c相对于K'传播，因此相对于坐标系K'的传播将由类似的公式 x'－ct'＝0 (2) 表示。满足(1)的那些空时点(事件)必须也满足(2)。显然这一点是成立的，只要关系 (x’－ct’)＝λ(x－ct) (3) 一般地被满足，其中λ表示一个常数；因为，按照(3)，(x－ct)等于零时(x'－ct')就必然也等于零。如果我们对沿着负x轴传播的光线应用完全相同的考虑，我们就得到条件 (x’＋ct’)＝μ(x＋ct) (4) 方程(3)和(4)相加(或相减)，并为方便起见引入常数a和b代换常数λ和μ，令 a＝(λ＋μ)/2 以及 b＝(λ－u)/2 我们得到方程 x'＝ax－bct (5) ct'＝act－bx (5a) 因此，若常数a和b为已知，我们就得到我们的问题的解。a和b可由下述讨论确定。对于K'的原点我们永远有x'＝0，因此按照(5)的第一个方程 x＝(bc/a)t 如果我们将K'的原点相对于K的运动的速度称为v，我们就有 v＝bc/a (6) 同一量值v可以从方程式(5)得出，只要我们计算K'的另一点相对于K的速度，或者计算K的一点相对于K'的速度（指向负x轴）。总之，我们可以指定v为两坐标系的相对速度。还有，相对性原理告诉我们，由K判断的相对于K’保持静止的单位量杆的长度，必须恰好等于由K’判断的相对于K保持静止的单位量杆的长度。为了看一看由K观察x'轴上的诸点是什么样子，我们只需要从K对K'拍个“快照”；这意味着我们必须引入t(K的时间)的一个特别的值，例如t=0。对于这个t的值，我们从(5)的第一个方程就得到x'＝ax. 因此，如果在K'坐标中测量，x'轴上两点相隔的距离为Δx'＝1，该两点在我们瞬时快照中相隔的距离就是 Δx＝1/a (7) 但是如果从K’(t'=0)拍快照，而且如果我们从方程(5)消去t，考虑到表示式(b)，我们得到 x'＝a(1－v²/c²)x 由此我们推断，在x轴上相隔距离1(相对于K)的两点，在我们的快照上将由距离 Δx'＝a(1－v²/c²) (7a) 表示。但是根据以上所述，这两个快照必须是全等的；因此(7)中的Δx必须等于(7a)中的Δx'，这样我们就得到 a²＝1/(1－v²/c²) (7b) 方程(6)和(7b)决定常数a和b。在(5)中代入这两个常数的值，我们得到在第11节所提出的第一个和第四个方程： x'＝(x－vt)/√(1－v²/c²) t'＝(t－vx/c²) /√(1－v²/c²) (8) 这样我们就得到了对于在x轴上的事件的洛仑兹变换。它满足条件 x'²－c²t'²＝x²－ct² (8a) 再把这个结果加以推广，以便将发生在x轴外面的事件也包括进去。此项推广只要保留方程(8)并补充以关系式 y'＝y z'＝z (9) 就能得到。这样，无论对于坐标系K或是对于坐标系K'，我们都满足了任意方向的光线在真空中速度不变的公设。这一点可以证明如下。设在时间t=0时从K的原点发出一个光信号。这个光信号将按照方程 r＝√(x²＋y²＋z²)＝ct 传播，或者，如果方程两边取平方，按照方程 x²＋y²＋z²－c²t²＝0 (10) 传播。光的传播定律结合着相对性公设要求所考虑的信号(从K'去判断)应按照对应的公式 r'＝ct' 或 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝0 (10a) 传播。为了使方程(10a)可以从方程(10)推出，我们必须有 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝σ(x²＋y²＋z²－c²t²) (11) 由于方程(8a)对于x轴上的点必须成立，因此我们有σ＝1。不难看出，对于σ＝1，洛伦兹变换确实满足(11)；因为(11)可以由(8a)和(9)推出，因而也可以由(8)和(9)推出。这样我们就导出了洛伦兹变换。由(8)和(9)表示的洛伦兹变换仍需加以推广。显然，在选择K'的轴时是否要使之与K的轴在空间中相互平行是无关重要的。同时，K'相对于K的平动速度是否沿x轴的方向也是无关紧要的。通过简单的考虑可以证明，我们能够通过两种变换建立这种广义的洛伦兹变换，这两种变换就是狭义的洛伦兹变换和纯粹的空间变换，纯粹的空间变换相当于用一个坐标轴指向其他方向的新的直角坐标系代换原有的直角坐标系。我们可以用数学方法，对推广了的洛伦兹变换的特性作如下的描述：推广了的洛伦兹变换就是用x,y,z,t的线性齐次函数来表示x’,y’,z’,t’,而这种线性齐次函数的性质又必须能使关系式 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝x²＋y²＋z²－c²t² (11a) 恒等地被满足。也就是说：如果我们用这些x,y,z,t的线性齐次函数来代换在（11a）左边所列的x',y',z',t',则(11a)的左边与其右边完全一致。从爱因斯坦依据同一发光事件，将任意点在两个系的坐标，分别在各自参照系运用光速不变假设x－ct＝0， x'－ct'＝0，从而得到x'＝ax－bct 和 ct'＝act－bx ，爱因斯坦充分运用了他作的光速不变假设的“光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着”，在依据特殊条件求解待定系数a、b的过程中，再次运用了基于光速不变假设的相对性同时性理念，来确定静长度和动长度的关系，最终导出洛伦兹变换，导出洛伦兹变换后，还特别强调，它满足条件x'²－c²t'²＝x²－ct² ，而这x'²－c²t'²＝x²－ct² 正是光速不变假设得来的所谓相对论的间隔不变性，后面还用相对性原理，从一个系的波动方程x²＋y²＋z²－c²t²＝0直接推及另一个系的波动方程 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝0 。最后再次强调由光速不变假设得到的间隔不变性的另一种通用形式x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝x²＋y²＋z²－c²t² 。从这一系列推导己阐述不难看出，相对论的同时性相对性，间隔不变性，洛伦兹变换，以及钟慢尺缩等相对论基本结论完全依赖于爱因斯坦的光速不变假设。在这里，相对论从前提假设，到理论推演，在得出结论有不有问题呢？答案是肯定的，因为我们知道有个最基本的物理规律，那就是矢量合成，因为速度是矢量，速度的矢量合成不仅在物理上而且在数学上也被普遍运用，速度的矢量合成有一个常用的地方，那就是直接用于参照系变换，借用上面的图，如果参照系K’在 x轴方向相对于参照系K以速度v运动，而一束光相对于参照系K’速度为c，那么，按矢量合成规律，相对于参照系K，他的速度就为c+v，怎么可能像爱因斯坦假设的那样，同一束光相对于两个参照系都是c？但由于相对论的名头非常大，估计很多的物理研究者都不愿相信相对论会犯这种低级错误，由于相对论的伟大不是一挥而就的，我们不妨从相对论的一点一滴谈起。由于有矢量合成规律，在相对论出现以前，谁也不会相信像爱因斯坦假设的那样，同一束光相对于两个参照系都是c。直到现在，矢量合成规律还写在物理和数学课本上被普遍运用，那为什么有一部分人（应该是极少数，因为即便是支持相对论的人，占很大一部分也不了解相对论到底是什么样的理论。）被逐渐爱因斯坦策反了呢？就以《论动体的电动力学》上面介绍的极少部分为例，爱因斯坦宣传工作做得好，例如： 1、他反复强调，在“静系”中，要让光从A 到B，再从B反射回A，并tB-tA=t’A-tB，来实现对钟，实际上，我们就被多次暗示，相对于参照系，光速总是c。 2、 “根据经验，我们把2A B/（ t’A -tA）=c 当作一个普适常数（光在虚空空间中的速度）”，在这宣称经验的说词中，没有参照系，但稍有物理基础的人都知道，要研究运动，就必须选参照系，因此，我们被再一次暗示，无论如何选参照系，相对于任意参照系，光速总是c。 3、他前后两次讲了他的光速不变假设，只讲光速是确定的速度c，同样绝口不提参照系，实际上，我们又前后两次被暗示，无论如何选参照系，光速总是c。 4、前后两次讲了他的光速不变假设，第二次表述将postulate（假设）换为principles（原理），借助这一语言攻势，我们被暗示，这个假设并不是那么假。 5、在“静系”中他的tB-tA=rA B/(c+v)， t’A-tB,=rA B/(c-v)，实际上也在暗示，相对于所在的参照系，光速一定为c。 6、多次提到测量，将“静系”中“量得”杆长命名为rA B，与动系中的杆长A B于区别，有意无意地暗示杆在两个系长度不同。在《狭义及广义相对论浅说》中，对于光速不变假设，爱因斯坦也有更强的语言攻势，多次将自己的假设说成定律： 1、首先，他列出了一个大标题“光的传播定律与相对性原理的表面抵触”，直接把自己的假设说成定律。他给出的理由是【在物理学中几乎没有比真空中光的传播定律更简单的定律了，学校里的每个儿童都知道，或者相信他知道，光在真空中沿直线以速度c=300，000公里／秒传播。无论如何我们非常精确地知道，这个速度对于所有各色光线都是一样的。用力如果不是这样，则当一颗恒星为其邻近的黑暗星体所掩食时，其各色光线的最小发射值就下会同时被看到。荷兰天文学家德西特（De Sitter）根据对双星的观察，也以相似的理由指出，光的传播速度不能依赖于发光物体的运动速度。关于光的传播速度与其“在空间中”的方向有关的假定即就其本身而言也是难以成立的】。如果相对论真有传说中的那么伟大，就不怕被质疑，也一定能经受住质疑。水星之魅在理论物理吧屏蔽我的《相对论之误》，他的理由是【相对论错误一眼就可以看出来】，不需要我长篇大论《相对论之误》指出，所以，他要屏蔽我的这一帖子，有不有吧务相反，以【相对论正确一眼就可以看出来】为借口封我的号呢？如果有，他两可以联手封堵反相的声音，靠吧权呵护相对论，让相对论靠吧权的细心呵护而伟大。我是就事论事，但并没有辱骂吧务，请吧务不要以辱骂吧务为借口封我的号，拜托了。

自由的飞999999为了帮相对论有多不要脸欢迎反相者、维相者以及对相对论不持意见的朋友欣赏：

【原创】相对论之误【关键词】：相对论、光速不变假设、定律。【摘要】：爱因斯坦作光速不变假设，把它称为光速不变原理甚至光的传播定律，把它当做定律导出洛伦兹变换等一系列相对论结论，由此构建出整个相对论的理论体系。阿尔伯特·爱因斯坦的第一篇相对论论文《论动体的电动力学》1905年6月30日投稿在《物理年鉴》，该论文首先以“堵如此类的例子，以及企图证实地球相对于“光媒质”运动的实验的失败，引起了这样一种猜想：绝对静止这概念，不仅在力学中，而且在电动力学中也不符合现象的特性，倒是应当认为，凡是对力学方程适用的一切坐标系，对于上述电动力学和光学的定律也一样适用，对于第一级微量来说，这是已经证明了的。我们要把这个猜想（它的内容以后就称之为“相对性原理”）提升为公设，并且还要引进另一条在表面上看来同它不相容的假设：光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着，这速度同发射体的运动状态无关。由这两条假设，根据静体的麦克斯韦理论，就足以得到一个简单而又不自相矛盾的动体电动力学”，谈到了光速不变假设在相对论中的核心地位，表明了他当初创建相对论的原因及其目的。在这段文字中，也首次提到了光速不变假设：光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着，这速度同发射体的运动状态无关。该论文又提出了在一个系依据光，来确定处于A 、B两个位置静止的两只钟同步的办法，让光从A 到B，再从B反射回A，说 “如果tB-tA=t’A-tB, 那么，这两只钟按照定义是同步的。我们假定，这个同步性的定义是可以没有矛盾的……这样，我们借助于某些（假想的）物理经验，对于静止在不同地方的各只钟，规定了什么叫做它们是同步的，从而显然也就获得了“同时”和“时间”的定义。一个事件的“时间”，就是在这事件发生地点静止的一只钟同该事件同时的一种指示，而这只钟是同某一只特定的静止的钟同步的，而且对于一切的时间测定，也都是同这只特定的钟同步的……根据经验，我们把2A B/（ t’A -tA）=c 当作一个普适常数（光在虚空空间中的速度）”。从上面《论动体的电动力学》这段文字不难看出，他是在认定这个参照系各向光速不变，来定义时间的同时，因为tB-tA=A B/c， t’A-tB, =A B/c，一定有tB-tA=t’A-tB，相反地，如果前后光速存在差异并非同一个值c，则tB-tA=t’A-tB不成立。其实，就理论而言，我们定义同时无需光崇拜，并不一定要依赖光，如果我们知道一种甚至两种在参照系中前后运动速度相同v1=v2的物理信号，也可以因为A B /v1 = A B / v2，依据tB-tA=t’A-tB来定义同时，因此，他这时间同步定义所依据的“（假想的）物理经验”就是他的光速不变假设，有了这一假设，才有前后光速相等，但必须注意，他这样靠推理来定义同时，并不能说明存在【相对于任何一个参照系，各向光速不变】这样的物理经验，而且，也没有任何物理经验证实相对于不同参照系光速为同一个值c。他的同时定义与他的光速不变假设虽然存在互动，存在相互照应，但由于所谓的物理经验仅仅是没有实证的假想，故最多算一种自圆其说的“自洽”，仅此而已。随后又对光速不变假设作了第二次略有变化的表述，将原来所说的假设改称为原理：光速不变原理：光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着，这速度同发射体的运动状态无关。通过这一表述，进一步阐明了相对论中，相对于任意惯性参照系光速始终为c的观点，值得一提的是，虽然先后两种表述将postulate（假设）换为principles（原理），但其本质仍然是一个假设。在两次介绍光速不变假设后，以光速不变假设为前提，提出了相对论的同时性相对性观点：一杆相对于另一个物体运动，光在杆上 A 、B两点往返，相对于杆，按光速不变假设，相对于杆前后光速不变，光速均为c，光传播事件光往返的时间就该相等tB-tA=t’A-tB。如果相对于另一个物体，也按光速不变假设，相对于地面前后光速不变，光速均为c，故光从A 到B，再从B反射回A，相对于杆光的速度分别为c+v和c-v。因此同一个光传播事件在另一个物体所在的系却不同时：tB-tA=rA B/(c+v)， t’A-tB,=rA B/(c-v)。由此说明基于光速不变假设就会得到同时性的相对性。(爱因斯坦在这里两个系表示长度所用的字母A B 和rA B不同，仅仅是要与他的所谓长度相对性说法一致。) 当然，上述另一个系的结论也可由(tB-tA ) c=rA B-(tB-tA)v，(t’A-tB ) c =rA B +(t’A-tB ) v得到。实际上这就是，由于杆上的点A 和B为动点，对地面系而言，光在杆上移动的距离A B’<B’ A ’，再按光速不变假设，相对于另一个系也光速不变，光速均为c，自然有A B’/ c <B’ A ’ / c，即tB-tA< t’A-tB另一个系不同时，光以相同速度通过距离不等的两个路程，所需时间当然不同。对这一分析过程，我们其实不用搞光崇拜，一杆相对于另一个物体运动使，就理论而言，完全可以让一个物理信号在杆上 A 、B两点等速的往返，相对于杆，该物理信号往返的时间就该相等tB-tA= t’A-tB。相对于另一个物体，还可以有另一个物理信号在A 、B两点等速的往返，由于杆上的点A 和B为动点，对另一个系而言，另一个物理信号在杆上移动的距离A B’<B’ A ’，另一个物理信号以相同速度通过距离不等的两个路程，所需时间当然不同。由于是两个物理信号在A 、B两点等速的往返，而非同一个物理信号，分属两个不同的物理事件，所以，这并不能锁定同时性存在相对性。那为什么爱因斯坦根据光所做的分析能得到同时性存在相对性呢？完全在于他认为光信号相对于杆前后光速相同，这一光信号相对于另一个参照系也同样前后光速相同，人为设定同一物理事件光信号传播有这样的特性，也就是他的光速不变假设。由于爱因斯坦除了“（假想的）物理经验”，并没有给出物理事实来证明他的光速不变假设属于物理经验，他这同时性相对性推演并不能在物理上能立足。随后同样是在设定光的传播满足光速不变假设的条件下，推出相对论的洛伦兹变换，以及相对论的速度合成公式，其间，这篇文章还简略的分析了相对论的钟慢尺缩结论。与《论动体的电动力学》相比，爱因斯坦在《狭义与广义相对论浅说》中，做了相对来说更简单的推导：洛伦兹变换的简单推导按照图2所示两坐标系的相对取向，该两坐标系的x轴永远是重合的。在这个情况下我们可以把问题分为几部分，首先只考虑x轴上发生的事件。任何一个这样的事件，对于坐标系K是由横坐标x和时间t来表示，对于坐标系K’则由横坐标x’和时间t’来表示。当给定x和t时，我们要求出x’和t’。沿着正x轴前进的一个光信号按照方程 x＝ct 或 x－ct＝0 (1) 传播。由于同一光信号必须以速度c相对于K'传播，因此相对于坐标系K'的传播将由类似的公式 x'－ct'＝0 (2) 表示。满足(1)的那些空时点(事件)必须也满足(2)。显然这一点是成立的，只要关系 (x’－ct’)＝λ(x－ct) (3) 一般地被满足，其中λ表示一个常数；因为，按照(3)，(x－ct)等于零时(x'－ct')就必然也等于零。如果我们对沿着负x轴传播的光线应用完全相同的考虑，我们就得到条件 (x’＋ct’)＝μ(x＋ct) (4) 方程(3)和(4)相加(或相减)，并为方便起见引入常数a和b代换常数λ和μ，令 a＝(λ＋μ)/2 以及 b＝(λ－u)/2 我们得到方程 x'＝ax－bct (5) ct'＝act－bx (5a) 因此，若常数a和b为已知，我们就得到我们的问题的解。a和b可由下述讨论确定。对于K'的原点我们永远有x'＝0，因此按照(5)的第一个方程 x＝(bc/a)t 如果我们将K'的原点相对于K的运动的速度称为v，我们就有 v＝bc/a (6) 同一量值v可以从方程式(5)得出，只要我们计算K'的另一点相对于K的速度，或者计算K的一点相对于K'的速度（指向负x轴）。总之，我们可以指定v为两坐标系的相对速度。还有，相对性原理告诉我们，由K判断的相对于K’保持静止的单位量杆的长度，必须恰好等于由K’判断的相对于K保持静止的单位量杆的长度。为了看一看由K观察x'轴上的诸点是什么样子，我们只需要从K对K'拍个“快照”；这意味着我们必须引入t(K的时间)的一个特别的值，例如t=0。对于这个t的值，我们从(5)的第一个方程就得到x'＝ax. 因此，如果在K'坐标中测量，x'轴上两点相隔的距离为Δx'＝1，该两点在我们瞬时快照中相隔的距离就是 Δx＝1/a (7) 但是如果从K’(t'=0)拍快照，而且如果我们从方程(5)消去t，考虑到表示式(b)，我们得到 x'＝a(1－v²/c²)x 由此我们推断，在x轴上相隔距离1(相对于K)的两点，在我们的快照上将由距离 Δx'＝a(1－v²/c²) (7a) 表示。但是根据以上所述，这两个快照必须是全等的；因此(7)中的Δx必须等于(7a)中的Δx'，这样我们就得到 a²＝1/(1－v²/c²) (7b) 方程(6)和(7b)决定常数a和b。在(5)中代入这两个常数的值，我们得到在第11节所提出的第一个和第四个方程： x'＝(x－vt)/√(1－v²/c²) t'＝(t－vx/c²) /√(1－v²/c²) (8) 这样我们就得到了对于在x轴上的事件的洛仑兹变换。它满足条件 x'²－c²t'²＝x²－ct² (8a) 再把这个结果加以推广，以便将发生在x轴外面的事件也包括进去。此项推广只要保留方程(8)并补充以关系式 y'＝y z'＝z (9) 就能得到。这样，无论对于坐标系K或是对于坐标系K'，我们都满足了任意方向的光线在真空中速度不变的公设。这一点可以证明如下。设在时间t=0时从K的原点发出一个光信号。这个光信号将按照方程 r＝√(x²＋y²＋z²)＝ct 传播，或者，如果方程两边取平方，按照方程 x²＋y²＋z²－c²t²＝0 (10) 传播。光的传播定律结合着相对性公设要求所考虑的信号(从K'去判断)应按照对应的公式 r'＝ct' 或 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝0 (10a) 传播。为了使方程(10a)可以从方程(10)推出，我们必须有 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝σ(x²＋y²＋z²－c²t²) (11) 由于方程(8a)对于x轴上的点必须成立，因此我们有σ＝1。不难看出，对于σ＝1，洛伦兹变换确实满足(11)；因为(11)可以由(8a)和(9)推出，因而也可以由(8)和(9)推出。这样我们就导出了洛伦兹变换。由(8)和(9)表示的洛伦兹变换仍需加以推广。显然，在选择K'的轴时是否要使之与K的轴在空间中相互平行是无关重要的。同时，K'相对于K的平动速度是否沿x轴的方向也是无关紧要的。通过简单的考虑可以证明，我们能够通过两种变换建立这种广义的洛伦兹变换，这两种变换就是狭义的洛伦兹变换和纯粹的空间变换，纯粹的空间变换相当于用一个坐标轴指向其他方向的新的直角坐标系代换原有的直角坐标系。我们可以用数学方法，对推广了的洛伦兹变换的特性作如下的描述：推广了的洛伦兹变换就是用x,y,z,t的线性齐次函数来表示x’,y’,z’,t’,而这种线性齐次函数的性质又必须能使关系式 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝x²＋y²＋z²－c²t² (11a) 恒等地被满足。也就是说：如果我们用这些x,y,z,t的线性齐次函数来代换在（11a）左边所列的x',y',z',t',则(11a)的左边与其右边完全一致。从爱因斯坦依据同一发光事件，将任意点在两个系的坐标，分别在各自参照系运用光速不变假设x－ct＝0， x'－ct'＝0，从而得到x'＝ax－bct 和 ct'＝act－bx ，爱因斯坦充分运用了他作的光速不变假设的“光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着”，在依据特殊条件求解待定系数a、b的过程中，再次运用了基于光速不变假设的相对性同时性理念，来确定静长度和动长度的关系，最终导出洛伦兹变换，导出洛伦兹变换后，还特别强调，它满足条件x'²－c²t'²＝x²－ct² ，而这x'²－c²t'²＝x²－ct² 正是光速不变假设得来的所谓相对论的间隔不变性，后面还用相对性原理，从一个系的波动方程x²＋y²＋z²－c²t²＝0直接推及另一个系的波动方程 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝0 。最后再次强调由光速不变假设得到的间隔不变性的另一种通用形式x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝x²＋y²＋z²－c²t² 。从这一系列推导己阐述不难看出，相对论的同时性相对性，间隔不变性，洛伦兹变换，以及钟慢尺缩等相对论基本结论完全依赖于爱因斯坦的光速不变假设。在这里，相对论从前提假设，到理论推演，在得出结论有不有问题呢？答案是肯定的，因为我们知道有个最基本的物理规律，那就是矢量合成，因为速度是矢量，速度的矢量合成不仅在物理上而且在数学上也被普遍运用，速度的矢量合成有一个常用的地方，那就是直接用于参照系变换，借用上面的图，如果参照系K’在 x轴方向相对于参照系K以速度v运动，而一束光相对于参照系K’速度为c，那么，按矢量合成规律，相对于参照系K，他的速度就为c+v，怎么可能像爱因斯坦假设的那样，同一束光相对于两个参照系都是c？但由于相对论的名头非常大，估计很多的物理研究者都不愿相信相对论会犯这种低级错误，由于相对论的伟大不是一挥而就的，我们不妨从相对论的一点一滴谈起。由于有矢量合成规律，在相对论出现以前，谁也不会相信像爱因斯坦假设的那样，同一束光相对于两个参照系都是c。直到现在，矢量合成规律还写在物理和数学课本上被普遍运用，那为什么有一部分人（应该是极少数，因为即便是支持相对论的人，占很大一部分也不了解相对论到底是什么样的理论。）被逐渐爱因斯坦策反了呢？就以《论动体的电动力学》上面介绍的极少部分为例，爱因斯坦宣传工作做得好，例如： 1、他反复强调，在“静系”中，要让光从A 到B，再从B反射回A，并tB-tA=t’A-tB，来实现对钟，实际上，我们就被多次暗示，相对于参照系，光速总是c。 2、 “根据经验，我们把2A B/（ t’A -tA）=c 当作一个普适常数（光在虚空空间中的速度）”，在这宣称经验的说词中，没有参照系，但稍有物理基础的人都知道，要研究运动，就必须选参照系，因此，我们被再一次暗示，无论如何选参照系，相对于任意参照系，光速总是c。 3、他前后两次讲了他的光速不变假设，只讲光速是确定的速度c，同样绝口不提参照系，实际上，我们又前后两次被暗示，无论如何选参照系，光速总是c。 4、前后两次讲了他的光速不变假设，第二次表述将postulate（假设）换为principles（原理），借助这一语言攻势，我们被暗示，这个假设并不是那么假。 5、在“静系”中他的tB-tA=rA B/(c+v)， t’A-tB,=rA B/(c-v)，实际上也在暗示，相对于所在的参照系，光速一定为c。 6、多次提到测量，将“静系”中“量得”杆长命名为rA B，与动系中的杆长A B于区别，有意无意地暗示杆在两个系长度不同。在《狭义及广义相对论浅说》中，对于光速不变假设，爱因斯坦也有更强的语言攻势，多次将自己的假设说成定律： 1、首先，他列出了一个大标题“光的传播定律与相对性原理的表面抵触”，直接把自己的假设说成定律。他给出的理由是【在物理学中几乎没有比真空中光的传播定律更简单的定律了，学校里的每个儿童都知道，或者相信他知道，光在真空中沿直线以速度c=300，000公里／秒传播。无论如何我们非常精确地知道，这个速度对于所有各色光线都是一样的。用力如果不是这样，则当一颗恒星为其邻近的黑暗星体所掩食时，其各色光线的最小发射值就下会同时被看到。荷兰天文学家德西特（De Sitter）根据对双星的观察，也以相似的理由指出，光的传播速度不能依赖于发光物体的运动速度。关于光的传播速度与其“在空间中”的方向有关的假定即就其本身而言也是难以成立的】。反相维相之间的交锋属于学术之争，如果相对论真有传说中的那么伟大，就不怕被质疑，也一定能经受住质疑。水星之魅在理论物理吧屏蔽我的《相对论之误》，他的理由是【相对论错误一眼就可以看出来】，不需要我长篇大论《相对论之误》指出，所以，他要屏蔽我的这一帖子，用这种借口来选择性封堵反相声音显得滑稽可笑，因为其他害怕反相声音的人也可以以【相对论正确一眼就可以看出来】为借口来封堵反相声音，我并未辱骂过丽雅Leah，可自称教相对论物理的丽雅Leah总是以辱骂吧务为借口对我选择性删帖封号，这实际上就是靠吧权呵护相对论，让相对论靠吧权的细心呵护而伟大。

教相对论的丽雅Leah在反相吧靠吧权呵护相对论原相对论吧吧主、自称教相对论物理、自我介绍【我本人是在计算中大量使用Lorentz变换的，因为我的研究跟天体辐射有关，而源包括一些相对论性流体】的丽雅Leah，在反相吧靠违规使用小吧权利呵护相对论，相关细节见https://tieba.baidu.com/p/7694253812 丽雅Leah爆粗口骂人，违规使用吧权时，我作了相应的截图证据，我所展示出来的证据，仅仅是其中很少的一部分，欢迎观众朋友们去一一核实，如果经过核实，大家发现我给出的证据真实可信，务必请大家广而告之，就说有一个曾经的相对论吧吧主、自称教相对论物理的丽雅Leah在反相吧靠违规使用小吧权利呵护相对论。

【原创】相对论之误【关键词】：相对论、光速不变假设、定律。【摘要】：爱因斯坦作光速不变假设，把它称为光速不变原理甚至光的传播定律，把它当做定律导出洛伦兹变换等一系列相对论结论，由此构建出整个相对论的理论体系。阿尔伯特·爱因斯坦的第一篇相对论论文《论动体的电动力学》1905年6月30日投稿在《物理年鉴》，该论文首先以“堵如此类的例子，以及企图证实地球相对于“光媒质”运动的实验的失败，引起了这样一种猜想：绝对静止这概念，不仅在力学中，而且在电动力学中也不符合现象的特性，倒是应当认为，凡是对力学方程适用的一切坐标系，对于上述电动力学和光学的定律也一样适用，对于第一级微量来说，这是已经证明了的。我们要把这个猜想（它的内容以后就称之为“相对性原理”）提升为公设，并且还要引进另一条在表面上看来同它不相容的假设：光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着，这速度同发射体的运动状态无关。由这两条假设，根据静体的麦克斯韦理论，就足以得到一个简单而又不自相矛盾的动体电动力学”，谈到了光速不变假设在相对论中的核心地位，表明了他当初创建相对论的原因及其目的。在这段文字中，也首次提到了光速不变假设：光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着，这速度同发射体的运动状态无关。该论文又提出了在一个系依据光，来确定处于A 、B两个位置静止的两只钟同步的办法，让光从A 到B，再从B反射回A，说 “如果tB-tA=t’A-tB, 那么，这两只钟按照定义是同步的。我们假定，这个同步性的定义是可以没有矛盾的……这样，我们借助于某些（假想的）物理经验，对于静止在不同地方的各只钟，规定了什么叫做它们是同步的，从而显然也就获得了“同时”和“时间”的定义。一个事件的“时间”，就是在这事件发生地点静止的一只钟同该事件同时的一种指示，而这只钟是同某一只特定的静止的钟同步的，而且对于一切的时间测定，也都是同这只特定的钟同步的……根据经验，我们把2A B/（ t’A -tA）=c 当作一个普适常数（光在虚空空间中的速度）”。从上面《论动体的电动力学》这段文字不难看出，他是在认定这个参照系各向光速不变，来定义时间的同时，因为tB-tA=A B/c， t’A-tB, =A B/c，一定有tB-tA=t’A-tB，相反地，如果前后光速存在差异并非同一个值c，则tB-tA=t’A-tB不成立。其实，就理论而言，我们定义同时无需光崇拜，并不一定要依赖光，如果我们知道一种甚至两种在参照系中前后运动速度相同v1=v2的物理信号，也可以因为A B /v1 = A B / v2，依据tB-tA=t’A-tB来定义同时，因此，他这时间同步定义所依据的“（假想的）物理经验”就是他的光速不变假设，有了这一假设，才有前后光速相等，但必须注意，他这样靠推理来定义同时，并不能说明存在【相对于任何一个参照系，各向光速不变】这样的物理经验，而且，也没有任何物理经验证实相对于不同参照系光速为同一个值c。他的同时定义与他的光速不变假设虽然存在互动，存在相互照应，但由于所谓的物理经验仅仅是没有实证的假想，故最多算一种自圆其说的“自洽”，仅此而已。随后又对光速不变假设作了第二次略有变化的表述，将原来所说的假设改称为原理：光速不变原理：光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着，这速度同发射体的运动状态无关。通过这一表述，进一步阐明了相对论中，相对于任意惯性参照系光速始终为c的观点，值得一提的是，虽然先后两种表述将postulate（假设）换为principles（原理），但其本质仍然是一个假设。在两次介绍光速不变假设后，以光速不变假设为前提，提出了相对论的同时性相对性观点：一杆相对于另一个物体运动，光在杆上 A 、B两点往返，相对于杆，按光速不变假设，相对于杆前后光速不变，光速均为c，光传播事件光往返的时间就该相等tB-tA=t’A-tB。如果相对于另一个物体，也按光速不变假设，相对于地面前后光速不变，光速均为c，故光从A 到B，再从B反射回A，相对于杆光的速度分别为c+v和c-v。因此同一个光传播事件在另一个物体所在的系却不同时：tB-tA=rA B/(c+v)， t’A-tB,=rA B/(c-v)。由此说明基于光速不变假设就会得到同时性的相对性。(爱因斯坦在这里两个系表示长度所用的字母A B 和rA B不同，仅仅是要与他的所谓长度相对性说法一致。) 当然，上述另一个系的结论也可由(tB-tA ) c=rA B-(tB-tA)v，(t’A-tB ) c =rA B +(t’A-tB ) v得到。实际上这就是，由于杆上的点A 和B为动点，对地面系而言，光在杆上移动的距离A B’<B’ A ’，再按光速不变假设，相对于另一个系也光速不变，光速均为c，自然有A B’/ c <B’ A ’ / c，即tB-tA< t’A-tB另一个系不同时，光以相同速度通过距离不等的两个路程，所需时间当然不同。对这一分析过程，我们其实不用搞光崇拜，一杆相对于另一个物体运动使，就理论而言，完全可以让一个物理信号在杆上 A 、B两点等速的往返，相对于杆，该物理信号往返的时间就该相等tB-tA= t’A-tB。相对于另一个物体，还可以有另一个物理信号在A 、B两点等速的往返，由于杆上的点A 和B为动点，对另一个系而言，另一个物理信号在杆上移动的距离A B’<B’ A ’，另一个物理信号以相同速度通过距离不等的两个路程，所需时间当然不同。由于是两个物理信号在A 、B两点等速的往返，而非同一个物理信号，分属两个不同的物理事件，所以，这并不能锁定同时性存在相对性。那为什么爱因斯坦根据光所做的分析能得到同时性存在相对性呢？完全在于他认为光信号相对于杆前后光速相同，这一光信号相对于另一个参照系也同样前后光速相同，人为设定同一物理事件光信号传播有这样的特性，也就是他的光速不变假设。由于爱因斯坦除了“（假想的）物理经验”，并没有给出物理事实来证明他的光速不变假设属于物理经验，他这同时性相对性推演并不能在物理上能立足。随后同样是在设定光的传播满足光速不变假设的条件下，推出相对论的洛伦兹变换，以及相对论的速度合成公式，其间，这篇文章还简略的分析了相对论的钟慢尺缩结论。与《论动体的电动力学》相比，爱因斯坦在《狭义与广义相对论浅说》中，做了相对来说更简单的推导：洛伦兹变换的简单推导按照图2所示两坐标系的相对取向，该两坐标系的x轴永远是重合的。在这个情况下我们可以把问题分为几部分，首先只考虑x轴上发生的事件。任何一个这样的事件，对于坐标系K是由横坐标x和时间t来表示，对于坐标系K’则由横坐标x’和时间t’来表示。当给定x和t时，我们要求出x’和t’。沿着正x轴前进的一个光信号按照方程 x＝ct 或 x－ct＝0 (1) 传播。由于同一光信号必须以速度c相对于K'传播，因此相对于坐标系K'的传播将由类似的公式 x'－ct'＝0 (2) 表示。满足(1)的那些空时点(事件)必须也满足(2)。显然这一点是成立的，只要关系 (x’－ct’)＝λ(x－ct) (3) 一般地被满足，其中λ表示一个常数；因为，按照(3)，(x－ct)等于零时(x'－ct')就必然也等于零。如果我们对沿着负x轴传播的光线应用完全相同的考虑，我们就得到条件 (x’＋ct’)＝μ(x＋ct) (4) 方程(3)和(4)相加(或相减)，并为方便起见引入常数a和b代换常数λ和μ，令 a＝(λ＋μ)/2 以及 b＝(λ－u)/2 我们得到方程 x'＝ax－bct (5) ct'＝act－bx (5a) 因此，若常数a和b为已知，我们就得到我们的问题的解。a和b可由下述讨论确定。对于K'的原点我们永远有x'＝0，因此按照(5)的第一个方程 x＝(bc/a)t 如果我们将K'的原点相对于K的运动的速度称为v，我们就有 v＝bc/a (6) 同一量值v可以从方程式(5)得出，只要我们计算K'的另一点相对于K的速度，或者计算K的一点相对于K'的速度（指向负x轴）。总之，我们可以指定v为两坐标系的相对速度。还有，相对性原理告诉我们，由K判断的相对于K’保持静止的单位量杆的长度，必须恰好等于由K’判断的相对于K保持静止的单位量杆的长度。为了看一看由K观察x'轴上的诸点是什么样子，我们只需要从K对K'拍个“快照”；这意味着我们必须引入t(K的时间)的一个特别的值，例如t=0。对于这个t的值，我们从(5)的第一个方程就得到x'＝ax. 因此，如果在K'坐标中测量，x'轴上两点相隔的距离为Δx'＝1，该两点在我们瞬时快照中相隔的距离就是 Δx＝1/a (7) 但是如果从K’(t'=0)拍快照，而且如果我们从方程(5)消去t，考虑到表示式(b)，我们得到 x'＝a(1－v²/c²)x 由此我们推断，在x轴上相隔距离1(相对于K)的两点，在我们的快照上将由距离 Δx'＝a(1－v²/c²) (7a) 表示。但是根据以上所述，这两个快照必须是全等的；因此(7)中的Δx必须等于(7a)中的Δx'，这样我们就得到 a²＝1/(1－v²/c²) (7b) 方程(6)和(7b)决定常数a和b。在(5)中代入这两个常数的值，我们得到在第11节所提出的第一个和第四个方程： x'＝(x－vt)/√(1－v²/c²) t'＝(t－vx/c²) /√(1－v²/c²) (8) 这样我们就得到了对于在x轴上的事件的洛仑兹变换。它满足条件 x'²－c²t'²＝x²－ct² (8a) 再把这个结果加以推广，以便将发生在x轴外面的事件也包括进去。此项推广只要保留方程(8)并补充以关系式 y'＝y z'＝z (9) 就能得到。这样，无论对于坐标系K或是对于坐标系K'，我们都满足了任意方向的光线在真空中速度不变的公设。这一点可以证明如下。设在时间t=0时从K的原点发出一个光信号。这个光信号将按照方程 r＝√(x²＋y²＋z²)＝ct 传播，或者，如果方程两边取平方，按照方程 x²＋y²＋z²－c²t²＝0 (10) 传播。光的传播定律结合着相对性公设要求所考虑的信号(从K'去判断)应按照对应的公式 r'＝ct' 或 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝0 (10a) 传播。为了使方程(10a)可以从方程(10)推出，我们必须有 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝σ(x²＋y²＋z²－c²t²) (11) 由于方程(8a)对于x轴上的点必须成立，因此我们有σ＝1。不难看出，对于σ＝1，洛伦兹变换确实满足(11)；因为(11)可以由(8a)和(9)推出，因而也可以由(8)和(9)推出。这样我们就导出了洛伦兹变换。由(8)和(9)表示的洛伦兹变换仍需加以推广。显然，在选择K'的轴时是否要使之与K的轴在空间中相互平行是无关重要的。同时，K'相对于K的平动速度是否沿x轴的方向也是无关紧要的。通过简单的考虑可以证明，我们能够通过两种变换建立这种广义的洛伦兹变换，这两种变换就是狭义的洛伦兹变换和纯粹的空间变换，纯粹的空间变换相当于用一个坐标轴指向其他方向的新的直角坐标系代换原有的直角坐标系。我们可以用数学方法，对推广了的洛伦兹变换的特性作如下的描述：推广了的洛伦兹变换就是用x,y,z,t的线性齐次函数来表示x’,y’,z’,t’,而这种线性齐次函数的性质又必须能使关系式 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝x²＋y²＋z²－c²t² (11a) 恒等地被满足。也就是说：如果我们用这些x,y,z,t的线性齐次函数来代换在（11a）左边所列的x',y',z',t',则(11a)的左边与其右边完全一致。从爱因斯坦依据同一发光事件，将任意点在两个系的坐标，分别在各自参照系运用光速不变假设x－ct＝0， x'－ct'＝0，从而得到x'＝ax－bct 和 ct'＝act－bx ，爱因斯坦充分运用了他作的光速不变假设的“光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着”，在依据特殊条件求解待定系数a、b的过程中，再次运用了基于光速不变假设的相对性同时性理念，来确定静长度和动长度的关系，最终导出洛伦兹变换，导出洛伦兹变换后，还特别强调，它满足条件x'²－c²t'²＝x²－ct² ，而这x'²－c²t'²＝x²－ct² 正是光速不变假设得来的所谓相对论的间隔不变性，后面还用相对性原理，从一个系的波动方程x²＋y²＋z²－c²t²＝0直接推及另一个系的波动方程 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝0 。最后再次强调由光速不变假设得到的间隔不变性的另一种通用形式x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝x²＋y²＋z²－c²t² 。从这一系列推导己阐述不难看出，相对论的同时性相对性，间隔不变性，洛伦兹变换，以及钟慢尺缩等相对论基本结论完全依赖于爱因斯坦的光速不变假设。在这里，相对论从前提假设，到理论推演，在得出结论有不有问题呢？答案是肯定的，因为我们知道有个最基本的物理规律，那就是矢量合成，因为速度是矢量，速度的矢量合成不仅在物理上而且在数学上也被普遍运用，速度的矢量合成有一个常用的地方，那就是直接用于参照系变换，借用上面的图，如果参照系K’在 x轴方向相对于参照系K以速度v运动，而一束光相对于参照系K’速度为c，那么，按矢量合成规律，相对于参照系K，他的速度就为c+v，怎么可能像爱因斯坦假设的那样，同一束光相对于两个参照系都是c？但由于相对论的名头非常大，估计很多的物理研究者都不愿相信相对论会犯这种低级错误，由于相对论的伟大不是一挥而就的，我们不妨从相对论的一点一滴谈起。由于有矢量合成规律，在相对论出现以前，谁也不会相信像爱因斯坦假设的那样，同一束光相对于两个参照系都是c。直到现在，矢量合成规律还写在物理和数学课本上被普遍运用，那为什么有一部分人（应该是极少数，因为即便是支持相对论的人，占很大一部分也不了解相对论到底是什么样的理论。）被逐渐爱因斯坦策反了呢？就以《论动体的电动力学》上面介绍的极少部分为例，爱因斯坦宣传工作做得好，例如： 1、他反复强调，在“静系”中，要让光从A 到B，再从B反射回A，并tB-tA=t’A-tB，来实现对钟，实际上，我们就被多次暗示，相对于参照系，光速总是c。 2、 “根据经验，我们把2A B/（ t’A -tA）=c 当作一个普适常数（光在虚空空间中的速度）”，在这宣称经验的说词中，没有参照系，但稍有物理基础的人都知道，要研究运动，就必须选参照系，因此，我们被再一次暗示，无论如何选参照系，相对于任意参照系，光速总是c。 3、他前后两次讲了他的光速不变假设，只讲光速是确定的速度c，同样绝口不提参照系，实际上，我们又前后两次被暗示，无论如何选参照系，光速总是c。 4、前后两次讲了他的光速不变假设，第二次表述将postulate（假设）换为principles（原理），借助这一语言攻势，我们被暗示，这个假设并不是那么假。 5、在“静系”中他的tB-tA=rA B/(c+v)， t’A-tB,=rA B/(c-v)，实际上也在暗示，相对于所在的参照系，光速一定为c。 6、多次提到测量，将“静系”中“量得”杆长命名为rA B，与动系中的杆长A B于区别，有意无意地暗示杆在两个系长度不同。在《狭义及广义相对论浅说》中，对于光速不变假设，爱因斯坦也有更强的语言攻势，多次将自己的假设说成定律： 1、首先，他列出了一个大标题“光的传播定律与相对性原理的表面抵触”，直接把自己的假设说成定律。他给出的理由是【在物理学中几乎没有比真空中光的传播定律更简单的定律了，学校里的每个儿童都知道，或者相信他知道，光在真空中沿直线以速度c=300，000公里／秒传播。无论如何我们非常精确地知道，这个速度对于所有各色光线都是一样的。用力如果不是这样，则当一颗恒星为其邻近的黑暗星体所掩食时，其各色光线的最小发射值就下会同时被看到。荷兰天文学家德西特（De Sitter）根据对双星的观察，也以相似的理由指出，光的传播速度不能依赖于发光物体的运动速度。关于光的传播速度与其“在空间中”的方向有关的假定即就其本身而言也是难以成立的】。如果相对论真有传说中的那么伟大，就不怕被质疑，也一定能经受住质疑。水星之魅在理论物理吧屏蔽我的《相对论之误》，他的理由是【相对论错误一眼就可以看出来】，不需要我长篇大论《相对论之误》指出，所以，他要屏蔽我的这一帖子，有不有吧务相反，以【相对论正确一眼就可以看出来】为借口封我的号呢？如果有，他两可以联手封堵反相的声音，靠吧权呵护相对论，让相对论靠吧权的细心呵护而伟大。我是就事论事，但并没有辱骂吧务，请吧务不要以辱骂吧务为借口封我的号，拜托了。

自由的飞999999为了帮相对论有多不要脸欢迎反相者、维相者以及对相对论不持意见的朋友欣赏：

教相对论的丽雅Leah在反相吧靠吧权呵护相对论原相对论吧吧主、自称教相对论物理、自我介绍【我本人是在计算中大量使用Lorentz变换的，因为我的研究跟天体辐射有关，而源包括一些相对论性流体】的丽雅Leah，在反相吧靠违规使用小吧权利呵护相对论，相关细节见https://tieba.baidu.com/p/7694253812 丽雅Leah爆粗口骂人，违规使用吧权时，我作了相应的截图证据，我所展示出来的证据，仅仅是其中很少的一部分，欢迎观众朋友们去一一核实，如果经过核实，大家发现我给出的证据真实可信，务必请大家广而告之，就说有一个曾经的相对论吧吧主、自称教相对论物理的丽雅Leah在反相吧靠违规使用小吧权利呵护相对论。

【原创】相对论之误【关键词】：相对论、光速不变假设、定律。【摘要】：爱因斯坦作光速不变假设，把它称为光速不变原理甚至光的传播定律，把它当做定律导出洛伦兹变换等一系列相对论结论，由此构建出整个相对论的理论体系。阿尔伯特·爱因斯坦的第一篇相对论论文《论动体的电动力学》1905年6月30日投稿在《物理年鉴》，该论文首先以“堵如此类的例子，以及企图证实地球相对于“光媒质”运动的实验的失败，引起了这样一种猜想：绝对静止这概念，不仅在力学中，而且在电动力学中也不符合现象的特性，倒是应当认为，凡是对力学方程适用的一切坐标系，对于上述电动力学和光学的定律也一样适用，对于第一级微量来说，这是已经证明了的。我们要把这个猜想（它的内容以后就称之为“相对性原理”）提升为公设，并且还要引进另一条在表面上看来同它不相容的假设：光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着，这速度同发射体的运动状态无关。由这两条假设，根据静体的麦克斯韦理论，就足以得到一个简单而又不自相矛盾的动体电动力学”，谈到了光速不变假设在相对论中的核心地位，表明了他当初创建相对论的原因及其目的。在这段文字中，也首次提到了光速不变假设：光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着，这速度同发射体的运动状态无关。该论文又提出了在一个系依据光，来确定处于A 、B两个位置静止的两只钟同步的办法，让光从A 到B，再从B反射回A，说 “如果tB-tA=t’A-tB, 那么，这两只钟按照定义是同步的。我们假定，这个同步性的定义是可以没有矛盾的……这样，我们借助于某些（假想的）物理经验，对于静止在不同地方的各只钟，规定了什么叫做它们是同步的，从而显然也就获得了“同时”和“时间”的定义。一个事件的“时间”，就是在这事件发生地点静止的一只钟同该事件同时的一种指示，而这只钟是同某一只特定的静止的钟同步的，而且对于一切的时间测定，也都是同这只特定的钟同步的……根据经验，我们把2A B/（ t’A -tA）=c 当作一个普适常数（光在虚空空间中的速度）”。从上面《论动体的电动力学》这段文字不难看出，他是在认定这个参照系各向光速不变，来定义时间的同时，因为tB-tA=A B/c， t’A-tB, =A B/c，一定有tB-tA=t’A-tB，相反地，如果前后光速存在差异并非同一个值c，则tB-tA=t’A-tB不成立。其实，就理论而言，我们定义同时无需光崇拜，并不一定要依赖光，如果我们知道一种甚至两种在参照系中前后运动速度相同v1=v2的物理信号，也可以因为A B /v1 = A B / v2，依据tB-tA=t’A-tB来定义同时，因此，他这时间同步定义所依据的“（假想的）物理经验”就是他的光速不变假设，有了这一假设，才有前后光速相等，但必须注意，他这样靠推理来定义同时，并不能说明存在【相对于任何一个参照系，各向光速不变】这样的物理经验，而且，也没有任何物理经验证实相对于不同参照系光速为同一个值c。他的同时定义与他的光速不变假设虽然存在互动，存在相互照应，但由于所谓的物理经验仅仅是没有实证的假想，故最多算一种自圆其说的“自洽”，仅此而已。随后又对光速不变假设作了第二次略有变化的表述，将原来所说的假设改称为原理：光速不变原理：光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着，这速度同发射体的运动状态无关。通过这一表述，进一步阐明了相对论中，相对于任意惯性参照系光速始终为c的观点，值得一提的是，虽然先后两种表述将postulate（假设）换为principles（原理），但其本质仍然是一个假设。在两次介绍光速不变假设后，以光速不变假设为前提，提出了相对论的同时性相对性观点：一杆相对于另一个物体运动，光在杆上 A 、B两点往返，相对于杆，按光速不变假设，相对于杆前后光速不变，光速均为c，光传播事件光往返的时间就该相等tB-tA=t’A-tB。如果相对于另一个物体，也按光速不变假设，相对于地面前后光速不变，光速均为c，故光从A 到B，再从B反射回A，相对于杆光的速度分别为c+v和c-v。因此同一个光传播事件在另一个物体所在的系却不同时：tB-tA=rA B/(c+v)， t’A-tB,=rA B/(c-v)。由此说明基于光速不变假设就会得到同时性的相对性。(爱因斯坦在这里两个系表示长度所用的字母A B 和rA B不同，仅仅是要与他的所谓长度相对性说法一致。) 当然，上述另一个系的结论也可由(tB-tA ) c=rA B-(tB-tA)v，(t’A-tB ) c =rA B +(t’A-tB ) v得到。实际上这就是，由于杆上的点A 和B为动点，对地面系而言，光在杆上移动的距离A B’<B’ A ’，再按光速不变假设，相对于另一个系也光速不变，光速均为c，自然有A B’/ c <B’ A ’ / c，即tB-tA< t’A-tB另一个系不同时，光以相同速度通过距离不等的两个路程，所需时间当然不同。对这一分析过程，我们其实不用搞光崇拜，一杆相对于另一个物体运动使，就理论而言，完全可以让一个物理信号在杆上 A 、B两点等速的往返，相对于杆，该物理信号往返的时间就该相等tB-tA= t’A-tB。相对于另一个物体，还可以有另一个物理信号在A 、B两点等速的往返，由于杆上的点A 和B为动点，对另一个系而言，另一个物理信号在杆上移动的距离A B’<B’ A ’，另一个物理信号以相同速度通过距离不等的两个路程，所需时间当然不同。由于是两个物理信号在A 、B两点等速的往返，而非同一个物理信号，分属两个不同的物理事件，所以，这并不能锁定同时性存在相对性。那为什么爱因斯坦根据光所做的分析能得到同时性存在相对性呢？完全在于他认为光信号相对于杆前后光速相同，这一光信号相对于另一个参照系也同样前后光速相同，人为设定同一物理事件光信号传播有这样的特性，也就是他的光速不变假设。由于爱因斯坦除了“（假想的）物理经验”，并没有给出物理事实来证明他的光速不变假设属于物理经验，他这同时性相对性推演并不能在物理上能立足。随后同样是在设定光的传播满足光速不变假设的条件下，推出相对论的洛伦兹变换，以及相对论的速度合成公式，其间，这篇文章还简略的分析了相对论的钟慢尺缩结论。与《论动体的电动力学》相比，爱因斯坦在《狭义与广义相对论浅说》中，做了相对来说更简单的推导：洛伦兹变换的简单推导按照图2所示两坐标系的相对取向，该两坐标系的x轴永远是重合的。在这个情况下我们可以把问题分为几部分，首先只考虑x轴上发生的事件。任何一个这样的事件，对于坐标系K是由横坐标x和时间t来表示，对于坐标系K’则由横坐标x’和时间t’来表示。当给定x和t时，我们要求出x’和t’。沿着正x轴前进的一个光信号按照方程 x＝ct 或 x－ct＝0 (1) 传播。由于同一光信号必须以速度c相对于K'传播，因此相对于坐标系K'的传播将由类似的公式 x'－ct'＝0 (2) 表示。满足(1)的那些空时点(事件)必须也满足(2)。显然这一点是成立的，只要关系 (x’－ct’)＝λ(x－ct) (3) 一般地被满足，其中λ表示一个常数；因为，按照(3)，(x－ct)等于零时(x'－ct')就必然也等于零。如果我们对沿着负x轴传播的光线应用完全相同的考虑，我们就得到条件 (x’＋ct’)＝μ(x＋ct) (4) 方程(3)和(4)相加(或相减)，并为方便起见引入常数a和b代换常数λ和μ，令 a＝(λ＋μ)/2 以及 b＝(λ－u)/2 我们得到方程 x'＝ax－bct (5) ct'＝act－bx (5a) 因此，若常数a和b为已知，我们就得到我们的问题的解。a和b可由下述讨论确定。对于K'的原点我们永远有x'＝0，因此按照(5)的第一个方程 x＝(bc/a)t 如果我们将K'的原点相对于K的运动的速度称为v，我们就有 v＝bc/a (6) 同一量值v可以从方程式(5)得出，只要我们计算K'的另一点相对于K的速度，或者计算K的一点相对于K'的速度（指向负x轴）。总之，我们可以指定v为两坐标系的相对速度。还有，相对性原理告诉我们，由K判断的相对于K’保持静止的单位量杆的长度，必须恰好等于由K’判断的相对于K保持静止的单位量杆的长度。为了看一看由K观察x'轴上的诸点是什么样子，我们只需要从K对K'拍个“快照”；这意味着我们必须引入t(K的时间)的一个特别的值，例如t=0。对于这个t的值，我们从(5)的第一个方程就得到x'＝ax. 因此，如果在K'坐标中测量，x'轴上两点相隔的距离为Δx'＝1，该两点在我们瞬时快照中相隔的距离就是 Δx＝1/a (7) 但是如果从K’(t'=0)拍快照，而且如果我们从方程(5)消去t，考虑到表示式(b)，我们得到 x'＝a(1－v²/c²)x 由此我们推断，在x轴上相隔距离1(相对于K)的两点，在我们的快照上将由距离 Δx'＝a(1－v²/c²) (7a) 表示。但是根据以上所述，这两个快照必须是全等的；因此(7)中的Δx必须等于(7a)中的Δx'，这样我们就得到 a²＝1/(1－v²/c²) (7b) 方程(6)和(7b)决定常数a和b。在(5)中代入这两个常数的值，我们得到在第11节所提出的第一个和第四个方程： x'＝(x－vt)/√(1－v²/c²) t'＝(t－vx/c²) /√(1－v²/c²) (8) 这样我们就得到了对于在x轴上的事件的洛仑兹变换。它满足条件 x'²－c²t'²＝x²－ct² (8a) 再把这个结果加以推广，以便将发生在x轴外面的事件也包括进去。此项推广只要保留方程(8)并补充以关系式 y'＝y z'＝z (9) 就能得到。这样，无论对于坐标系K或是对于坐标系K'，我们都满足了任意方向的光线在真空中速度不变的公设。这一点可以证明如下。设在时间t=0时从K的原点发出一个光信号。这个光信号将按照方程 r＝√(x²＋y²＋z²)＝ct 传播，或者，如果方程两边取平方，按照方程 x²＋y²＋z²－c²t²＝0 (10) 传播。光的传播定律结合着相对性公设要求所考虑的信号(从K'去判断)应按照对应的公式 r'＝ct' 或 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝0 (10a) 传播。为了使方程(10a)可以从方程(10)推出，我们必须有 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝σ(x²＋y²＋z²－c²t²) (11) 由于方程(8a)对于x轴上的点必须成立，因此我们有σ＝1。不难看出，对于σ＝1，洛伦兹变换确实满足(11)；因为(11)可以由(8a)和(9)推出，因而也可以由(8)和(9)推出。这样我们就导出了洛伦兹变换。由(8)和(9)表示的洛伦兹变换仍需加以推广。显然，在选择K'的轴时是否要使之与K的轴在空间中相互平行是无关重要的。同时，K'相对于K的平动速度是否沿x轴的方向也是无关紧要的。通过简单的考虑可以证明，我们能够通过两种变换建立这种广义的洛伦兹变换，这两种变换就是狭义的洛伦兹变换和纯粹的空间变换，纯粹的空间变换相当于用一个坐标轴指向其他方向的新的直角坐标系代换原有的直角坐标系。我们可以用数学方法，对推广了的洛伦兹变换的特性作如下的描述：推广了的洛伦兹变换就是用x,y,z,t的线性齐次函数来表示x’,y’,z’,t’,而这种线性齐次函数的性质又必须能使关系式 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝x²＋y²＋z²－c²t² (11a) 恒等地被满足。也就是说：如果我们用这些x,y,z,t的线性齐次函数来代换在（11a）左边所列的x',y',z',t',则(11a)的左边与其右边完全一致。从爱因斯坦依据同一发光事件，将任意点在两个系的坐标，分别在各自参照系运用光速不变假设x－ct＝0， x'－ct'＝0，从而得到x'＝ax－bct 和 ct'＝act－bx ，爱因斯坦充分运用了他作的光速不变假设的“光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着”，在依据特殊条件求解待定系数a、b的过程中，再次运用了基于光速不变假设的相对性同时性理念，来确定静长度和动长度的关系，最终导出洛伦兹变换，导出洛伦兹变换后，还特别强调，它满足条件x'²－c²t'²＝x²－ct² ，而这x'²－c²t'²＝x²－ct² 正是光速不变假设得来的所谓相对论的间隔不变性，后面还用相对性原理，从一个系的波动方程x²＋y²＋z²－c²t²＝0直接推及另一个系的波动方程 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝0 。最后再次强调由光速不变假设得到的间隔不变性的另一种通用形式x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝x²＋y²＋z²－c²t² 。从这一系列推导己阐述不难看出，相对论的同时性相对性，间隔不变性，洛伦兹变换，以及钟慢尺缩等相对论基本结论完全依赖于爱因斯坦的光速不变假设。在这里，相对论从前提假设，到理论推演，在得出结论有不有问题呢？答案是肯定的，因为我们知道有个最基本的物理规律，那就是矢量合成，因为速度是矢量，速度的矢量合成不仅在物理上而且在数学上也被普遍运用，速度的矢量合成有一个常用的地方，那就是直接用于参照系变换，借用上面的图，如果参照系K’在 x轴方向相对于参照系K以速度v运动，而一束光相对于参照系K’速度为c，那么，按矢量合成规律，相对于参照系K，他的速度就为c+v，怎么可能像爱因斯坦假设的那样，同一束光相对于两个参照系都是c？但由于相对论的名头非常大，估计很多的物理研究者都不愿相信相对论会犯这种低级错误，由于相对论的伟大不是一挥而就的，我们不妨从相对论的一点一滴谈起。由于有矢量合成规律，在相对论出现以前，谁也不会相信像爱因斯坦假设的那样，同一束光相对于两个参照系都是c。直到现在，矢量合成规律还写在物理和数学课本上被普遍运用，那为什么有一部分人（应该是极少数，因为即便是支持相对论的人，占很大一部分也不了解相对论到底是什么样的理论。）被逐渐爱因斯坦策反了呢？就以《论动体的电动力学》上面介绍的极少部分为例，爱因斯坦宣传工作做得好，例如： 1、他反复强调，在“静系”中，要让光从A 到B，再从B反射回A，并tB-tA=t’A-tB，来实现对钟，实际上，我们就被多次暗示，相对于参照系，光速总是c。 2、 “根据经验，我们把2A B/（ t’A -tA）=c 当作一个普适常数（光在虚空空间中的速度）”，在这宣称经验的说词中，没有参照系，但稍有物理基础的人都知道，要研究运动，就必须选参照系，因此，我们被再一次暗示，无论如何选参照系，相对于任意参照系，光速总是c。 3、他前后两次讲了他的光速不变假设，只讲光速是确定的速度c，同样绝口不提参照系，实际上，我们又前后两次被暗示，无论如何选参照系，光速总是c。 4、前后两次讲了他的光速不变假设，第二次表述将postulate（假设）换为principles（原理），借助这一语言攻势，我们被暗示，这个假设并不是那么假。 5、在“静系”中他的tB-tA=rA B/(c+v)， t’A-tB,=rA B/(c-v)，实际上也在暗示，相对于所在的参照系，光速一定为c。 6、多次提到测量，将“静系”中“量得”杆长命名为rA B，与动系中的杆长A B于区别，有意无意地暗示杆在两个系长度不同。在《狭义及广义相对论浅说》中，对于光速不变假设，爱因斯坦也有更强的语言攻势，多次将自己的假设说成定律： 1、首先，他列出了一个大标题“光的传播定律与相对性原理的表面抵触”，直接把自己的假设说成定律。他给出的理由是【在物理学中几乎没有比真空中光的传播定律更简单的定律了，学校里的每个儿童都知道，或者相信他知道，光在真空中沿直线以速度c=300，000公里／秒传播。无论如何我们非常精确地知道，这个速度对于所有各色光线都是一样的。用力如果不是这样，则当一颗恒星为其邻近的黑暗星体所掩食时，其各色光线的最小发射值就下会同时被看到。荷兰天文学家德西特（De Sitter）根据对双星的观察，也以相似的理由指出，光的传播速度不能依赖于发光物体的运动速度。关于光的传播速度与其“在空间中”的方向有关的假定即就其本身而言也是难以成立的】。反相维相之间的交锋属于学术之争，如果相对论真有传说中的那么伟大，就不怕被质疑，也一定能经受住质疑。水星之魅在理论物理吧屏蔽我的《相对论之误》，他的理由是【相对论错误一眼就可以看出来】，不需要我长篇大论《相对论之误》指出，所以，他要屏蔽我的这一帖子，用这种借口来选择性封堵反相声音显得滑稽可笑，因为其他害怕反相声音的人也可以以【相对论正确一眼就可以看出来】为借口来封堵反相声音，我并未辱骂过丽雅Leah，可自称教相对论物理的丽雅Leah总是以辱骂吧务为借口对我选择性删帖封号，这实际上就是靠吧权呵护相对论，让相对论靠吧权的细心呵护而伟大。

自由的飞999999为了帮相对论有多不要脸欢迎反相者、维相者以及对相对论不持意见的朋友欣赏：

教相对论的丽雅Leah在反相吧靠吧权呵护相对论原相对论吧吧主、自称教相对论物理、自我介绍【我本人是在计算中大量使用Lorentz变换的，因为我的研究跟天体辐射有关，而源包括一些相对论性流体】的丽雅Leah，在反相吧靠违规使用小吧权利呵护相对论，相关细节见https://tieba.baidu.com/p/7694253812 丽雅Leah爆粗口骂人，违规使用吧权时，我作了相应的截图证据，我所展示出来的证据，仅仅是其中很少的一部分，欢迎观众朋友们去一一核实，如果经过核实，大家发现我给出的证据真实可信，务必请大家广而告之，就说有一个曾经的相对论吧吧主、自称教相对论物理的丽雅Leah在反相吧靠违规使用小吧权利呵护相对论。

【原创】相对论之误【关键词】：相对论、光速不变假设、定律。【摘要】：爱因斯坦作光速不变假设，把它称为光速不变原理甚至光的传播定律，把它当做定律导出洛伦兹变换等一系列相对论结论，由此构建出整个相对论的理论体系。阿尔伯特·爱因斯坦的第一篇相对论论文《论动体的电动力学》1905年6月30日投稿在《物理年鉴》，该论文首先以“堵如此类的例子，以及企图证实地球相对于“光媒质”运动的实验的失败，引起了这样一种猜想：绝对静止这概念，不仅在力学中，而且在电动力学中也不符合现象的特性，倒是应当认为，凡是对力学方程适用的一切坐标系，对于上述电动力学和光学的定律也一样适用，对于第一级微量来说，这是已经证明了的。我们要把这个猜想（它的内容以后就称之为“相对性原理”）提升为公设，并且还要引进另一条在表面上看来同它不相容的假设：光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着，这速度同发射体的运动状态无关。由这两条假设，根据静体的麦克斯韦理论，就足以得到一个简单而又不自相矛盾的动体电动力学”，谈到了光速不变假设在相对论中的核心地位，表明了他当初创建相对论的原因及其目的。在这段文字中，也首次提到了光速不变假设：光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着，这速度同发射体的运动状态无关。该论文又提出了在一个系依据光，来确定处于A 、B两个位置静止的两只钟同步的办法，让光从A 到B，再从B反射回A，说 “如果tB-tA=t’A-tB, 那么，这两只钟按照定义是同步的。我们假定，这个同步性的定义是可以没有矛盾的……这样，我们借助于某些（假想的）物理经验，对于静止在不同地方的各只钟，规定了什么叫做它们是同步的，从而显然也就获得了“同时”和“时间”的定义。一个事件的“时间”，就是在这事件发生地点静止的一只钟同该事件同时的一种指示，而这只钟是同某一只特定的静止的钟同步的，而且对于一切的时间测定，也都是同这只特定的钟同步的……根据经验，我们把2A B/（ t’A -tA）=c 当作一个普适常数（光在虚空空间中的速度）”。从上面《论动体的电动力学》这段文字不难看出，他是在认定这个参照系各向光速不变，来定义时间的同时，因为tB-tA=A B/c， t’A-tB, =A B/c，一定有tB-tA=t’A-tB，相反地，如果前后光速存在差异并非同一个值c，则tB-tA=t’A-tB不成立。其实，就理论而言，我们定义同时无需光崇拜，并不一定要依赖光，如果我们知道一种甚至两种在参照系中前后运动速度相同v1=v2的物理信号，也可以因为A B /v1 = A B / v2，依据tB-tA=t’A-tB来定义同时，因此，他这时间同步定义所依据的“（假想的）物理经验”就是他的光速不变假设，有了这一假设，才有前后光速相等，但必须注意，他这样靠推理来定义同时，并不能说明存在【相对于任何一个参照系，各向光速不变】这样的物理经验，而且，也没有任何物理经验证实相对于不同参照系光速为同一个值c。他的同时定义与他的光速不变假设虽然存在互动，存在相互照应，但由于所谓的物理经验仅仅是没有实证的假想，故最多算一种自圆其说的“自洽”，仅此而已。随后又对光速不变假设作了第二次略有变化的表述，将原来所说的假设改称为原理：光速不变原理：光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着，这速度同发射体的运动状态无关。通过这一表述，进一步阐明了相对论中，相对于任意惯性参照系光速始终为c的观点，值得一提的是，虽然先后两种表述将postulate（假设）换为principles（原理），但其本质仍然是一个假设。在两次介绍光速不变假设后，以光速不变假设为前提，提出了相对论的同时性相对性观点：一杆相对于另一个物体运动，光在杆上 A 、B两点往返，相对于杆，按光速不变假设，相对于杆前后光速不变，光速均为c，光传播事件光往返的时间就该相等tB-tA=t’A-tB。如果相对于另一个物体，也按光速不变假设，相对于地面前后光速不变，光速均为c，故光从A 到B，再从B反射回A，相对于杆光的速度分别为c+v和c-v。因此同一个光传播事件在另一个物体所在的系却不同时：tB-tA=rA B/(c+v)， t’A-tB,=rA B/(c-v)。由此说明基于光速不变假设就会得到同时性的相对性。(爱因斯坦在这里两个系表示长度所用的字母A B 和rA B不同，仅仅是要与他的所谓长度相对性说法一致。) 当然，上述另一个系的结论也可由(tB-tA ) c=rA B-(tB-tA)v，(t’A-tB ) c =rA B +(t’A-tB ) v得到。实际上这就是，由于杆上的点A 和B为动点，对地面系而言，光在杆上移动的距离A B’<B’ A ’，再按光速不变假设，相对于另一个系也光速不变，光速均为c，自然有A B’/ c <B’ A ’ / c，即tB-tA< t’A-tB另一个系不同时，光以相同速度通过距离不等的两个路程，所需时间当然不同。对这一分析过程，我们其实不用搞光崇拜，一杆相对于另一个物体运动使，就理论而言，完全可以让一个物理信号在杆上 A 、B两点等速的往返，相对于杆，该物理信号往返的时间就该相等tB-tA= t’A-tB。相对于另一个物体，还可以有另一个物理信号在A 、B两点等速的往返，由于杆上的点A 和B为动点，对另一个系而言，另一个物理信号在杆上移动的距离A B’<B’ A ’，另一个物理信号以相同速度通过距离不等的两个路程，所需时间当然不同。由于是两个物理信号在A 、B两点等速的往返，而非同一个物理信号，分属两个不同的物理事件，所以，这并不能锁定同时性存在相对性。那为什么爱因斯坦根据光所做的分析能得到同时性存在相对性呢？完全在于他认为光信号相对于杆前后光速相同，这一光信号相对于另一个参照系也同样前后光速相同，人为设定同一物理事件光信号传播有这样的特性，也就是他的光速不变假设。由于爱因斯坦除了“（假想的）物理经验”，并没有给出物理事实来证明他的光速不变假设属于物理经验，他这同时性相对性推演并不能在物理上能立足。随后同样是在设定光的传播满足光速不变假设的条件下，推出相对论的洛伦兹变换，以及相对论的速度合成公式，其间，这篇文章还简略的分析了相对论的钟慢尺缩结论。与《论动体的电动力学》相比，爱因斯坦在《狭义与广义相对论浅说》中，做了相对来说更简单的推导：洛伦兹变换的简单推导按照图2所示两坐标系的相对取向，该两坐标系的x轴永远是重合的。在这个情况下我们可以把问题分为几部分，首先只考虑x轴上发生的事件。任何一个这样的事件，对于坐标系K是由横坐标x和时间t来表示，对于坐标系K’则由横坐标x’和时间t’来表示。当给定x和t时，我们要求出x’和t’。沿着正x轴前进的一个光信号按照方程 x＝ct 或 x－ct＝0 (1) 传播。由于同一光信号必须以速度c相对于K'传播，因此相对于坐标系K'的传播将由类似的公式 x'－ct'＝0 (2) 表示。满足(1)的那些空时点(事件)必须也满足(2)。显然这一点是成立的，只要关系 (x’－ct’)＝λ(x－ct) (3) 一般地被满足，其中λ表示一个常数；因为，按照(3)，(x－ct)等于零时(x'－ct')就必然也等于零。如果我们对沿着负x轴传播的光线应用完全相同的考虑，我们就得到条件 (x’＋ct’)＝μ(x＋ct) (4) 方程(3)和(4)相加(或相减)，并为方便起见引入常数a和b代换常数λ和μ，令 a＝(λ＋μ)/2 以及 b＝(λ－u)/2 我们得到方程 x'＝ax－bct (5) ct'＝act－bx (5a) 因此，若常数a和b为已知，我们就得到我们的问题的解。a和b可由下述讨论确定。对于K'的原点我们永远有x'＝0，因此按照(5)的第一个方程 x＝(bc/a)t 如果我们将K'的原点相对于K的运动的速度称为v，我们就有 v＝bc/a (6) 同一量值v可以从方程式(5)得出，只要我们计算K'的另一点相对于K的速度，或者计算K的一点相对于K'的速度（指向负x轴）。总之，我们可以指定v为两坐标系的相对速度。还有，相对性原理告诉我们，由K判断的相对于K’保持静止的单位量杆的长度，必须恰好等于由K’判断的相对于K保持静止的单位量杆的长度。为了看一看由K观察x'轴上的诸点是什么样子，我们只需要从K对K'拍个“快照”；这意味着我们必须引入t(K的时间)的一个特别的值，例如t=0。对于这个t的值，我们从(5)的第一个方程就得到x'＝ax. 因此，如果在K'坐标中测量，x'轴上两点相隔的距离为Δx'＝1，该两点在我们瞬时快照中相隔的距离就是 Δx＝1/a (7) 但是如果从K’(t'=0)拍快照，而且如果我们从方程(5)消去t，考虑到表示式(b)，我们得到 x'＝a(1－v²/c²)x 由此我们推断，在x轴上相隔距离1(相对于K)的两点，在我们的快照上将由距离 Δx'＝a(1－v²/c²) (7a) 表示。但是根据以上所述，这两个快照必须是全等的；因此(7)中的Δx必须等于(7a)中的Δx'，这样我们就得到 a²＝1/(1－v²/c²) (7b) 方程(6)和(7b)决定常数a和b。在(5)中代入这两个常数的值，我们得到在第11节所提出的第一个和第四个方程： x'＝(x－vt)/√(1－v²/c²) t'＝(t－vx/c²) /√(1－v²/c²) (8) 这样我们就得到了对于在x轴上的事件的洛仑兹变换。它满足条件 x'²－c²t'²＝x²－ct² (8a) 再把这个结果加以推广，以便将发生在x轴外面的事件也包括进去。此项推广只要保留方程(8)并补充以关系式 y'＝y z'＝z (9) 就能得到。这样，无论对于坐标系K或是对于坐标系K'，我们都满足了任意方向的光线在真空中速度不变的公设。这一点可以证明如下。设在时间t=0时从K的原点发出一个光信号。这个光信号将按照方程 r＝√(x²＋y²＋z²)＝ct 传播，或者，如果方程两边取平方，按照方程 x²＋y²＋z²－c²t²＝0 (10) 传播。光的传播定律结合着相对性公设要求所考虑的信号(从K'去判断)应按照对应的公式 r'＝ct' 或 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝0 (10a) 传播。为了使方程(10a)可以从方程(10)推出，我们必须有 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝σ(x²＋y²＋z²－c²t²) (11) 由于方程(8a)对于x轴上的点必须成立，因此我们有σ＝1。不难看出，对于σ＝1，洛伦兹变换确实满足(11)；因为(11)可以由(8a)和(9)推出，因而也可以由(8)和(9)推出。这样我们就导出了洛伦兹变换。由(8)和(9)表示的洛伦兹变换仍需加以推广。显然，在选择K'的轴时是否要使之与K的轴在空间中相互平行是无关重要的。同时，K'相对于K的平动速度是否沿x轴的方向也是无关紧要的。通过简单的考虑可以证明，我们能够通过两种变换建立这种广义的洛伦兹变换，这两种变换就是狭义的洛伦兹变换和纯粹的空间变换，纯粹的空间变换相当于用一个坐标轴指向其他方向的新的直角坐标系代换原有的直角坐标系。我们可以用数学方法，对推广了的洛伦兹变换的特性作如下的描述：推广了的洛伦兹变换就是用x,y,z,t的线性齐次函数来表示x’,y’,z’,t’,而这种线性齐次函数的性质又必须能使关系式 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝x²＋y²＋z²－c²t² (11a) 恒等地被满足。也就是说：如果我们用这些x,y,z,t的线性齐次函数来代换在（11a）左边所列的x',y',z',t',则(11a)的左边与其右边完全一致。从爱因斯坦依据同一发光事件，将任意点在两个系的坐标，分别在各自参照系运用光速不变假设x－ct＝0， x'－ct'＝0，从而得到x'＝ax－bct 和 ct'＝act－bx ，爱因斯坦充分运用了他作的光速不变假设的“光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着”，在依据特殊条件求解待定系数a、b的过程中，再次运用了基于光速不变假设的相对性同时性理念，来确定静长度和动长度的关系，最终导出洛伦兹变换，导出洛伦兹变换后，还特别强调，它满足条件x'²－c²t'²＝x²－ct² ，而这x'²－c²t'²＝x²－ct² 正是光速不变假设得来的所谓相对论的间隔不变性，后面还用相对性原理，从一个系的波动方程x²＋y²＋z²－c²t²＝0直接推及另一个系的波动方程 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝0 。最后再次强调由光速不变假设得到的间隔不变性的另一种通用形式x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝x²＋y²＋z²－c²t² 。从这一系列推导己阐述不难看出，相对论的同时性相对性，间隔不变性，洛伦兹变换，以及钟慢尺缩等相对论基本结论完全依赖于爱因斯坦的光速不变假设。在这里，相对论从前提假设，到理论推演，在得出结论有不有问题呢？答案是肯定的，因为我们知道有个最基本的物理规律，那就是矢量合成，因为速度是矢量，速度的矢量合成不仅在物理上而且在数学上也被普遍运用，速度的矢量合成有一个常用的地方，那就是直接用于参照系变换，借用上面的图，如果参照系K’在 x轴方向相对于参照系K以速度v运动，而一束光相对于参照系K’速度为c，那么，按矢量合成规律，相对于参照系K，他的速度就为c+v，怎么可能像爱因斯坦假设的那样，同一束光相对于两个参照系都是c？但由于相对论的名头非常大，估计很多的物理研究者都不愿相信相对论会犯这种低级错误，由于相对论的伟大不是一挥而就的，我们不妨从相对论的一点一滴谈起。由于有矢量合成规律，在相对论出现以前，谁也不会相信像爱因斯坦假设的那样，同一束光相对于两个参照系都是c。直到现在，矢量合成规律还写在物理和数学课本上被普遍运用，那为什么有一部分人（应该是极少数，因为即便是支持相对论的人，占很大一部分也不了解相对论到底是什么样的理论。）被逐渐爱因斯坦策反了呢？就以《论动体的电动力学》上面介绍的极少部分为例，爱因斯坦宣传工作做得好，例如： 1、他反复强调，在“静系”中，要让光从A 到B，再从B反射回A，并tB-tA=t’A-tB，来实现对钟，实际上，我们就被多次暗示，相对于参照系，光速总是c。 2、 “根据经验，我们把2A B/（ t’A -tA）=c 当作一个普适常数（光在虚空空间中的速度）”，在这宣称经验的说词中，没有参照系，但稍有物理基础的人都知道，要研究运动，就必须选参照系，因此，我们被再一次暗示，无论如何选参照系，相对于任意参照系，光速总是c。 3、他前后两次讲了他的光速不变假设，只讲光速是确定的速度c，同样绝口不提参照系，实际上，我们又前后两次被暗示，无论如何选参照系，光速总是c。 4、前后两次讲了他的光速不变假设，第二次表述将postulate（假设）换为principles（原理），借助这一语言攻势，我们被暗示，这个假设并不是那么假。 5、在“静系”中他的tB-tA=rA B/(c+v)， t’A-tB,=rA B/(c-v)，实际上也在暗示，相对于所在的参照系，光速一定为c。 6、多次提到测量，将“静系”中“量得”杆长命名为rA B，与动系中的杆长A B于区别，有意无意地暗示杆在两个系长度不同。在《狭义及广义相对论浅说》中，对于光速不变假设，爱因斯坦也有更强的语言攻势，多次将自己的假设说成定律： 1、首先，他列出了一个大标题“光的传播定律与相对性原理的表面抵触”，直接把自己的假设说成定律。他给出的理由是【在物理学中几乎没有比真空中光的传播定律更简单的定律了，学校里的每个儿童都知道，或者相信他知道，光在真空中沿直线以速度c=300，000公里／秒传播。无论如何我们非常精确地知道，这个速度对于所有各色光线都是一样的。用力如果不是这样，则当一颗恒星为其邻近的黑暗星体所掩食时，其各色光线的最小发射值就下会同时被看到。荷兰天文学家德西特（De Sitter）根据对双星的观察，也以相似的理由指出，光的传播速度不能依赖于发光物体的运动速度。关于光的传播速度与其“在空间中”的方向有关的假定即就其本身而言也是难以成立的】。反相维相之间的交锋属于学术之争，如果相对论真有传说中的那么伟大，就不怕被质疑，也一定能经受住质疑。水星之魅在理论物理吧屏蔽我的《相对论之误》，他的理由是【相对论错误一眼就可以看出来】，不需要我长篇大论《相对论之误》指出，所以，他要屏蔽我的这一帖子，用这种借口来选择性封堵反相声音显得滑稽可笑，因为其他害怕反相声音的人也可以以【相对论正确一眼就可以看出来】为借口来封堵反相声音，我并未辱骂过丽雅Leah，可自称教相对论物理的丽雅Leah总是以辱骂吧务为借口对我选择性删帖封号，这实际上就是靠吧权呵护相对论，让相对论靠吧权的细心呵护而伟大。

自由的飞999999为了帮相对论有多不要脸欢迎反相者、维相者以及对相对论不持意见的朋友欣赏：

张朝阳的推导及说法不能说明相对论正确张朝阳的推导及说法不能说明相对论正确https://tieba.baidu.com/p/7774244180?pid=143591405404&cid=0&red_tag=2173671753#143591405404 张朝阳的物理课：又见硬核推导，六块黑板写不下时间和空间不是各自独立的吗？怎么搅和到一块儿了？世界上最有名的方程E=mc²是怎么来的？3月11日，《张朝阳的物理课》线下“新春第一课”首次开讲，搜狐创始人、董事局主席兼CEO张朝阳与来自北京各高校的物理学子及物理爱好者们一起探讨物理的奥秘。课堂上，他从光速不变理论出发，通过各种思想实验推导出时间膨胀、长度收缩、质速关系等违反直觉的相对论效应，利用质速关系与能量的定义进一步推导质能关系,并讲解了质能关系的意义与应用。之后又与现场同学讨论了此前直播课的相关问题，例如，薛定谔如何猜出薛定谔方程、如何用不确定性原理估算氢原子半径等。此外，人大附中物理教师、科普视频创作者李永乐作为特邀嘉宾现身课堂，与大家进行了深入的互动交流。运动的时钟走得慢？从光速不变推导时间膨胀 “我的课比较强调硬核推导。”张朝阳在开场介绍。线下“新春第一课”，张朝阳重点讲解了狭义相对论中最著名的方程E=mc²，并结合案例加以解释。要理解狭义相对论，必须先了解光速的特殊性。他先从麦克斯韦方程组导出的电磁波方程入手，指出光速与参考系无关这一反直觉的论述。他从光速不变出发，推导出时间膨胀效应。张朝阳举例：假设有一个以速度u沿水平方向运动的飞船，飞船底部到顶部的距离为L。从飞船底部竖直向顶部发射一束光，光到达顶部后竖直反射回底部。推导时间膨胀的思想实验从飞船内部看，这个过程中光经过的距离为2L，那么光从底部出发，到光被底部接收，此时间间隔为∆t'=2L/c。若在地面观察这个过程，设相应的时间间隔为∆t，由于光从底部到顶部与从顶部回到底部是个对称的过程，那么光到达顶部所用时间为∆t/2。在这个过程中，光走的路线与飞船底部发射点走的路线构成直角三角形，满足勾股定理：解此方程得到：可以发现，对于地面参考系，自光从底部发射，到光经反射回到底部，此时间差是飞船参考系下相应时间差的γ倍，其中γ大于1。而在飞船参考系下，光从底部发射，与光回到底部，这两个事件是在同一地点发生的，也就是它们可以对应飞船参考系里一个静止的钟，于是公式∆t=γ∆t'表明地面参考系的钟走得比飞船参考系的钟要快。更一般地说，运动的时钟比静止的时钟走得慢，这就是“时间膨胀”效应。运动的尺子会缩短？从洛伦兹变换看长度收缩张朝阳已推出时间膨胀效应。时间流逝的快慢竟然与参考系间的相对运动速度有关，这说明时间与空间不再是绝对的，而是联系到了一起。描述时间与空间之间的联系的方程就是洛伦兹变换公式，它是狭义相对论中两个作相对匀速运动的惯性参考系之间的坐标变换：作为洛伦兹变换的一个应用，张朝阳基于此推导了相对论另一个重要的反直觉效应，即“长度收缩”效应。惯性系S’相对惯性系S以速度u向x正方向运动。在S’系放一个相对静止、长度为L的尺子，尺子的左端为S’系的原点，尺子的右端对应的坐标为x’=L。假设在S系中，t=0时刻，尺子左端刚好到达S系原点，而此时尺子右端对应的坐标是x。由于尺子右端在S’系的位置坐标始终为x’=L，那么根据洛伦兹变换，考察尺子右端，可以得到方程：如前所述，S系中x对应的时刻为t=0，于是：坐标x是动尺在左端到达S系原点时尺子右端的位置，这真是尺子在S系中的长度。上面的公式表明：运动的尺子会缩短到原来的1/γ。这与牛顿力学和传统直觉相违背，张朝阳解释说，其中的本质原因是，测量长度是同时测量物体两端在坐标系里的位置之差，而相对论中的同时性是具有相对性的，即在S系中同时看到尺子两端对应的两个事件，在S’系中并不一定是同时的，所以在不同参考系中测得的尺子长度自然就很可能不同。运动的物体质量增？速度变换、动量守恒，推导质速关系洛伦兹变换只是坐标的变换，利用简单的微分知识，张朝阳进一步通过洛伦兹变换导出了速度在不同参考系的变换公式：可以发现，不仅x分量的速度变换公式不再是简单的速度叠加，连y分量的速度也会发生变化。这是因为不同的参考系里，时间流逝的快慢也不同了，即使洛伦兹变换中y分量的坐标不变，y分量的速度仍然会有变化。有了速度变换关系，就可以推导质速关系了。先在S系中设想一个思想实验：两个质量完全相同的小球1和小球2，分别以速度（Vx=u，Vy）和速度（-Vx，-Vy）运动，它们在S系的原点发生完全弹性碰撞。由于两球质量相同，由动量守恒可知，碰撞前后，其速度大小相同、方向相反。完全弹性碰撞没有能量损失，它们碰撞之后的速度大小与碰撞前一样。假设小球1碰撞之后的速度为（Vx=u，-Vy），那么小球2碰撞之后的速度必然为（-Vx，Vy）。现在在另一个参考系S’系中观察这个过程。S’系相对于S系沿x方向以速度u运动，那么根据速度变换公式，小球1碰撞前后x方向的速度都为0，而碰撞前后y分量速度大小为：对于小球2，同样利用速度变换公式，可以得到S’系里x分量的速度为： y分量的速度大小：现在若假定在相对论中动量也具有p=mv的形式，设S’系里小球1与小球2的质量分为m1和m2，那么在S’系中为了使y分量动量守恒依然满足，需要小球1的动量变化等于小球2的动量变化：联立上述各式，可得：为了方便，不妨让小球们碰撞的y分量速度Vy趋于0，这样S’系中小球1就趋于静止状态，其质量m1可写为m0。而S’系中小球2的速度v就趋于x分量的速度，即v=V2x’只是u的函数，那么根据v与u的关系，将上述质量关系表达式中的u用v写出，则得到：其中，已将m2用符号m代替。m代表以速度v运动的“动质量”，而m0代表物体静止时的质量，称为“静质量”。上式说明以p=mv定义的所谓“动质量”不再像牛顿力学中那样是一个与参考系无关的常数，而是一个与速度有关的量，这就是质速关系。质能方程统一质量能量低速极限呼应牛顿形式有了质速关系，就可以进一步推导质能关系。能量E仍然按照传统的力乘以其所作用的位移来定义：其中v是物体的运动速度，而p=mv。将质量m与速度v的质速关系代入可得：显然质量为零时，能量也为零。最终可以积分得到伟大的质能方程：虽然这看起来与牛顿力学的能量表达式相差甚远，但如果速度v相对于光速c较小，即v/c是个小量，则可对能量对v/c作泰勒展开：可以发现,在这一近似下，能量对速度的依赖，又回到牛顿力学中的传统形式。张朝阳强调，我们需要注意，当物体的速度为0时，能量并不是0，而是其静质量乘以光速的平方，一点点质量即包含很大的能量。这是个划时代的方程，它说明质量与能量是统一的，将原先旧的物理学中看起来毫无关联的两个量联系在了一起，物理中非常重要的守恒量也得到了扩展，不再是质量与能量各自守恒，而是质能守恒。张朝阳又以铀235的裂变过程为例，说明质量可以转化成能量，而其能量可以用爱因斯坦质能方程计算出来。现场互动讨论薛定谔方程用量子力学公式推导氢原子半径在其后的互动环节中，张朝阳还与同学们探讨了各种物理问题。包括薛定谔是如何猜测出薛定谔方程的？张朝阳对此进行了现场推导：爱因斯坦假设光子存在，并且提出了光的波粒二象性；德布罗意进一步假设所有物质都具有波粒二象性，且对于物质粒子，可以仿照电磁波的形式描写物质波；之后，波对时间求导可以得到能量相关的项，波对空间求导可以得到动量相关的项目；最后，将哈密顿量中的能量与动量换成相应的算符，并把研究对象用波函数形式表达，即可猜出薛定谔方程。此外，对于“如何用不确定性原理估算出氢原子半径？”的问题，张朝阳解释，从经典电动力学的观点看，电子绕原子核转动会向外辐射电磁波，能量降低，且迅速塌缩到原子核里，那么氢原子就不能稳定存在了。但在量子力学中，定性地讲，动量与位置满足不确定性关系，电子往原子核塌缩时，其位置不确定度越小，动量不确定度就越大，从而让电子有远离原子核的趋势，抵消了电子往原子核塌缩的趋势。张朝阳不仅做了定性的说明，还做了定量的计算。他现场推导利用不确定性原理将动量表示成位置的不确定度并代入到哈密顿量中，计算出能量取最小值时的位置不确定度。这正是玻尔半径，也就是氢原子处于基态时电子的“轨道半径”，电子并不会塌缩到原子核内。张朝阳惊叹这种简单估算得到的结果竟然与严格求解薛定谔方程的结果相一致。这正体现了不确定性原理的简洁、深刻、有效。此外，人大附中物理教师、科普视频创作者李永乐作为特邀嘉宾也来到了“新春第一课”的现场。有同学提到在刚结束的冬奥会上，联通5G直播背后的物理学原理问题时，李永乐以精简且有趣的语言阐述了联通5G大速率、低延时、覆盖广等优势，体现了大国实力下科技为生活增添美好的硬核实力。课堂最后，张朝阳与李永乐用三星Galaxy S22手机和到场的全体同学一起合影留念。文/金仁甫

自由的飞999999为了帮相对论有多不要脸欢迎反相者、维相者以及对相对论不持意见的朋友欣赏：

【原创】相对论之误【关键词】：相对论、光速不变假设、定律。【摘要】：爱因斯坦作光速不变假设，把它称为光速不变原理甚至光的传播定律，把它当做定律导出洛伦兹变换等一系列相对论结论，由此构建出整个相对论的理论体系。阿尔伯特·爱因斯坦的第一篇相对论论文《论动体的电动力学》1905年6月30日投稿在《物理年鉴》，该论文首先以“堵如此类的例子，以及企图证实地球相对于“光媒质”运动的实验的失败，引起了这样一种猜想：绝对静止这概念，不仅在力学中，而且在电动力学中也不符合现象的特性，倒是应当认为，凡是对力学方程适用的一切坐标系，对于上述电动力学和光学的定律也一样适用，对于第一级微量来说，这是已经证明了的。我们要把这个猜想（它的内容以后就称之为“相对性原理”）提升为公设，并且还要引进另一条在表面上看来同它不相容的假设：光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着，这速度同发射体的运动状态无关。由这两条假设，根据静体的麦克斯韦理论，就足以得到一个简单而又不自相矛盾的动体电动力学”，谈到了光速不变假设在相对论中的核心地位，表明了他当初创建相对论的原因及其目的。在这段文字中，也首次提到了光速不变假设：光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着，这速度同发射体的运动状态无关。该论文又提出了在一个系依据光，来确定处于A 、B两个位置静止的两只钟同步的办法，让光从A 到B，再从B反射回A，说 “如果tB-tA=t’A-tB, 那么，这两只钟按照定义是同步的。我们假定，这个同步性的定义是可以没有矛盾的……这样，我们借助于某些（假想的）物理经验，对于静止在不同地方的各只钟，规定了什么叫做它们是同步的，从而显然也就获得了“同时”和“时间”的定义。一个事件的“时间”，就是在这事件发生地点静止的一只钟同该事件同时的一种指示，而这只钟是同某一只特定的静止的钟同步的，而且对于一切的时间测定，也都是同这只特定的钟同步的……根据经验，我们把2A B/（ t’A -tA）=c 当作一个普适常数（光在虚空空间中的速度）”。从上面《论动体的电动力学》这段文字不难看出，他是在认定这个参照系各向光速不变，来定义时间的同时，因为tB-tA=A B/c， t’A-tB, =A B/c，一定有tB-tA=t’A-tB，相反地，如果前后光速存在差异并非同一个值c，则tB-tA=t’A-tB不成立。其实，就理论而言，我们定义同时无需光崇拜，并不一定要依赖光，如果我们知道一种甚至两种在参照系中前后运动速度相同v1=v2的物理信号，也可以因为A B /v1 = A B / v2，依据tB-tA=t’A-tB来定义同时，因此，他这时间同步定义所依据的“（假想的）物理经验”就是他的光速不变假设，有了这一假设，才有前后光速相等，但必须注意，他这样靠推理来定义同时，并不能说明存在【相对于任何一个参照系，各向光速不变】这样的物理经验，而且，也没有任何物理经验证实相对于不同参照系光速为同一个值c。他的同时定义与他的光速不变假设虽然存在互动，存在相互照应，但由于所谓的物理经验仅仅是没有实证的假想，故最多算一种自圆其说的“自洽”，仅此而已。随后又对光速不变假设作了第二次略有变化的表述，将原来所说的假设改称为原理：光速不变原理：光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着，这速度同发射体的运动状态无关。通过这一表述，进一步阐明了相对论中，相对于任意惯性参照系光速始终为c的观点，值得一提的是，虽然先后两种表述将postulate（假设）换为principles（原理），但其本质仍然是一个假设。在两次介绍光速不变假设后，以光速不变假设为前提，提出了相对论的同时性相对性观点：一杆相对于另一个物体运动，光在杆上 A 、B两点往返，相对于杆，按光速不变假设，相对于杆前后光速不变，光速均为c，光传播事件光往返的时间就该相等tB-tA=t’A-tB。如果相对于另一个物体，也按光速不变假设，相对于地面前后光速不变，光速均为c，故光从A 到B，再从B反射回A，相对于杆光的速度分别为c+v和c-v。因此同一个光传播事件在另一个物体所在的系却不同时：tB-tA=rA B/(c+v)， t’A-tB,=rA B/(c-v)。由此说明基于光速不变假设就会得到同时性的相对性。(爱因斯坦在这里两个系表示长度所用的字母A B 和rA B不同，仅仅是要与他的所谓长度相对性说法一致。) 当然，上述另一个系的结论也可由(tB-tA ) c=rA B-(tB-tA)v，(t’A-tB ) c =rA B +(t’A-tB ) v得到。实际上这就是，由于杆上的点A 和B为动点，对地面系而言，光在杆上移动的距离A B’<B’ A ’，再按光速不变假设，相对于另一个系也光速不变，光速均为c，自然有A B’/ c <B’ A ’ / c，即tB-tA< t’A-tB另一个系不同时，光以相同速度通过距离不等的两个路程，所需时间当然不同。对这一分析过程，我们其实不用搞光崇拜，一杆相对于另一个物体运动使，就理论而言，完全可以让一个物理信号在杆上 A 、B两点等速的往返，相对于杆，该物理信号往返的时间就该相等tB-tA= t’A-tB。相对于另一个物体，还可以有另一个物理信号在A 、B两点等速的往返，由于杆上的点A 和B为动点，对另一个系而言，另一个物理信号在杆上移动的距离A B’<B’ A ’，另一个物理信号以相同速度通过距离不等的两个路程，所需时间当然不同。由于是两个物理信号在A 、B两点等速的往返，而非同一个物理信号，分属两个不同的物理事件，所以，这并不能锁定同时性存在相对性。那为什么爱因斯坦根据光所做的分析能得到同时性存在相对性呢？完全在于他认为光信号相对于杆前后光速相同，这一光信号相对于另一个参照系也同样前后光速相同，人为设定同一物理事件光信号传播有这样的特性，也就是他的光速不变假设。由于爱因斯坦除了“（假想的）物理经验”，并没有给出物理事实来证明他的光速不变假设属于物理经验，他这同时性相对性推演并不能在物理上能立足。随后同样是在设定光的传播满足光速不变假设的条件下，推出相对论的洛伦兹变换，以及相对论的速度合成公式，其间，这篇文章还简略的分析了相对论的钟慢尺缩结论。与《论动体的电动力学》相比，爱因斯坦在《狭义与广义相对论浅说》中，做了相对来说更简单的推导：洛伦兹变换的简单推导按照图2所示两坐标系的相对取向，该两坐标系的x轴永远是重合的。在这个情况下我们可以把问题分为几部分，首先只考虑x轴上发生的事件。任何一个这样的事件，对于坐标系K是由横坐标x和时间t来表示，对于坐标系K’则由横坐标x’和时间t’来表示。当给定x和t时，我们要求出x’和t’。沿着正x轴前进的一个光信号按照方程 x＝ct 或 x－ct＝0 (1) 传播。由于同一光信号必须以速度c相对于K'传播，因此相对于坐标系K'的传播将由类似的公式 x'－ct'＝0 (2) 表示。满足(1)的那些空时点(事件)必须也满足(2)。显然这一点是成立的，只要关系 (x’－ct’)＝λ(x－ct) (3) 一般地被满足，其中λ表示一个常数；因为，按照(3)，(x－ct)等于零时(x'－ct')就必然也等于零。如果我们对沿着负x轴传播的光线应用完全相同的考虑，我们就得到条件 (x’＋ct’)＝μ(x＋ct) (4) 方程(3)和(4)相加(或相减)，并为方便起见引入常数a和b代换常数λ和μ，令 a＝(λ＋μ)/2 以及 b＝(λ－u)/2 我们得到方程 x'＝ax－bct (5) ct'＝act－bx (5a) 因此，若常数a和b为已知，我们就得到我们的问题的解。a和b可由下述讨论确定。对于K'的原点我们永远有x'＝0，因此按照(5)的第一个方程 x＝(bc/a)t 如果我们将K'的原点相对于K的运动的速度称为v，我们就有 v＝bc/a (6) 同一量值v可以从方程式(5)得出，只要我们计算K'的另一点相对于K的速度，或者计算K的一点相对于K'的速度（指向负x轴）。总之，我们可以指定v为两坐标系的相对速度。还有，相对性原理告诉我们，由K判断的相对于K’保持静止的单位量杆的长度，必须恰好等于由K’判断的相对于K保持静止的单位量杆的长度。为了看一看由K观察x'轴上的诸点是什么样子，我们只需要从K对K'拍个“快照”；这意味着我们必须引入t(K的时间)的一个特别的值，例如t=0。对于这个t的值，我们从(5)的第一个方程就得到x'＝ax. 因此，如果在K'坐标中测量，x'轴上两点相隔的距离为Δx'＝1，该两点在我们瞬时快照中相隔的距离就是 Δx＝1/a (7) 但是如果从K’(t'=0)拍快照，而且如果我们从方程(5)消去t，考虑到表示式(b)，我们得到 x'＝a(1－v²/c²)x 由此我们推断，在x轴上相隔距离1(相对于K)的两点，在我们的快照上将由距离 Δx'＝a(1－v²/c²) (7a) 表示。但是根据以上所述，这两个快照必须是全等的；因此(7)中的Δx必须等于(7a)中的Δx'，这样我们就得到 a²＝1/(1－v²/c²) (7b) 方程(6)和(7b)决定常数a和b。在(5)中代入这两个常数的值，我们得到在第11节所提出的第一个和第四个方程： x'＝(x－vt)/√(1－v²/c²) t'＝(t－vx/c²) /√(1－v²/c²) (8) 这样我们就得到了对于在x轴上的事件的洛仑兹变换。它满足条件 x'²－c²t'²＝x²－ct² (8a) 再把这个结果加以推广，以便将发生在x轴外面的事件也包括进去。此项推广只要保留方程(8)并补充以关系式 y'＝y z'＝z (9) 就能得到。这样，无论对于坐标系K或是对于坐标系K'，我们都满足了任意方向的光线在真空中速度不变的公设。这一点可以证明如下。设在时间t=0时从K的原点发出一个光信号。这个光信号将按照方程 r＝√(x²＋y²＋z²)＝ct 传播，或者，如果方程两边取平方，按照方程 x²＋y²＋z²－c²t²＝0 (10) 传播。光的传播定律结合着相对性公设要求所考虑的信号(从K'去判断)应按照对应的公式 r'＝ct' 或 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝0 (10a) 传播。为了使方程(10a)可以从方程(10)推出，我们必须有 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝σ(x²＋y²＋z²－c²t²) (11) 由于方程(8a)对于x轴上的点必须成立，因此我们有σ＝1。不难看出，对于σ＝1，洛伦兹变换确实满足(11)；因为(11)可以由(8a)和(9)推出，因而也可以由(8)和(9)推出。这样我们就导出了洛伦兹变换。由(8)和(9)表示的洛伦兹变换仍需加以推广。显然，在选择K'的轴时是否要使之与K的轴在空间中相互平行是无关重要的。同时，K'相对于K的平动速度是否沿x轴的方向也是无关紧要的。通过简单的考虑可以证明，我们能够通过两种变换建立这种广义的洛伦兹变换，这两种变换就是狭义的洛伦兹变换和纯粹的空间变换，纯粹的空间变换相当于用一个坐标轴指向其他方向的新的直角坐标系代换原有的直角坐标系。我们可以用数学方法，对推广了的洛伦兹变换的特性作如下的描述：推广了的洛伦兹变换就是用x,y,z,t的线性齐次函数来表示x’,y’,z’,t’,而这种线性齐次函数的性质又必须能使关系式 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝x²＋y²＋z²－c²t² (11a) 恒等地被满足。也就是说：如果我们用这些x,y,z,t的线性齐次函数来代换在（11a）左边所列的x',y',z',t',则(11a)的左边与其右边完全一致。从爱因斯坦依据同一发光事件，将任意点在两个系的坐标，分别在各自参照系运用光速不变假设x－ct＝0， x'－ct'＝0，从而得到x'＝ax－bct 和 ct'＝act－bx ，爱因斯坦充分运用了他作的光速不变假设的“光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着”，在依据特殊条件求解待定系数a、b的过程中，再次运用了基于光速不变假设的相对性同时性理念，来确定静长度和动长度的关系，最终导出洛伦兹变换，导出洛伦兹变换后，还特别强调，它满足条件x'²－c²t'²＝x²－ct² ，而这x'²－c²t'²＝x²－ct² 正是光速不变假设得来的所谓相对论的间隔不变性，后面还用相对性原理，从一个系的波动方程x²＋y²＋z²－c²t²＝0直接推及另一个系的波动方程 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝0 。最后再次强调由光速不变假设得到的间隔不变性的另一种通用形式x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝x²＋y²＋z²－c²t² 。从这一系列推导己阐述不难看出，相对论的同时性相对性，间隔不变性，洛伦兹变换，以及钟慢尺缩等相对论基本结论完全依赖于爱因斯坦的光速不变假设。在这里，相对论从前提假设，到理论推演，在得出结论有不有问题呢？答案是肯定的，因为我们知道有个最基本的物理规律，那就是矢量合成，因为速度是矢量，速度的矢量合成不仅在物理上而且在数学上也被普遍运用，速度的矢量合成有一个常用的地方，那就是直接用于参照系变换，借用上面的图，如果参照系K’在 x轴方向相对于参照系K以速度v运动，而一束光相对于参照系K’速度为c，那么，按矢量合成规律，相对于参照系K，他的速度就为c+v，怎么可能像爱因斯坦假设的那样，同一束光相对于两个参照系都是c？但由于相对论的名头非常大，估计很多的物理研究者都不愿相信相对论会犯这种低级错误，由于相对论的伟大不是一挥而就的，我们不妨从相对论的一点一滴谈起。由于有矢量合成规律，在相对论出现以前，谁也不会相信像爱因斯坦假设的那样，同一束光相对于两个参照系都是c。直到现在，矢量合成规律还写在物理和数学课本上被普遍运用，那为什么有一部分人（应该是极少数，因为即便是支持相对论的人，占很大一部分也不了解相对论到底是什么样的理论。）被逐渐爱因斯坦策反了呢？就以《论动体的电动力学》上面介绍的极少部分为例，爱因斯坦宣传工作做得好，例如： 1、他反复强调，在“静系”中，要让光从A 到B，再从B反射回A，并tB-tA=t’A-tB，来实现对钟，实际上，我们就被多次暗示，相对于参照系，光速总是c。 2、 “根据经验，我们把2A B/（ t’A -tA）=c 当作一个普适常数（光在虚空空间中的速度）”，在这宣称经验的说词中，没有参照系，但稍有物理基础的人都知道，要研究运动，就必须选参照系，因此，我们被再一次暗示，无论如何选参照系，相对于任意参照系，光速总是c。 3、他前后两次讲了他的光速不变假设，只讲光速是确定的速度c，同样绝口不提参照系，实际上，我们又前后两次被暗示，无论如何选参照系，光速总是c。 4、前后两次讲了他的光速不变假设，第二次表述将postulate（假设）换为principles（原理），借助这一语言攻势，我们被暗示，这个假设并不是那么假。 5、在“静系”中他的tB-tA=rA B/(c+v)， t’A-tB,=rA B/(c-v)，实际上也在暗示，相对于所在的参照系，光速一定为c。 6、多次提到测量，将“静系”中“量得”杆长命名为rA B，与动系中的杆长A B于区别，有意无意地暗示杆在两个系长度不同。在《狭义及广义相对论浅说》中，对于光速不变假设，爱因斯坦也有更强的语言攻势，多次将自己的假设说成定律： 1、首先，他列出了一个大标题“光的传播定律与相对性原理的表面抵触”，直接把自己的假设说成定律。他给出的理由是【在物理学中几乎没有比真空中光的传播定律更简单的定律了，学校里的每个儿童都知道，或者相信他知道，光在真空中沿直线以速度c=300，000公里／秒传播。无论如何我们非常精确地知道，这个速度对于所有各色光线都是一样的。用力如果不是这样，则当一颗恒星为其邻近的黑暗星体所掩食时，其各色光线的最小发射值就下会同时被看到。荷兰天文学家德西特（De Sitter）根据对双星的观察，也以相似的理由指出，光的传播速度不能依赖于发光物体的运动速度。关于光的传播速度与其“在空间中”的方向有关的假定即就其本身而言也是难以成立的】。如果相对论真有传说中的那么伟大，就不怕被质疑，也一定能经受住质疑。水星之魅在理论物理吧屏蔽我的《相对论之误》，他的理由是【相对论错误一眼就可以看出来】，不需要我长篇大论《相对论之误》指出，所以，他要屏蔽我的这一帖子，有不有吧务相反，以【相对论正确一眼就可以看出来】为借口封我的号呢？如果有，他两可以联手封堵反相的声音，靠吧权呵护相对论，让相对论靠吧权的细心呵护而伟大。我是就事论事，但并没有辱骂吧务，请吧务不要以辱骂吧务为借口封我的号，拜托了。

自由的飞999999为了帮相对论有多不要脸欢迎反相者、维相者以及对相对论不持意见的朋友欣赏：

张朝阳的推导及说法不能说明相对论正确张朝阳的物理课：又见硬核推导，六块黑板写不下时间和空间不是各自独立的吗？怎么搅和到一块儿了？世界上最有名的方程E=mc²是怎么来的？3月11日，《张朝阳的物理课》线下“新春第一课”首次开讲，搜狐创始人、董事局主席兼CEO张朝阳与来自北京各高校的物理学子及物理爱好者们一起探讨物理的奥秘。课堂上，他从光速不变理论出发，通过各种思想实验推导出时间膨胀、长度收缩、质速关系等违反直觉的相对论效应，利用质速关系与能量的定义进一步推导质能关系,并讲解了质能关系的意义与应用。之后又与现场同学讨论了此前直播课的相关问题，例如，薛定谔如何猜出薛定谔方程、如何用不确定性原理估算氢原子半径等。此外，人大附中物理教师、科普视频创作者李永乐作为特邀嘉宾现身课堂，与大家进行了深入的互动交流。运动的时钟走得慢？从光速不变推导时间膨胀 “我的课比较强调硬核推导。”张朝阳在开场介绍。线下“新春第一课”，张朝阳重点讲解了狭义相对论中最著名的方程E=mc²，并结合案例加以解释。要理解狭义相对论，必须先了解光速的特殊性。他先从麦克斯韦方程组导出的电磁波方程入手，指出光速与参考系无关这一反直觉的论述。他从光速不变出发，推导出时间膨胀效应。张朝阳举例：假设有一个以速度u沿水平方向运动的飞船，飞船底部到顶部的距离为L。从飞船底部竖直向顶部发射一束光，光到达顶部后竖直反射回底部。推导时间膨胀的思想实验从飞船内部看，这个过程中光经过的距离为2L，那么光从底部出发，到光被底部接收，此时间间隔为∆t'=2L/c。若在地面观察这个过程，设相应的时间间隔为∆t，由于光从底部到顶部与从顶部回到底部是个对称的过程，那么光到达顶部所用时间为∆t/2。在这个过程中，光走的路线与飞船底部发射点走的路线构成直角三角形，满足勾股定理：解此方程得到：可以发现，对于地面参考系，自光从底部发射，到光经反射回到底部，此时间差是飞船参考系下相应时间差的γ倍，其中γ大于1。而在飞船参考系下，光从底部发射，与光回到底部，这两个事件是在同一地点发生的，也就是它们可以对应飞船参考系里一个静止的钟，于是公式∆t=γ∆t'表明地面参考系的钟走得比飞船参考系的钟要快。更一般地说，运动的时钟比静止的时钟走得慢，这就是“时间膨胀”效应。运动的尺子会缩短？从洛伦兹变换看长度收缩张朝阳已推出时间膨胀效应。时间流逝的快慢竟然与参考系间的相对运动速度有关，这说明时间与空间不再是绝对的，而是联系到了一起。描述时间与空间之间的联系的方程就是洛伦兹变换公式，它是狭义相对论中两个作相对匀速运动的惯性参考系之间的坐标变换：作为洛伦兹变换的一个应用，张朝阳基于此推导了相对论另一个重要的反直觉效应，即“长度收缩”效应。惯性系S’相对惯性系S以速度u向x正方向运动。在S’系放一个相对静止、长度为L的尺子，尺子的左端为S’系的原点，尺子的右端对应的坐标为x’=L。假设在S系中，t=0时刻，尺子左端刚好到达S系原点，而此时尺子右端对应的坐标是x。由于尺子右端在S’系的位置坐标始终为x’=L，那么根据洛伦兹变换，考察尺子右端，可以得到方程：如前所述，S系中x对应的时刻为t=0，于是：坐标x是动尺在左端到达S系原点时尺子右端的位置，这真是尺子在S系中的长度。上面的公式表明：运动的尺子会缩短到原来的1/γ。这与牛顿力学和传统直觉相违背，张朝阳解释说，其中的本质原因是，测量长度是同时测量物体两端在坐标系里的位置之差，而相对论中的同时性是具有相对性的，即在S系中同时看到尺子两端对应的两个事件，在S’系中并不一定是同时的，所以在不同参考系中测得的尺子长度自然就很可能不同。运动的物体质量增？速度变换、动量守恒，推导质速关系洛伦兹变换只是坐标的变换，利用简单的微分知识，张朝阳进一步通过洛伦兹变换导出了速度在不同参考系的变换公式：可以发现，不仅x分量的速度变换公式不再是简单的速度叠加，连y分量的速度也会发生变化。这是因为不同的参考系里，时间流逝的快慢也不同了，即使洛伦兹变换中y分量的坐标不变，y分量的速度仍然会有变化。有了速度变换关系，就可以推导质速关系了。先在S系中设想一个思想实验：两个质量完全相同的小球1和小球2，分别以速度（Vx=u，Vy）和速度（-Vx，-Vy）运动，它们在S系的原点发生完全弹性碰撞。由于两球质量相同，由动量守恒可知，碰撞前后，其速度大小相同、方向相反。完全弹性碰撞没有能量损失，它们碰撞之后的速度大小与碰撞前一样。假设小球1碰撞之后的速度为（Vx=u，-Vy），那么小球2碰撞之后的速度必然为（-Vx，Vy）。现在在另一个参考系S’系中观察这个过程。S’系相对于S系沿x方向以速度u运动，那么根据速度变换公式，小球1碰撞前后x方向的速度都为0，而碰撞前后y分量速度大小为：对于小球2，同样利用速度变换公式，可以得到S’系里x分量的速度为：y分量的速度大小：现在若假定在相对论中动量也具有p=mv的形式，设S’系里小球1与小球2的质量分为m1和m2，那么在S’系中为了使y分量动量守恒依然满足，需要小球1的动量变化等于小球2的动量变化：联立上述各式，可得：为了方便，不妨让小球们碰撞的y分量速度Vy趋于0，这样S’系中小球1就趋于静止状态，其质量m1可写为m0。而S’系中小球2的速度v就趋于x分量的速度，即v=V2x’只是u的函数，那么根据v与u的关系，将上述质量关系表达式中的u用v写出，则得到：其中，已将m2用符号m代替。m代表以速度v运动的“动质量”，而m0代表物体静止时的质量，称为“静质量”。上式说明以p=mv定义的所谓“动质量”不再像牛顿力学中那样是一个与参考系无关的常数，而是一个与速度有关的量，这就是质速关系。质能方程统一质量能量低速极限呼应牛顿形式有了质速关系，就可以进一步推导质能关系。能量E仍然按照传统的力乘以其所作用的位移来定义：其中v是物体的运动速度，而p=mv。将质量m与速度v的质速关系代入可得：显然质量为零时，能量也为零。最终可以积分得到伟大的质能方程：虽然这看起来与牛顿力学的能量表达式相差甚远，但如果速度v相对于光速c较小，即v/c是个小量，则可对能量对v/c作泰勒展开：可以发现,在这一近似下，能量对速度的依赖，又回到牛顿力学中的传统形式。张朝阳强调，我们需要注意，当物体的速度为0时，能量并不是0，而是其静质量乘以光速的平方，一点点质量即包含很大的能量。这是个划时代的方程，它说明质量与能量是统一的，将原先旧的物理学中看起来毫无关联的两个量联系在了一起，物理中非常重要的守恒量也得到了扩展，不再是质量与能量各自守恒，而是质能守恒。张朝阳又以铀235的裂变过程为例，说明质量可以转化成能量，而其能量可以用爱因斯坦质能方程计算出来。现场互动讨论薛定谔方程用量子力学公式推导氢原子半径在其后的互动环节中，张朝阳还与同学们探讨了各种物理问题。包括薛定谔是如何猜测出薛定谔方程的？张朝阳对此进行了现场推导：爱因斯坦假设光子存在，并且提出了光的波粒二象性；德布罗意进一步假设所有物质都具有波粒二象性，且对于物质粒子，可以仿照电磁波的形式描写物质波；之后，波对时间求导可以得到能量相关的项，波对空间求导可以得到动量相关的项目；最后，将哈密顿量中的能量与动量换成相应的算符，并把研究对象用波函数形式表达，即可猜出薛定谔方程。此外，对于“如何用不确定性原理估算出氢原子半径？”的问题，张朝阳解释，从经典电动力学的观点看，电子绕原子核转动会向外辐射电磁波，能量降低，且迅速塌缩到原子核里，那么氢原子就不能稳定存在了。但在量子力学中，定性地讲，动量与位置满足不确定性关系，电子往原子核塌缩时，其位置不确定度越小，动量不确定度就越大，从而让电子有远离原子核的趋势，抵消了电子往原子核塌缩的趋势。张朝阳不仅做了定性的说明，还做了定量的计算。他现场推导利用不确定性原理将动量表示成位置的不确定度并代入到哈密顿量中，计算出能量取最小值时的位置不确定度。这正是玻尔半径，也就是氢原子处于基态时电子的“轨道半径”，电子并不会塌缩到原子核内。张朝阳惊叹这种简单估算得到的结果竟然与严格求解薛定谔方程的结果相一致。这正体现了不确定性原理的简洁、深刻、有效。此外，人大附中物理教师、科普视频创作者李永乐作为特邀嘉宾也来到了“新春第一课”的现场。有同学提到在刚结束的冬奥会上，联通5G直播背后的物理学原理问题时，李永乐以精简且有趣的语言阐述了联通5G大速率、低延时、覆盖广等优势，体现了大国实力下科技为生活增添美好的硬核实力。课堂最后，张朝阳与李永乐用三星Galaxy S22手机和到场的全体同学一起合影留念。文/金仁甫

【原创】相对论之误【关键词】：相对论、光速不变假设、定律。【摘要】：爱因斯坦作光速不变假设，把它称为光速不变原理甚至光的传播定律，把它当做定律导出洛伦兹变换等一系列相对论结论，由此构建出整个相对论的理论体系。阿尔伯特·爱因斯坦的第一篇相对论论文《论动体的电动力学》1905年6月30日投稿在《物理年鉴》，该论文首先以“堵如此类的例子，以及企图证实地球相对于“光媒质”运动的实验的失败，引起了这样一种猜想：绝对静止这概念，不仅在力学中，而且在电动力学中也不符合现象的特性，倒是应当认为，凡是对力学方程适用的一切坐标系，对于上述电动力学和光学的定律也一样适用，对于第一级微量来说，这是已经证明了的。我们要把这个猜想（它的内容以后就称之为“相对性原理”）提升为公设，并且还要引进另一条在表面上看来同它不相容的假设：光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着，这速度同发射体的运动状态无关。由这两条假设，根据静体的麦克斯韦理论，就足以得到一个简单而又不自相矛盾的动体电动力学”，谈到了光速不变假设在相对论中的核心地位，表明了他当初创建相对论的原因及其目的。在这段文字中，也首次提到了光速不变假设：光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着，这速度同发射体的运动状态无关。该论文又提出了在一个系依据光，来确定处于A 、B两个位置静止的两只钟同步的办法，让光从A 到B，再从B反射回A，说 “如果tB-tA=t’A-tB, 那么，这两只钟按照定义是同步的。我们假定，这个同步性的定义是可以没有矛盾的……这样，我们借助于某些（假想的）物理经验，对于静止在不同地方的各只钟，规定了什么叫做它们是同步的，从而显然也就获得了“同时”和“时间”的定义。一个事件的“时间”，就是在这事件发生地点静止的一只钟同该事件同时的一种指示，而这只钟是同某一只特定的静止的钟同步的，而且对于一切的时间测定，也都是同这只特定的钟同步的……根据经验，我们把2A B/（ t’A -tA）=c 当作一个普适常数（光在虚空空间中的速度）”。从上面《论动体的电动力学》这段文字不难看出，他是在认定这个参照系各向光速不变，来定义时间的同时，因为tB-tA=A B/c， t’A-tB, =A B/c，一定有tB-tA=t’A-tB，相反地，如果前后光速存在差异并非同一个值c，则tB-tA=t’A-tB不成立。其实，就理论而言，我们定义同时无需光崇拜，并不一定要依赖光，如果我们知道一种甚至两种在参照系中前后运动速度相同v1=v2的物理信号，也可以因为A B /v1 = A B / v2，依据tB-tA=t’A-tB来定义同时，因此，他这时间同步定义所依据的“（假想的）物理经验”就是他的光速不变假设，有了这一假设，才有前后光速相等，但必须注意，他这样靠推理来定义同时，并不能说明存在【相对于任何一个参照系，各向光速不变】这样的物理经验，而且，也没有任何物理经验证实相对于不同参照系光速为同一个值c。他的同时定义与他的光速不变假设虽然存在互动，存在相互照应，但由于所谓的物理经验仅仅是没有实证的假想，故最多算一种自圆其说的“自洽”，仅此而已。随后又对光速不变假设作了第二次略有变化的表述，将原来所说的假设改称为原理：光速不变原理：光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着，这速度同发射体的运动状态无关。通过这一表述，进一步阐明了相对论中，相对于任意惯性参照系光速始终为c的观点，值得一提的是，虽然先后两种表述将postulate（假设）换为principles（原理），但其本质仍然是一个假设。在两次介绍光速不变假设后，以光速不变假设为前提，提出了相对论的同时性相对性观点：一杆相对于另一个物体运动，光在杆上 A 、B两点往返，相对于杆，按光速不变假设，相对于杆前后光速不变，光速均为c，光传播事件光往返的时间就该相等tB-tA=t’A-tB。如果相对于另一个物体，也按光速不变假设，相对于地面前后光速不变，光速均为c，故光从A 到B，再从B反射回A，相对于杆光的速度分别为c+v和c-v。因此同一个光传播事件在另一个物体所在的系却不同时：tB-tA=rA B/(c+v)， t’A-tB,=rA B/(c-v)。由此说明基于光速不变假设就会得到同时性的相对性。(爱因斯坦在这里两个系表示长度所用的字母A B 和rA B不同，仅仅是要与他的所谓长度相对性说法一致。) 当然，上述另一个系的结论也可由(tB-tA ) c=rA B-(tB-tA)v，(t’A-tB ) c =rA B +(t’A-tB ) v得到。实际上这就是，由于杆上的点A 和B为动点，对地面系而言，光在杆上移动的距离A B’<B’ A ’，再按光速不变假设，相对于另一个系也光速不变，光速均为c，自然有A B’/ c <B’ A ’ / c，即tB-tA< t’A-tB另一个系不同时，光以相同速度通过距离不等的两个路程，所需时间当然不同。对这一分析过程，我们其实不用搞光崇拜，一杆相对于另一个物体运动使，就理论而言，完全可以让一个物理信号在杆上 A 、B两点等速的往返，相对于杆，该物理信号往返的时间就该相等tB-tA= t’A-tB。相对于另一个物体，还可以有另一个物理信号在A 、B两点等速的往返，由于杆上的点A 和B为动点，对另一个系而言，另一个物理信号在杆上移动的距离A B’<B’ A ’，另一个物理信号以相同速度通过距离不等的两个路程，所需时间当然不同。由于是两个物理信号在A 、B两点等速的往返，而非同一个物理信号，分属两个不同的物理事件，所以，这并不能锁定同时性存在相对性。那为什么爱因斯坦根据光所做的分析能得到同时性存在相对性呢？完全在于他认为光信号相对于杆前后光速相同，这一光信号相对于另一个参照系也同样前后光速相同，人为设定同一物理事件光信号传播有这样的特性，也就是他的光速不变假设。由于爱因斯坦除了“（假想的）物理经验”，并没有给出物理事实来证明他的光速不变假设属于物理经验，他这同时性相对性推演并不能在物理上能立足。随后同样是在设定光的传播满足光速不变假设的条件下，推出相对论的洛伦兹变换，以及相对论的速度合成公式，其间，这篇文章还简略的分析了相对论的钟慢尺缩结论。与《论动体的电动力学》相比，爱因斯坦在《狭义与广义相对论浅说》中，做了相对来说更简单的推导：洛伦兹变换的简单推导按照图2所示两坐标系的相对取向，该两坐标系的x轴永远是重合的。在这个情况下我们可以把问题分为几部分，首先只考虑x轴上发生的事件。任何一个这样的事件，对于坐标系K是由横坐标x和时间t来表示，对于坐标系K’则由横坐标x’和时间t’来表示。当给定x和t时，我们要求出x’和t’。沿着正x轴前进的一个光信号按照方程 x＝ct 或 x－ct＝0 (1) 传播。由于同一光信号必须以速度c相对于K'传播，因此相对于坐标系K'的传播将由类似的公式 x'－ct'＝0 (2) 表示。满足(1)的那些空时点(事件)必须也满足(2)。显然这一点是成立的，只要关系 (x’－ct’)＝λ(x－ct) (3) 一般地被满足，其中λ表示一个常数；因为，按照(3)，(x－ct)等于零时(x'－ct')就必然也等于零。如果我们对沿着负x轴传播的光线应用完全相同的考虑，我们就得到条件 (x’＋ct’)＝μ(x＋ct) (4) 方程(3)和(4)相加(或相减)，并为方便起见引入常数a和b代换常数λ和μ，令 a＝(λ＋μ)/2 以及 b＝(λ－u)/2 我们得到方程 x'＝ax－bct (5) ct'＝act－bx (5a) 因此，若常数a和b为已知，我们就得到我们的问题的解。a和b可由下述讨论确定。对于K'的原点我们永远有x'＝0，因此按照(5)的第一个方程 x＝(bc/a)t 如果我们将K'的原点相对于K的运动的速度称为v，我们就有 v＝bc/a (6) 同一量值v可以从方程式(5)得出，只要我们计算K'的另一点相对于K的速度，或者计算K的一点相对于K'的速度（指向负x轴）。总之，我们可以指定v为两坐标系的相对速度。还有，相对性原理告诉我们，由K判断的相对于K’保持静止的单位量杆的长度，必须恰好等于由K’判断的相对于K保持静止的单位量杆的长度。为了看一看由K观察x'轴上的诸点是什么样子，我们只需要从K对K'拍个“快照”；这意味着我们必须引入t(K的时间)的一个特别的值，例如t=0。对于这个t的值，我们从(5)的第一个方程就得到x'＝ax. 因此，如果在K'坐标中测量，x'轴上两点相隔的距离为Δx'＝1，该两点在我们瞬时快照中相隔的距离就是 Δx＝1/a (7) 但是如果从K’(t'=0)拍快照，而且如果我们从方程(5)消去t，考虑到表示式(b)，我们得到 x'＝a(1－v²/c²)x 由此我们推断，在x轴上相隔距离1(相对于K)的两点，在我们的快照上将由距离 Δx'＝a(1－v²/c²) (7a) 表示。但是根据以上所述，这两个快照必须是全等的；因此(7)中的Δx必须等于(7a)中的Δx'，这样我们就得到 a²＝1/(1－v²/c²) (7b) 方程(6)和(7b)决定常数a和b。在(5)中代入这两个常数的值，我们得到在第11节所提出的第一个和第四个方程： x'＝(x－vt)/√(1－v²/c²) t'＝(t－vx/c²) /√(1－v²/c²) (8) 这样我们就得到了对于在x轴上的事件的洛仑兹变换。它满足条件 x'²－c²t'²＝x²－ct² (8a) 再把这个结果加以推广，以便将发生在x轴外面的事件也包括进去。此项推广只要保留方程(8)并补充以关系式 y'＝y z'＝z (9) 就能得到。这样，无论对于坐标系K或是对于坐标系K'，我们都满足了任意方向的光线在真空中速度不变的公设。这一点可以证明如下。设在时间t=0时从K的原点发出一个光信号。这个光信号将按照方程 r＝√(x²＋y²＋z²)＝ct 传播，或者，如果方程两边取平方，按照方程 x²＋y²＋z²－c²t²＝0 (10) 传播。光的传播定律结合着相对性公设要求所考虑的信号(从K'去判断)应按照对应的公式 r'＝ct' 或 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝0 (10a) 传播。为了使方程(10a)可以从方程(10)推出，我们必须有 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝σ(x²＋y²＋z²－c²t²) (11) 由于方程(8a)对于x轴上的点必须成立，因此我们有σ＝1。不难看出，对于σ＝1，洛伦兹变换确实满足(11)；因为(11)可以由(8a)和(9)推出，因而也可以由(8)和(9)推出。这样我们就导出了洛伦兹变换。由(8)和(9)表示的洛伦兹变换仍需加以推广。显然，在选择K'的轴时是否要使之与K的轴在空间中相互平行是无关重要的。同时，K'相对于K的平动速度是否沿x轴的方向也是无关紧要的。通过简单的考虑可以证明，我们能够通过两种变换建立这种广义的洛伦兹变换，这两种变换就是狭义的洛伦兹变换和纯粹的空间变换，纯粹的空间变换相当于用一个坐标轴指向其他方向的新的直角坐标系代换原有的直角坐标系。我们可以用数学方法，对推广了的洛伦兹变换的特性作如下的描述：推广了的洛伦兹变换就是用x,y,z,t的线性齐次函数来表示x’,y’,z’,t’,而这种线性齐次函数的性质又必须能使关系式 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝x²＋y²＋z²－c²t² (11a) 恒等地被满足。也就是说：如果我们用这些x,y,z,t的线性齐次函数来代换在（11a）左边所列的x',y',z',t',则(11a)的左边与其右边完全一致。从爱因斯坦依据同一发光事件，将任意点在两个系的坐标，分别在各自参照系运用光速不变假设x－ct＝0， x'－ct'＝0，从而得到x'＝ax－bct 和 ct'＝act－bx ，爱因斯坦充分运用了他作的光速不变假设的“光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着”，在依据特殊条件求解待定系数a、b的过程中，再次运用了基于光速不变假设的相对性同时性理念，来确定静长度和动长度的关系，最终导出洛伦兹变换，导出洛伦兹变换后，还特别强调，它满足条件x'²－c²t'²＝x²－ct² ，而这x'²－c²t'²＝x²－ct² 正是光速不变假设得来的所谓相对论的间隔不变性，后面还用相对性原理，从一个系的波动方程x²＋y²＋z²－c²t²＝0直接推及另一个系的波动方程 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝0 。最后再次强调由光速不变假设得到的间隔不变性的另一种通用形式x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝x²＋y²＋z²－c²t² 。从这一系列推导己阐述不难看出，相对论的同时性相对性，间隔不变性，洛伦兹变换，以及钟慢尺缩等相对论基本结论完全依赖于爱因斯坦的光速不变假设。在这里，相对论从前提假设，到理论推演，在得出结论有不有问题呢？答案是肯定的，因为我们知道有个最基本的物理规律，那就是矢量合成，因为速度是矢量，速度的矢量合成不仅在物理上而且在数学上也被普遍运用，速度的矢量合成有一个常用的地方，那就是直接用于参照系变换，借用上面的图，如果参照系K’在 x轴方向相对于参照系K以速度v运动，而一束光相对于参照系K’速度为c，那么，按矢量合成规律，相对于参照系K，他的速度就为c+v，怎么可能像爱因斯坦假设的那样，同一束光相对于两个参照系都是c？但由于相对论的名头非常大，估计很多的物理研究者都不愿相信相对论会犯这种低级错误，由于相对论的伟大不是一挥而就的，我们不妨从相对论的一点一滴谈起。由于有矢量合成规律，在相对论出现以前，谁也不会相信像爱因斯坦假设的那样，同一束光相对于两个参照系都是c。直到现在，矢量合成规律还写在物理和数学课本上被普遍运用，那为什么有一部分人（应该是极少数，因为即便是支持相对论的人，占很大一部分也不了解相对论到底是什么样的理论。）被逐渐爱因斯坦策反了呢？就以《论动体的电动力学》上面介绍的极少部分为例，爱因斯坦宣传工作做得好，例如： 1、他反复强调，在“静系”中，要让光从A 到B，再从B反射回A，并tB-tA=t’A-tB，来实现对钟，实际上，我们就被多次暗示，相对于参照系，光速总是c。 2、 “根据经验，我们把2A B/（ t’A -tA）=c 当作一个普适常数（光在虚空空间中的速度）”，在这宣称经验的说词中，没有参照系，但稍有物理基础的人都知道，要研究运动，就必须选参照系，因此，我们被再一次暗示，无论如何选参照系，相对于任意参照系，光速总是c。 3、他前后两次讲了他的光速不变假设，只讲光速是确定的速度c，同样绝口不提参照系，实际上，我们又前后两次被暗示，无论如何选参照系，光速总是c。 4、前后两次讲了他的光速不变假设，第二次表述将postulate（假设）换为principles（原理），借助这一语言攻势，我们被暗示，这个假设并不是那么假。 5、在“静系”中他的tB-tA=rA B/(c+v)， t’A-tB,=rA B/(c-v)，实际上也在暗示，相对于所在的参照系，光速一定为c。 6、多次提到测量，将“静系”中“量得”杆长命名为rA B，与动系中的杆长A B于区别，有意无意地暗示杆在两个系长度不同。在《狭义及广义相对论浅说》中，对于光速不变假设，爱因斯坦也有更强的语言攻势，多次将自己的假设说成定律： 1、首先，他列出了一个大标题“光的传播定律与相对性原理的表面抵触”，直接把自己的假设说成定律。他给出的理由是【在物理学中几乎没有比真空中光的传播定律更简单的定律了，学校里的每个儿童都知道，或者相信他知道，光在真空中沿直线以速度c=300，000公里／秒传播。无论如何我们非常精确地知道，这个速度对于所有各色光线都是一样的。用力如果不是这样，则当一颗恒星为其邻近的黑暗星体所掩食时，其各色光线的最小发射值就下会同时被看到。荷兰天文学家德西特（De Sitter）根据对双星的观察，也以相似的理由指出，光的传播速度不能依赖于发光物体的运动速度。关于光的传播速度与其“在空间中”的方向有关的假定即就其本身而言也是难以成立的】。反相维相之间的交锋属于学术之争，如果相对论真有传说中的那么伟大，就不怕被质疑，也一定能经受住质疑。水星之魅在理论物理吧屏蔽我的《相对论之误》，他的理由是【相对论错误一眼就可以看出来】，不需要我长篇大论《相对论之误》指出，所以，他要屏蔽我的这一帖子，用这种借口来选择性封堵反相声音显得滑稽可笑，因为其他害怕反相声音的人也可以以【相对论正确一眼就可以看出来】为借口来封堵反相声音，我并未辱骂过丽雅Leah，可自称教相对论物理的丽雅Leah总是以辱骂吧务为借口对我选择性删帖封号，这实际上就是靠吧权呵护相对论，让相对论靠吧权的细心呵护而伟大。

教相对论的丽雅Leah在反相吧靠吧权呵护相对论原相对论吧吧主、自称教相对论物理、自我介绍【我本人是在计算中大量使用Lorentz变换的，因为我的研究跟天体辐射有关，而源包括一些相对论性流体】的丽雅Leah，在反相吧靠违规使用小吧权利呵护相对论，相关细节见https://tieba.baidu.com/p/7694253812 丽雅Leah爆粗口骂人，违规使用吧权时，我作了相应的截图证据，我所展示出来的证据，仅仅是其中很少的一部分，欢迎观众朋友们去一一核实，如果经过核实，大家发现我给出的证据真实可信，务必请大家广而告之，就说有一个曾经的相对论吧吧主、自称教相对论物理的丽雅Leah在反相吧靠违规使用小吧权利呵护相对论。

谁宣称证实相对论的“引力红移”都只能是闹剧，不管他的脸有多大，还是为他吆喝的人脸有多大，其道理很简单：一个参照系不存在参照系变换，如果用一挺机关枪竖直向上对着高度不变的靶子扫射，无论机关枪发射子弹的速度是否减慢，只要前后子弹的运动规律一致，每颗子弹只要经过的路程相等，每颗子弹所需的时间也就相等，因此，着靶时，前后两颗子弹的时间间隔也不会改变，发射频率只能等于接收频率。一个参照系不存在参照系变换，用光源向上对着高度不变的光靶子照射，如果光是以传说中的光子往前冲，无论光子速度是否减慢，只要前后光子的运动规律一致，每颗光子只要经过的路程相等，每颗光子所需的时间也就相等，因此，前后两颗光子着靶的时间间隔也不会改变，发射频率只能等于接收频率。一个参照系不存在参照系变换，用光源向上对着高度不变的光靶子照射，如果光是以波的形式往前冲，无论波速是否减慢，只要前后两个波的运动规律一致，每一个波只要经过的路程相等，每一个波所需的时间也就相等，因此，前后两个波着靶的时间间隔也不会改变，发射频率只能等于接收频率。在运动场上，用相同间隔的时间放出选手去跑相同的路程，如果选手一个比一个差，后一个选手所花的时间都比前一个多花一秒钟，选手跑完全程的时间间隔就会多出一秒钟，就会有类似红移的情况。相同高度光如果真要红移，也就只能一个光子比一个光子跑得慢，或者一个波比一个波跑得慢，但这绝不可能。而且如果这样就违反了相对论构建的基础-爱因斯坦的光速不变假设。基于以上的道理，用这样的图维相也行不通：注：当从远离引力场的地方观测时,处在引力场中的辐射源发射出来的谱线,其波长会变长一些,这就是广义相对论所谓的“引力红移”。

驳《如果以光为参照物，所有物体都以超光速运动，难道相对教相对论物理的丽雅Leah总是靠违规使用小吧权利，选择性删我的帖子为自由的飞999999遮羞，自由的飞999999怎么在丽雅Leah小吧权利呵护下违反贴吧协议提虚劲呢，观众朋友们请过目：观众朋友们不妨移步去反民科吧https://tieba.baidu.com/p/7741154044看我怎么戳他的西洋镜

教相对论的丽雅Leah在反相吧靠吧权呵护相对论原相对论吧吧主、自称教相对论物理的丽雅Leah，在反相吧靠违规使用小吧权利呵护相对论，相关细节见https://tieba.baidu.com/p/7694253812 我所给出的证据都是丽雅Leah违规使用吧权时，我作的截图证据，欢迎观众朋友们去一一核实，如果经过核实，大家发现我给出的证据真实可信，务必请大家广而告之，就说有一个曾经的相对论吧吧主、自称教相对论物理的丽雅Leah在反相吧靠违规使用小吧权利呵护相对论。

【原创】相对论之误 https://tieba.baidu.com/p/7701952775# 【图片】【原创】相对论之误【反民科吧】_百度贴吧来自：http://tieba.baidu.com/p/7701952775?sharefrom=tieba

张朝阳的推导及说法不能说明相对论正确张朝阳硬核推导狭义相对论E=mc2：六块黑板写不下 2022-03-13 11:27:40 出处：网易科技编辑：上方文Q 人气： 7250 次评论(27)#人物#张朝阳 3月11日，《张朝阳的物理课》线下“新春第一课”首次开讲，搜狐创始人、董事局主席兼CEO张朝阳与来自北京各高校的物理学子及物理爱好者们一起探讨物理奥秘。 “这个活动是非常独特的。”张朝阳开场说道，“物理课我在线上已经完成三十讲了，覆盖了很多话题，今天别开生面，第一次走到线下。” 课堂上，张朝阳从光速不变理论出发，通过各种思想实验推导出时间膨胀、长度收缩、质速关系等违反直觉的相对论效应，利用质速关系与能量的定义进一步推导质能关系，并讲解了质能关系的意义与应用。随后，张朝阳又与现场同学讨论了此前直播课的相关问题，如薛定谔如何猜出薛定谔方程，如何用不确定性原理估算氢原子半径等。此外，人大附中物理教师、科普视频创作者李永乐也作为嘉宾现身课堂，与大家进行了互动交流。在这次线下“新春第一课”，张朝阳重点讲解了狭义相对论中最著名的方程E=mc2，并结合案例加以解释。实际上，这个小小的公式蕴藏了巨大的能量，可以把一丁点儿的质量放大成巨大的能量，甚至原子弹、氢弹、太阳的能量都与此有关。张朝阳表示：“所以这个公式非常重要，与每个人的生活息息相关。” “我的课比较强调硬核推导。”张朝阳在介绍理解狭义相对论时表示，必须先了解光速的特殊性。他先从麦克斯韦方程组导出的电磁波方程入手，指出光速与参考系无关这一反直觉的论述。他从光速不变出发，推导出时间膨胀效应，即运动的时钟相对于静止的时钟流逝较慢，说明此时时间与空间不再独立。截至目前，《张朝阳的物理课》已直播三十多期。张朝阳1986年从清华大学物理系毕业，并于同年考取李政道奖学金赴美留学。1993年底在美国麻省理工学院（MIT）获得博士学位，并继续在MIT从事博士后研究，1996年回国创业。这也是阔别物理20多年后，张朝阳重拾物理。从去年11月开启第一节物理直播课，张朝阳从经典物理学开始，科普了牛顿运动定律与能量动量守恒原理等，再到经典物理的“两朵乌云”，向近现代物理过渡，探讨了由黑体辐射研究引出的维恩、瑞利-金斯、斯特潘、普朗克等系列公式。此后，张朝阳物理课程逐步进入量子力学领域，从基础的薛定谔方程、算符对易关系等理论内容，到无限深势阱、氢原子波函数，再到谐振子量子化、气体定容比热的温度阶梯等更加具体实用的案例。 “在好奇心的驱使下，了解自然界的奥秘、了解我们在这个世界生存的道理。”张朝阳说道。

【原创】相对论之误【关键词】：相对论、光速不变假设、定律。【摘要】：爱因斯坦作光速不变假设，把它称为光速不变原理甚至光的传播定律，把它当做定律导出洛伦兹变换等一系列相对论结论，由此构建出整个相对论的理论体系。阿尔伯特·爱因斯坦的第一篇相对论论文《论动体的电动力学》1905年6月30日投稿在《物理年鉴》，该论文首先以“堵如此类的例子，以及企图证实地球相对于“光媒质”运动的实验的失败，引起了这样一种猜想：绝对静止这概念，不仅在力学中，而且在电动力学中也不符合现象的特性，倒是应当认为，凡是对力学方程适用的一切坐标系，对于上述电动力学和光学的定律也一样适用，对于第一级微量来说，这是已经证明了的。我们要把这个猜想（它的内容以后就称之为“相对性原理”）提升为公设，并且还要引进另一条在表面上看来同它不相容的假设：光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着，这速度同发射体的运动状态无关。由这两条假设，根据静体的麦克斯韦理论，就足以得到一个简单而又不自相矛盾的动体电动力学”，谈到了光速不变假设在相对论中的核心地位，表明了他当初创建相对论的原因及其目的。在这段文字中，也首次提到了光速不变假设：光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着，这速度同发射体的运动状态无关。该论文又提出了在一个系依据光，来确定处于A 、B两个位置静止的两只钟同步的办法，让光从A 到B，再从B反射回A，说 “如果tB-tA=t’A-tB, 那么，这两只钟按照定义是同步的。我们假定，这个同步性的定义是可以没有矛盾的……这样，我们借助于某些（假想的）物理经验，对于静止在不同地方的各只钟，规定了什么叫做它们是同步的，从而显然也就获得了“同时”和“时间”的定义。一个事件的“时间”，就是在这事件发生地点静止的一只钟同该事件同时的一种指示，而这只钟是同某一只特定的静止的钟同步的，而且对于一切的时间测定，也都是同这只特定的钟同步的……根据经验，我们把2A B/（ t’A -tA）=c 当作一个普适常数（光在虚空空间中的速度）”。从上面《论动体的电动力学》这段文字不难看出，他是在认定这个参照系各向光速不变，来定义时间的同时，因为tB-tA=A B/c， t’A-tB, =A B/c，一定有tB-tA=t’A-tB，相反地，如果前后光速存在差异并非同一个值c，则tB-tA=t’A-tB不成立。其实，就理论而言，我们定义同时无需光崇拜，并不一定要依赖光，如果我们知道一种甚至两种在参照系中前后运动速度相同v1=v2的物理信号，也可以因为A B /v1 = A B / v2，依据tB-tA=t’A-tB来定义同时，因此，他这时间同步定义所依据的“（假想的）物理经验”就是他的光速不变假设，有了这一假设，才有前后光速相等，但必须注意，他这样靠推理来定义同时，并不能说明存在【相对于任何一个参照系，各向光速不变】这样的物理经验，而且，也没有任何物理经验证实相对于不同参照系光速为同一个值c。他的同时定义与他的光速不变假设虽然存在互动，存在相互照应，但由于所谓的物理经验仅仅是没有实证的假想，故最多算一种自圆其说的“自洽”，仅此而已。随后又对光速不变假设作了第二次略有变化的表述，将原来所说的假设改称为原理：光速不变原理：光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着，这速度同发射体的运动状态无关。通过这一表述，进一步阐明了相对论中，相对于任意惯性参照系光速始终为c的观点，值得一提的是，虽然先后两种表述将postulate（假设）换为principles（原理），但其本质仍然是一个假设。在两次介绍光速不变假设后，以光速不变假设为前提，提出了相对论的同时性相对性观点：一杆相对于另一个物体运动，光在杆上 A 、B两点往返，相对于杆，按光速不变假设，相对于杆前后光速不变，光速均为c，光传播事件光往返的时间就该相等tB-tA=t’A-tB。如果相对于另一个物体，也按光速不变假设，相对于地面前后光速不变，光速均为c，故光从A 到B，再从B反射回A，相对于杆光的速度分别为c+v和c-v。因此同一个光传播事件在另一个物体所在的系却不同时：tB-tA=rA B/(c+v)， t’A-tB,=rA B/(c-v)。由此说明基于光速不变假设就会得到同时性的相对性。(爱因斯坦在这里两个系表示长度所用的字母A B 和rA B不同，仅仅是要与他的所谓长度相对性说法一致。) 当然，上述另一个系的结论也可由(tB-tA ) c=rA B-(tB-tA)v，(t’A-tB ) c =rA B +(t’A-tB ) v得到。实际上这就是，由于杆上的点A 和B为动点，对地面系而言，光在杆上移动的距离A B’<B’ A ’，再按光速不变假设，相对于另一个系也光速不变，光速均为c，自然有A B’/ c <B’ A ’ / c，即tB-tA< t’A-tB另一个系不同时，光以相同速度通过距离不等的两个路程，所需时间当然不同。对这一分析过程，我们其实不用搞光崇拜，一杆相对于另一个物体运动使，就理论而言，完全可以让一个物理信号在杆上 A 、B两点等速的往返，相对于杆，该物理信号往返的时间就该相等tB-tA= t’A-tB。相对于另一个物体，还可以有另一个物理信号在A 、B两点等速的往返，由于杆上的点A 和B为动点，对另一个系而言，另一个物理信号在杆上移动的距离A B’<B’ A ’，另一个物理信号以相同速度通过距离不等的两个路程，所需时间当然不同。由于是两个物理信号在A 、B两点等速的往返，而非同一个物理信号，分属两个不同的物理事件，所以，这并不能锁定同时性存在相对性。那为什么爱因斯坦根据光所做的分析能得到同时性存在相对性呢？完全在于他认为光信号相对于杆前后光速相同，这一光信号相对于另一个参照系也同样前后光速相同，人为设定同一物理事件光信号传播有这样的特性，也就是他的光速不变假设。由于爱因斯坦除了“（假想的）物理经验”，并没有给出物理事实来证明他的光速不变假设属于物理经验，他这同时性相对性推演并不能在物理上能立足。随后同样是在设定光的传播满足光速不变假设的条件下，推出相对论的洛伦兹变换，以及相对论的速度合成公式，其间，这篇文章还简略的分析了相对论的钟慢尺缩结论。与《论动体的电动力学》相比，爱因斯坦在《狭义与广义相对论浅说》中，做了相对来说更简单的推导：洛伦兹变换的简单推导按照图2所示两坐标系的相对取向，该两坐标系的x轴永远是重合的。在这个情况下我们可以把问题分为几部分，首先只考虑x轴上发生的事件。任何一个这样的事件，对于坐标系K是由横坐标x和时间t来表示，对于坐标系K’则由横坐标x’和时间t’来表示。当给定x和t时，我们要求出x’和t’。沿着正x轴前进的一个光信号按照方程 x＝ct 或 x－ct＝0 (1) 传播。由于同一光信号必须以速度c相对于K'传播，因此相对于坐标系K'的传播将由类似的公式 x'－ct'＝0 (2) 表示。满足(1)的那些空时点(事件)必须也满足(2)。显然这一点是成立的，只要关系 (x’－ct’)＝λ(x－ct) (3) 一般地被满足，其中λ表示一个常数；因为，按照(3)，(x－ct)等于零时(x'－ct')就必然也等于零。如果我们对沿着负x轴传播的光线应用完全相同的考虑，我们就得到条件 (x’＋ct’)＝μ(x＋ct) (4) 方程(3)和(4)相加(或相减)，并为方便起见引入常数a和b代换常数λ和μ，令 a＝(λ＋μ)/2 以及 b＝(λ－u)/2 我们得到方程 x'＝ax－bct (5) ct'＝act－bx (5a) 因此，若常数a和b为已知，我们就得到我们的问题的解。a和b可由下述讨论确定。对于K'的原点我们永远有x'＝0，因此按照(5)的第一个方程 x＝(bc/a)t 如果我们将K'的原点相对于K的运动的速度称为v，我们就有 v＝bc/a (6) 同一量值v可以从方程式(5)得出，只要我们计算K'的另一点相对于K的速度，或者计算K的一点相对于K'的速度（指向负x轴）。总之，我们可以指定v为两坐标系的相对速度。还有，相对性原理告诉我们，由K判断的相对于K’保持静止的单位量杆的长度，必须恰好等于由K’判断的相对于K保持静止的单位量杆的长度。为了看一看由K观察x'轴上的诸点是什么样子，我们只需要从K对K'拍个“快照”；这意味着我们必须引入t(K的时间)的一个特别的值，例如t=0。对于这个t的值，我们从(5)的第一个方程就得到x'＝ax. 因此，如果在K'坐标中测量，x'轴上两点相隔的距离为Δx'＝1，该两点在我们瞬时快照中相隔的距离就是 Δx＝1/a (7) 但是如果从K’(t'=0)拍快照，而且如果我们从方程(5)消去t，考虑到表示式(b)，我们得到 x'＝a(1－v²/c²)x 由此我们推断，在x轴上相隔距离1(相对于K)的两点，在我们的快照上将由距离 Δx'＝a(1－v²/c²) (7a) 表示。但是根据以上所述，这两个快照必须是全等的；因此(7)中的Δx必须等于(7a)中的Δx'，这样我们就得到 a²＝1/(1－v²/c²) (7b) 方程(6)和(7b)决定常数a和b。在(5)中代入这两个常数的值，我们得到在第11节所提出的第一个和第四个方程： x'＝(x－vt)/√(1－v²/c²) t'＝(t－vx/c²) /√(1－v²/c²) (8) 这样我们就得到了对于在x轴上的事件的洛仑兹变换。它满足条件 x'²－c²t'²＝x²－ct² (8a) 再把这个结果加以推广，以便将发生在x轴外面的事件也包括进去。此项推广只要保留方程(8)并补充以关系式 y'＝y z'＝z (9) 就能得到。这样，无论对于坐标系K或是对于坐标系K'，我们都满足了任意方向的光线在真空中速度不变的公设。这一点可以证明如下。设在时间t=0时从K的原点发出一个光信号。这个光信号将按照方程 r＝√(x²＋y²＋z²)＝ct 传播，或者，如果方程两边取平方，按照方程 x²＋y²＋z²－c²t²＝0 (10) 传播。光的传播定律结合着相对性公设要求所考虑的信号(从K'去判断)应按照对应的公式 r'＝ct' 或 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝0 (10a) 传播。为了使方程(10a)可以从方程(10)推出，我们必须有 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝σ(x²＋y²＋z²－c²t²) (11) 由于方程(8a)对于x轴上的点必须成立，因此我们有σ＝1。不难看出，对于σ＝1，洛伦兹变换确实满足(11)；因为(11)可以由(8a)和(9)推出，因而也可以由(8)和(9)推出。这样我们就导出了洛伦兹变换。由(8)和(9)表示的洛伦兹变换仍需加以推广。显然，在选择K'的轴时是否要使之与K的轴在空间中相互平行是无关重要的。同时，K'相对于K的平动速度是否沿x轴的方向也是无关紧要的。通过简单的考虑可以证明，我们能够通过两种变换建立这种广义的洛伦兹变换，这两种变换就是狭义的洛伦兹变换和纯粹的空间变换，纯粹的空间变换相当于用一个坐标轴指向其他方向的新的直角坐标系代换原有的直角坐标系。我们可以用数学方法，对推广了的洛伦兹变换的特性作如下的描述：推广了的洛伦兹变换就是用x,y,z,t的线性齐次函数来表示x’,y’,z’,t’,而这种线性齐次函数的性质又必须能使关系式 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝x²＋y²＋z²－c²t² (11a) 恒等地被满足。也就是说：如果我们用这些x,y,z,t的线性齐次函数来代换在（11a）左边所列的x',y',z',t',则(11a)的左边与其右边完全一致。从爱因斯坦依据同一发光事件，将任意点在两个系的坐标，分别在各自参照系运用光速不变假设x－ct＝0， x'－ct'＝0，从而得到x'＝ax－bct 和 ct'＝act－bx ，爱因斯坦充分运用了他作的光速不变假设的“光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着”，在依据特殊条件求解待定系数a、b的过程中，再次运用了基于光速不变假设的相对性同时性理念，来确定静长度和动长度的关系，最终导出洛伦兹变换，导出洛伦兹变换后，还特别强调，它满足条件x'²－c²t'²＝x²－ct² ，而这x'²－c²t'²＝x²－ct² 正是光速不变假设得来的所谓相对论的间隔不变性，后面还用相对性原理，从一个系的波动方程x²＋y²＋z²－c²t²＝0直接推及另一个系的波动方程 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝0 。最后再次强调由光速不变假设得到的间隔不变性的另一种通用形式x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝x²＋y²＋z²－c²t² 。从这一系列推导己阐述不难看出，相对论的同时性相对性，间隔不变性，洛伦兹变换，以及钟慢尺缩等相对论基本结论完全依赖于爱因斯坦的光速不变假设。在这里，相对论从前提假设，到理论推演，在得出结论有不有问题呢？答案是肯定的，因为我们知道有个最基本的物理规律，那就是矢量合成，因为速度是矢量，速度的矢量合成不仅在物理上而且在数学上也被普遍运用，速度的矢量合成有一个常用的地方，那就是直接用于参照系变换，借用上面的图，如果参照系K’在 x轴方向相对于参照系K以速度v运动，而一束光相对于参照系K’速度为c，那么，按矢量合成规律，相对于参照系K，他的速度就为c+v，怎么可能像爱因斯坦假设的那样，同一束光相对于两个参照系都是c？但由于相对论的名头非常大，估计很多的物理研究者都不愿相信相对论会犯这种低级错误，由于相对论的伟大不是一挥而就的，我们不妨从相对论的一点一滴谈起。由于有矢量合成规律，在相对论出现以前，谁也不会相信像爱因斯坦假设的那样，同一束光相对于两个参照系都是c。直到现在，矢量合成规律还写在物理和数学课本上被普遍运用，那为什么有一部分人（应该是极少数，因为即便是支持相对论的人，占很大一部分也不了解相对论到底是什么样的理论。）被逐渐爱因斯坦策反了呢？就以《论动体的电动力学》上面介绍的极少部分为例，爱因斯坦宣传工作做得好，例如： 1、他反复强调，在“静系”中，要让光从A 到B，再从B反射回A，并tB-tA=t’A-tB，来实现对钟，实际上，我们就被多次暗示，相对于参照系，光速总是c。 2、 “根据经验，我们把2A B/（ t’A -tA）=c 当作一个普适常数（光在虚空空间中的速度）”，在这宣称经验的说词中，没有参照系，但稍有物理基础的人都知道，要研究运动，就必须选参照系，因此，我们被再一次暗示，无论如何选参照系，相对于任意参照系，光速总是c。 3、他前后两次讲了他的光速不变假设，只讲光速是确定的速度c，同样绝口不提参照系，实际上，我们又前后两次被暗示，无论如何选参照系，光速总是c。 4、前后两次讲了他的光速不变假设，第二次表述将postulate（假设）换为principles（原理），借助这一语言攻势，我们被暗示，这个假设并不是那么假。 5、在“静系”中他的tB-tA=rA B/(c+v)， t’A-tB,=rA B/(c-v)，实际上也在暗示，相对于所在的参照系，光速一定为c。 6、多次提到测量，将“静系”中“量得”杆长命名为rA B，与动系中的杆长A B于区别，有意无意地暗示杆在两个系长度不同。在《狭义及广义相对论浅说》中，对于光速不变假设，爱因斯坦也有更强的语言攻势，多次将自己的假设说成定律： 1、首先，他列出了一个大标题“光的传播定律与相对性原理的表面抵触”，直接把自己的假设说成定律。他给出的理由是【在物理学中几乎没有比真空中光的传播定律更简单的定律了，学校里的每个儿童都知道，或者相信他知道，光在真空中沿直线以速度c=300，000公里／秒传播。无论如何我们非常精确地知道，这个速度对于所有各色光线都是一样的。用力如果不是这样，则当一颗恒星为其邻近的黑暗星体所掩食时，其各色光线的最小发射值就下会同时被看到。荷兰天文学家德西特（De Sitter）根据对双星的观察，也以相似的理由指出，光的传播速度不能依赖于发光物体的运动速度。关于光的传播速度与其“在空间中”的方向有关的假定即就其本身而言也是难以成立的】。如果相对论真有传说中的那么伟大，就不怕被质疑，也一定能经受住质疑。水星之魅在理论物理吧屏蔽我的《相对论之误》，他的理由是【相对论错误一眼就可以看出来】，不需要我长篇大论《相对论之误》指出，所以，他要屏蔽我的这一帖子，有不有吧务相反，以【相对论正确一眼就可以看出来】为借口封我的号呢？如果有，他两可以联手封堵反相的声音，靠吧权呵护相对论，让相对论靠吧权的细心呵护而伟大。我是就事论事，但并没有辱骂吧务，请吧务不要以辱骂吧务为借口封我的号，拜托了。

张朝阳的推导及说法不能说明相对论正确张朝阳硬核推导狭义相对论E=mc2：六块黑板写不下2022-03-13 11:27:40 出处：网易科技编辑：上方文Q 人气： 7250 次评论(27)#人物#张朝阳 3月11日，《张朝阳的物理课》线下“新春第一课”首次开讲，搜狐创始人、董事局主席兼CEO张朝阳与来自北京各高校的物理学子及物理爱好者们一起探讨物理奥秘。 “这个活动是非常独特的。”张朝阳开场说道，“物理课我在线上已经完成三十讲了，覆盖了很多话题，今天别开生面，第一次走到线下。” 课堂上，张朝阳从光速不变理论出发，通过各种思想实验推导出时间膨胀、长度收缩、质速关系等违反直觉的相对论效应，利用质速关系与能量的定义进一步推导质能关系，并讲解了质能关系的意义与应用。随后，张朝阳又与现场同学讨论了此前直播课的相关问题，如薛定谔如何猜出薛定谔方程，如何用不确定性原理估算氢原子半径等。此外，人大附中物理教师、科普视频创作者李永乐也作为嘉宾现身课堂，与大家进行了互动交流。在这次线下“新春第一课”，张朝阳重点讲解了狭义相对论中最著名的方程E=mc2，并结合案例加以解释。实际上，这个小小的公式蕴藏了巨大的能量，可以把一丁点儿的质量放大成巨大的能量，甚至原子弹、氢弹、太阳的能量都与此有关。张朝阳表示：“所以这个公式非常重要，与每个人的生活息息相关。” “我的课比较强调硬核推导。”张朝阳在介绍理解狭义相对论时表示，必须先了解光速的特殊性。他先从麦克斯韦方程组导出的电磁波方程入手，指出光速与参考系无关这一反直觉的论述。他从光速不变出发，推导出时间膨胀效应，即运动的时钟相对于静止的时钟流逝较慢，说明此时时间与空间不再独立。截至目前，《张朝阳的物理课》已直播三十多期。张朝阳1986年从清华大学物理系毕业，并于同年考取李政道奖学金赴美留学。1993年底在美国麻省理工学院（MIT）获得博士学位，并继续在MIT从事博士后研究，1996年回国创业。这也是阔别物理20多年后，张朝阳重拾物理。从去年11月开启第一节物理直播课，张朝阳从经典物理学开始，科普了牛顿运动定律与能量动量守恒原理等，再到经典物理的“两朵乌云”，向近现代物理过渡，探讨了由黑体辐射研究引出的维恩、瑞利-金斯、斯特潘、普朗克等系列公式。此后，张朝阳物理课程逐步进入量子力学领域，从基础的薛定谔方程、算符对易关系等理论内容，到无限深势阱、氢原子波函数，再到谐振子量子化、气体定容比热的温度阶梯等更加具体实用的案例。 “在好奇心的驱使下，了解自然界的奥秘、了解我们在这个世界生存的道理。”张朝阳说道。

张朝阳的推导及说法不能说明相对论正确张朝阳的物理课：又见硬核推导，六块黑板写不下时间和空间不是各自独立的吗？怎么搅和到一块儿了？世界上最有名的方程E=mc²是怎么来的？3月11日，《张朝阳的物理课》线下“新春第一课”首次开讲，搜狐创始人、董事局主席兼CEO张朝阳与来自北京各高校的物理学子及物理爱好者们一起探讨物理的奥秘。课堂上，他从光速不变理论出发，通过各种思想实验推导出时间膨胀、长度收缩、质速关系等违反直觉的相对论效应，利用质速关系与能量的定义进一步推导质能关系,并讲解了质能关系的意义与应用。之后又与现场同学讨论了此前直播课的相关问题，例如，薛定谔如何猜出薛定谔方程、如何用不确定性原理估算氢原子半径等。此外，人大附中物理教师、科普视频创作者李永乐作为特邀嘉宾现身课堂，与大家进行了深入的互动交流。运动的时钟走得慢？从光速不变推导时间膨胀 “我的课比较强调硬核推导。”张朝阳在开场介绍。线下“新春第一课”，张朝阳重点讲解了狭义相对论中最著名的方程E=mc²，并结合案例加以解释。要理解狭义相对论，必须先了解光速的特殊性。他先从麦克斯韦方程组导出的电磁波方程入手，指出光速与参考系无关这一反直觉的论述。他从光速不变出发，推导出时间膨胀效应。张朝阳举例：假设有一个以速度u沿水平方向运动的飞船，飞船底部到顶部的距离为L。从飞船底部竖直向顶部发射一束光，光到达顶部后竖直反射回底部。推导时间膨胀的思想实验从飞船内部看，这个过程中光经过的距离为2L，那么光从底部出发，到光被底部接收，此时间间隔为∆t'=2L/c。若在地面观察这个过程，设相应的时间间隔为∆t，由于光从底部到顶部与从顶部回到底部是个对称的过程，那么光到达顶部所用时间为∆t/2。在这个过程中，光走的路线与飞船底部发射点走的路线构成直角三角形，满足勾股定理：解此方程得到：可以发现，对于地面参考系，自光从底部发射，到光经反射回到底部，此时间差是飞船参考系下相应时间差的γ倍，其中γ大于1。而在飞船参考系下，光从底部发射，与光回到底部，这两个事件是在同一地点发生的，也就是它们可以对应飞船参考系里一个静止的钟，于是公式∆t=γ∆t'表明地面参考系的钟走得比飞船参考系的钟要快。更一般地说，运动的时钟比静止的时钟走得慢，这就是“时间膨胀”效应。运动的尺子会缩短？从洛伦兹变换看长度收缩张朝阳已推出时间膨胀效应。时间流逝的快慢竟然与参考系间的相对运动速度有关，这说明时间与空间不再是绝对的，而是联系到了一起。描述时间与空间之间的联系的方程就是洛伦兹变换公式，它是狭义相对论中两个作相对匀速运动的惯性参考系之间的坐标变换：作为洛伦兹变换的一个应用，张朝阳基于此推导了相对论另一个重要的反直觉效应，即“长度收缩”效应。惯性系S’相对惯性系S以速度u向x正方向运动。在S’系放一个相对静止、长度为L的尺子，尺子的左端为S’系的原点，尺子的右端对应的坐标为x’=L。假设在S系中，t=0时刻，尺子左端刚好到达S系原点，而此时尺子右端对应的坐标是x。由于尺子右端在S’系的位置坐标始终为x’=L，那么根据洛伦兹变换，考察尺子右端，可以得到方程：如前所述，S系中x对应的时刻为t=0，于是：坐标x是动尺在左端到达S系原点时尺子右端的位置，这真是尺子在S系中的长度。上面的公式表明：运动的尺子会缩短到原来的1/γ。这与牛顿力学和传统直觉相违背，张朝阳解释说，其中的本质原因是，测量长度是同时测量物体两端在坐标系里的位置之差，而相对论中的同时性是具有相对性的，即在S系中同时看到尺子两端对应的两个事件，在S’系中并不一定是同时的，所以在不同参考系中测得的尺子长度自然就很可能不同。运动的物体质量增？速度变换、动量守恒，推导质速关系洛伦兹变换只是坐标的变换，利用简单的微分知识，张朝阳进一步通过洛伦兹变换导出了速度在不同参考系的变换公式：可以发现，不仅x分量的速度变换公式不再是简单的速度叠加，连y分量的速度也会发生变化。这是因为不同的参考系里，时间流逝的快慢也不同了，即使洛伦兹变换中y分量的坐标不变，y分量的速度仍然会有变化。有了速度变换关系，就可以推导质速关系了。先在S系中设想一个思想实验：两个质量完全相同的小球1和小球2，分别以速度（Vx=u，Vy）和速度（-Vx，-Vy）运动，它们在S系的原点发生完全弹性碰撞。由于两球质量相同，由动量守恒可知，碰撞前后，其速度大小相同、方向相反。完全弹性碰撞没有能量损失，它们碰撞之后的速度大小与碰撞前一样。假设小球1碰撞之后的速度为（Vx=u，-Vy），那么小球2碰撞之后的速度必然为（-Vx，Vy）。现在在另一个参考系S’系中观察这个过程。S’系相对于S系沿x方向以速度u运动，那么根据速度变换公式，小球1碰撞前后x方向的速度都为0，而碰撞前后y分量速度大小为：对于小球2，同样利用速度变换公式，可以得到S’系里x分量的速度为：y分量的速度大小：现在若假定在相对论中动量也具有p=mv的形式，设S’系里小球1与小球2的质量分为m1和m2，那么在S’系中为了使y分量动量守恒依然满足，需要小球1的动量变化等于小球2的动量变化：联立上述各式，可得：为了方便，不妨让小球们碰撞的y分量速度Vy趋于0，这样S’系中小球1就趋于静止状态，其质量m1可写为m0。而S’系中小球2的速度v就趋于x分量的速度，即v=V2x’只是u的函数，那么根据v与u的关系，将上述质量关系表达式中的u用v写出，则得到：其中，已将m2用符号m代替。m代表以速度v运动的“动质量”，而m0代表物体静止时的质量，称为“静质量”。上式说明以p=mv定义的所谓“动质量”不再像牛顿力学中那样是一个与参考系无关的常数，而是一个与速度有关的量，这就是质速关系。质能方程统一质量能量低速极限呼应牛顿形式有了质速关系，就可以进一步推导质能关系。能量E仍然按照传统的力乘以其所作用的位移来定义：其中v是物体的运动速度，而p=mv。将质量m与速度v的质速关系代入可得：显然质量为零时，能量也为零。最终可以积分得到伟大的质能方程：虽然这看起来与牛顿力学的能量表达式相差甚远，但如果速度v相对于光速c较小，即v/c是个小量，则可对能量对v/c作泰勒展开：可以发现,在这一近似下，能量对速度的依赖，又回到牛顿力学中的传统形式。张朝阳强调，我们需要注意，当物体的速度为0时，能量并不是0，而是其静质量乘以光速的平方，一点点质量即包含很大的能量。这是个划时代的方程，它说明质量与能量是统一的，将原先旧的物理学中看起来毫无关联的两个量联系在了一起，物理中非常重要的守恒量也得到了扩展，不再是质量与能量各自守恒，而是质能守恒。张朝阳又以铀235的裂变过程为例，说明质量可以转化成能量，而其能量可以用爱因斯坦质能方程计算出来。现场互动讨论薛定谔方程用量子力学公式推导氢原子半径在其后的互动环节中，张朝阳还与同学们探讨了各种物理问题。包括薛定谔是如何猜测出薛定谔方程的？张朝阳对此进行了现场推导：爱因斯坦假设光子存在，并且提出了光的波粒二象性；德布罗意进一步假设所有物质都具有波粒二象性，且对于物质粒子，可以仿照电磁波的形式描写物质波；之后，波对时间求导可以得到能量相关的项，波对空间求导可以得到动量相关的项目；最后，将哈密顿量中的能量与动量换成相应的算符，并把研究对象用波函数形式表达，即可猜出薛定谔方程。此外，对于“如何用不确定性原理估算出氢原子半径？”的问题，张朝阳解释，从经典电动力学的观点看，电子绕原子核转动会向外辐射电磁波，能量降低，且迅速塌缩到原子核里，那么氢原子就不能稳定存在了。但在量子力学中，定性地讲，动量与位置满足不确定性关系，电子往原子核塌缩时，其位置不确定度越小，动量不确定度就越大，从而让电子有远离原子核的趋势，抵消了电子往原子核塌缩的趋势。张朝阳不仅做了定性的说明，还做了定量的计算。他现场推导利用不确定性原理将动量表示成位置的不确定度并代入到哈密顿量中，计算出能量取最小值时的位置不确定度。这正是玻尔半径，也就是氢原子处于基态时电子的“轨道半径”，电子并不会塌缩到原子核内。张朝阳惊叹这种简单估算得到的结果竟然与严格求解薛定谔方程的结果相一致。这正体现了不确定性原理的简洁、深刻、有效。此外，人大附中物理教师、科普视频创作者李永乐作为特邀嘉宾也来到了“新春第一课”的现场。有同学提到在刚结束的冬奥会上，联通5G直播背后的物理学原理问题时，李永乐以精简且有趣的语言阐述了联通5G大速率、低延时、覆盖广等优势，体现了大国实力下科技为生活增添美好的硬核实力。课堂最后，张朝阳与李永乐用三星Galaxy S22手机和到场的全体同学一起合影留念。文/金仁甫

【原创】相对论之误【关键词】：相对论、光速不变假设、定律。【摘要】：爱因斯坦作光速不变假设，把它称为光速不变原理甚至光的传播定律，把它当做定律导出洛伦兹变换等一系列相对论结论，由此构建出整个相对论的理论体系。阿尔伯特·爱因斯坦的第一篇相对论论文《论动体的电动力学》1905年6月30日投稿在《物理年鉴》，该论文首先以“堵如此类的例子，以及企图证实地球相对于“光媒质”运动的实验的失败，引起了这样一种猜想：绝对静止这概念，不仅在力学中，而且在电动力学中也不符合现象的特性，倒是应当认为，凡是对力学方程适用的一切坐标系，对于上述电动力学和光学的定律也一样适用，对于第一级微量来说，这是已经证明了的。我们要把这个猜想（它的内容以后就称之为“相对性原理”）提升为公设，并且还要引进另一条在表面上看来同它不相容的假设：光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着，这速度同发射体的运动状态无关。由这两条假设，根据静体的麦克斯韦理论，就足以得到一个简单而又不自相矛盾的动体电动力学”，谈到了光速不变假设在相对论中的核心地位，表明了他当初创建相对论的原因及其目的。在这段文字中，也首次提到了光速不变假设：光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着，这速度同发射体的运动状态无关。该论文又提出了在一个系依据光，来确定处于A 、B两个位置静止的两只钟同步的办法，让光从A 到B，再从B反射回A，说 “如果tB-tA=t’A-tB, 那么，这两只钟按照定义是同步的。我们假定，这个同步性的定义是可以没有矛盾的……这样，我们借助于某些（假想的）物理经验，对于静止在不同地方的各只钟，规定了什么叫做它们是同步的，从而显然也就获得了“同时”和“时间”的定义。一个事件的“时间”，就是在这事件发生地点静止的一只钟同该事件同时的一种指示，而这只钟是同某一只特定的静止的钟同步的，而且对于一切的时间测定，也都是同这只特定的钟同步的……根据经验，我们把2A B/（ t’A -tA）=c 当作一个普适常数（光在虚空空间中的速度）”。从上面《论动体的电动力学》这段文字不难看出，他是在认定这个参照系各向光速不变，来定义时间的同时，因为tB-tA=A B/c， t’A-tB, =A B/c，一定有tB-tA=t’A-tB，相反地，如果前后光速存在差异并非同一个值c，则tB-tA=t’A-tB不成立。其实，就理论而言，我们定义同时无需光崇拜，并不一定要依赖光，如果我们知道一种甚至两种在参照系中前后运动速度相同v1=v2的物理信号，也可以因为A B /v1 = A B / v2，依据tB-tA=t’A-tB来定义同时，因此，他这时间同步定义所依据的“（假想的）物理经验”就是他的光速不变假设，有了这一假设，才有前后光速相等，但必须注意，他这样靠推理来定义同时，并不能说明存在【相对于任何一个参照系，各向光速不变】这样的物理经验，而且，也没有任何物理经验证实相对于不同参照系光速为同一个值c。他的同时定义与他的光速不变假设虽然存在互动，存在相互照应，但由于所谓的物理经验仅仅是没有实证的假想，故最多算一种自圆其说的“自洽”，仅此而已。随后又对光速不变假设作了第二次略有变化的表述，将原来所说的假设改称为原理：光速不变原理：光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着，这速度同发射体的运动状态无关。通过这一表述，进一步阐明了相对论中，相对于任意惯性参照系光速始终为c的观点，值得一提的是，虽然先后两种表述将postulate（假设）换为principles（原理），但其本质仍然是一个假设。在两次介绍光速不变假设后，以光速不变假设为前提，提出了相对论的同时性相对性观点：一杆相对于另一个物体运动，光在杆上 A 、B两点往返，相对于杆，按光速不变假设，相对于杆前后光速不变，光速均为c，光传播事件光往返的时间就该相等tB-tA=t’A-tB。如果相对于另一个物体，也按光速不变假设，相对于地面前后光速不变，光速均为c，故光从A 到B，再从B反射回A，相对于杆光的速度分别为c+v和c-v。因此同一个光传播事件在另一个物体所在的系却不同时：tB-tA=rA B/(c+v)， t’A-tB,=rA B/(c-v)。由此说明基于光速不变假设就会得到同时性的相对性。(爱因斯坦在这里两个系表示长度所用的字母A B 和rA B不同，仅仅是要与他的所谓长度相对性说法一致。) 当然，上述另一个系的结论也可由(tB-tA ) c=rA B-(tB-tA)v，(t’A-tB ) c =rA B +(t’A-tB ) v得到。实际上这就是，由于杆上的点A 和B为动点，对地面系而言，光在杆上移动的距离A B’<B’ A ’，再按光速不变假设，相对于另一个系也光速不变，光速均为c，自然有A B’/ c <B’ A ’ / c，即tB-tA< t’A-tB另一个系不同时，光以相同速度通过距离不等的两个路程，所需时间当然不同。对这一分析过程，我们其实不用搞光崇拜，一杆相对于另一个物体运动使，就理论而言，完全可以让一个物理信号在杆上 A 、B两点等速的往返，相对于杆，该物理信号往返的时间就该相等tB-tA= t’A-tB。相对于另一个物体，还可以有另一个物理信号在A 、B两点等速的往返，由于杆上的点A 和B为动点，对另一个系而言，另一个物理信号在杆上移动的距离A B’<B’ A ’，另一个物理信号以相同速度通过距离不等的两个路程，所需时间当然不同。由于是两个物理信号在A 、B两点等速的往返，而非同一个物理信号，分属两个不同的物理事件，所以，这并不能锁定同时性存在相对性。那为什么爱因斯坦根据光所做的分析能得到同时性存在相对性呢？完全在于他认为光信号相对于杆前后光速相同，这一光信号相对于另一个参照系也同样前后光速相同，人为设定同一物理事件光信号传播有这样的特性，也就是他的光速不变假设。由于爱因斯坦除了“（假想的）物理经验”，并没有给出物理事实来证明他的光速不变假设属于物理经验，他这同时性相对性推演并不能在物理上能立足。随后同样是在设定光的传播满足光速不变假设的条件下，推出相对论的洛伦兹变换，以及相对论的速度合成公式，其间，这篇文章还简略的分析了相对论的钟慢尺缩结论。与《论动体的电动力学》相比，爱因斯坦在《狭义与广义相对论浅说》中，做了相对来说更简单的推导：洛伦兹变换的简单推导按照图2所示两坐标系的相对取向，该两坐标系的x轴永远是重合的。在这个情况下我们可以把问题分为几部分，首先只考虑x轴上发生的事件。任何一个这样的事件，对于坐标系K是由横坐标x和时间t来表示，对于坐标系K’则由横坐标x’和时间t’来表示。当给定x和t时，我们要求出x’和t’。沿着正x轴前进的一个光信号按照方程 x＝ct 或 x－ct＝0 (1) 传播。由于同一光信号必须以速度c相对于K'传播，因此相对于坐标系K'的传播将由类似的公式 x'－ct'＝0 (2) 表示。满足(1)的那些空时点(事件)必须也满足(2)。显然这一点是成立的，只要关系 (x’－ct’)＝λ(x－ct) (3) 一般地被满足，其中λ表示一个常数；因为，按照(3)，(x－ct)等于零时(x'－ct')就必然也等于零。如果我们对沿着负x轴传播的光线应用完全相同的考虑，我们就得到条件 (x’＋ct’)＝μ(x＋ct) (4) 方程(3)和(4)相加(或相减)，并为方便起见引入常数a和b代换常数λ和μ，令 a＝(λ＋μ)/2 以及 b＝(λ－u)/2 我们得到方程 x'＝ax－bct (5) ct'＝act－bx (5a) 因此，若常数a和b为已知，我们就得到我们的问题的解。a和b可由下述讨论确定。对于K'的原点我们永远有x'＝0，因此按照(5)的第一个方程 x＝(bc/a)t 如果我们将K'的原点相对于K的运动的速度称为v，我们就有 v＝bc/a (6) 同一量值v可以从方程式(5)得出，只要我们计算K'的另一点相对于K的速度，或者计算K的一点相对于K'的速度（指向负x轴）。总之，我们可以指定v为两坐标系的相对速度。还有，相对性原理告诉我们，由K判断的相对于K’保持静止的单位量杆的长度，必须恰好等于由K’判断的相对于K保持静止的单位量杆的长度。为了看一看由K观察x'轴上的诸点是什么样子，我们只需要从K对K'拍个“快照”；这意味着我们必须引入t(K的时间)的一个特别的值，例如t=0。对于这个t的值，我们从(5)的第一个方程就得到x'＝ax. 因此，如果在K'坐标中测量，x'轴上两点相隔的距离为Δx'＝1，该两点在我们瞬时快照中相隔的距离就是 Δx＝1/a (7) 但是如果从K’(t'=0)拍快照，而且如果我们从方程(5)消去t，考虑到表示式(b)，我们得到 x'＝a(1－v²/c²)x 由此我们推断，在x轴上相隔距离1(相对于K)的两点，在我们的快照上将由距离 Δx'＝a(1－v²/c²) (7a) 表示。但是根据以上所述，这两个快照必须是全等的；因此(7)中的Δx必须等于(7a)中的Δx'，这样我们就得到 a²＝1/(1－v²/c²) (7b) 方程(6)和(7b)决定常数a和b。在(5)中代入这两个常数的值，我们得到在第11节所提出的第一个和第四个方程： x'＝(x－vt)/√(1－v²/c²) t'＝(t－vx/c²) /√(1－v²/c²) (8) 这样我们就得到了对于在x轴上的事件的洛仑兹变换。它满足条件 x'²－c²t'²＝x²－ct² (8a) 再把这个结果加以推广，以便将发生在x轴外面的事件也包括进去。此项推广只要保留方程(8)并补充以关系式 y'＝y z'＝z (9) 就能得到。这样，无论对于坐标系K或是对于坐标系K'，我们都满足了任意方向的光线在真空中速度不变的公设。这一点可以证明如下。设在时间t=0时从K的原点发出一个光信号。这个光信号将按照方程 r＝√(x²＋y²＋z²)＝ct 传播，或者，如果方程两边取平方，按照方程 x²＋y²＋z²－c²t²＝0 (10) 传播。光的传播定律结合着相对性公设要求所考虑的信号(从K'去判断)应按照对应的公式 r'＝ct' 或 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝0 (10a) 传播。为了使方程(10a)可以从方程(10)推出，我们必须有 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝σ(x²＋y²＋z²－c²t²) (11) 由于方程(8a)对于x轴上的点必须成立，因此我们有σ＝1。不难看出，对于σ＝1，洛伦兹变换确实满足(11)；因为(11)可以由(8a)和(9)推出，因而也可以由(8)和(9)推出。这样我们就导出了洛伦兹变换。由(8)和(9)表示的洛伦兹变换仍需加以推广。显然，在选择K'的轴时是否要使之与K的轴在空间中相互平行是无关重要的。同时，K'相对于K的平动速度是否沿x轴的方向也是无关紧要的。通过简单的考虑可以证明，我们能够通过两种变换建立这种广义的洛伦兹变换，这两种变换就是狭义的洛伦兹变换和纯粹的空间变换，纯粹的空间变换相当于用一个坐标轴指向其他方向的新的直角坐标系代换原有的直角坐标系。我们可以用数学方法，对推广了的洛伦兹变换的特性作如下的描述：推广了的洛伦兹变换就是用x,y,z,t的线性齐次函数来表示x’,y’,z’,t’,而这种线性齐次函数的性质又必须能使关系式 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝x²＋y²＋z²－c²t² (11a) 恒等地被满足。也就是说：如果我们用这些x,y,z,t的线性齐次函数来代换在（11a）左边所列的x',y',z',t',则(11a)的左边与其右边完全一致。从爱因斯坦依据同一发光事件，将任意点在两个系的坐标，分别在各自参照系运用光速不变假设x－ct＝0， x'－ct'＝0，从而得到x'＝ax－bct 和 ct'＝act－bx ，爱因斯坦充分运用了他作的光速不变假设的“光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着”，在依据特殊条件求解待定系数a、b的过程中，再次运用了基于光速不变假设的相对性同时性理念，来确定静长度和动长度的关系，最终导出洛伦兹变换，导出洛伦兹变换后，还特别强调，它满足条件x'²－c²t'²＝x²－ct² ，而这x'²－c²t'²＝x²－ct² 正是光速不变假设得来的所谓相对论的间隔不变性，后面还用相对性原理，从一个系的波动方程x²＋y²＋z²－c²t²＝0直接推及另一个系的波动方程 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝0 。最后再次强调由光速不变假设得到的间隔不变性的另一种通用形式x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝x²＋y²＋z²－c²t² 。从这一系列推导己阐述不难看出，相对论的同时性相对性，间隔不变性，洛伦兹变换，以及钟慢尺缩等相对论基本结论完全依赖于爱因斯坦的光速不变假设。在这里，相对论从前提假设，到理论推演，在得出结论有不有问题呢？答案是肯定的，因为我们知道有个最基本的物理规律，那就是矢量合成，因为速度是矢量，速度的矢量合成不仅在物理上而且在数学上也被普遍运用，速度的矢量合成有一个常用的地方，那就是直接用于参照系变换，借用上面的图，如果参照系K’在 x轴方向相对于参照系K以速度v运动，而一束光相对于参照系K’速度为c，那么，按矢量合成规律，相对于参照系K，他的速度就为c+v，怎么可能像爱因斯坦假设的那样，同一束光相对于两个参照系都是c？但由于相对论的名头非常大，估计很多的物理研究者都不愿相信相对论会犯这种低级错误，由于相对论的伟大不是一挥而就的，我们不妨从相对论的一点一滴谈起。由于有矢量合成规律，在相对论出现以前，谁也不会相信像爱因斯坦假设的那样，同一束光相对于两个参照系都是c。直到现在，矢量合成规律还写在物理和数学课本上被普遍运用，那为什么有一部分人（应该是极少数，因为即便是支持相对论的人，占很大一部分也不了解相对论到底是什么样的理论。）被逐渐爱因斯坦策反了呢？就以《论动体的电动力学》上面介绍的极少部分为例，爱因斯坦宣传工作做得好，例如： 1、他反复强调，在“静系”中，要让光从A 到B，再从B反射回A，并tB-tA=t’A-tB，来实现对钟，实际上，我们就被多次暗示，相对于参照系，光速总是c。 2、 “根据经验，我们把2A B/（ t’A -tA）=c 当作一个普适常数（光在虚空空间中的速度）”，在这宣称经验的说词中，没有参照系，但稍有物理基础的人都知道，要研究运动，就必须选参照系，因此，我们被再一次暗示，无论如何选参照系，相对于任意参照系，光速总是c。 3、他前后两次讲了他的光速不变假设，只讲光速是确定的速度c，同样绝口不提参照系，实际上，我们又前后两次被暗示，无论如何选参照系，光速总是c。 4、前后两次讲了他的光速不变假设，第二次表述将postulate（假设）换为principles（原理），借助这一语言攻势，我们被暗示，这个假设并不是那么假。 5、在“静系”中他的tB-tA=rA B/(c+v)， t’A-tB,=rA B/(c-v)，实际上也在暗示，相对于所在的参照系，光速一定为c。 6、多次提到测量，将“静系”中“量得”杆长命名为rA B，与动系中的杆长A B于区别，有意无意地暗示杆在两个系长度不同。在《狭义及广义相对论浅说》中，对于光速不变假设，爱因斯坦也有更强的语言攻势，多次将自己的假设说成定律： 1、首先，他列出了一个大标题“光的传播定律与相对性原理的表面抵触”，直接把自己的假设说成定律。他给出的理由是【在物理学中几乎没有比真空中光的传播定律更简单的定律了，学校里的每个儿童都知道，或者相信他知道，光在真空中沿直线以速度c=300，000公里／秒传播。无论如何我们非常精确地知道，这个速度对于所有各色光线都是一样的。用力如果不是这样，则当一颗恒星为其邻近的黑暗星体所掩食时，其各色光线的最小发射值就下会同时被看到。荷兰天文学家德西特（De Sitter）根据对双星的观察，也以相似的理由指出，光的传播速度不能依赖于发光物体的运动速度。关于光的传播速度与其“在空间中”的方向有关的假定即就其本身而言也是难以成立的】。如果相对论真有传说中的那么伟大，就不怕被质疑，也一定能经受住质疑。水星之魅在理论物理吧屏蔽我的《相对论之误》，他的理由是【相对论错误一眼就可以看出来】，不需要我长篇大论《相对论之误》指出，所以，他要屏蔽我的这一帖子，有不有吧务相反，以【相对论正确一眼就可以看出来】为借口封我的号呢？如果有，他两可以联手封堵反相的声音，靠吧权呵护相对论，让相对论靠吧权的细心呵护而伟大。我是就事论事，但并没有辱骂吧务，请吧务不要以辱骂吧务为借口封我的号，拜托了。

教相对论的丽雅在反相吧靠吧权呵护相对论原相对论吧吧主、自称教相对论物理的丽雅，在反相吧靠违规使用小吧权利呵护相对论，相关细节见https://tieba.baidu.com/p/7694253812 我所给出的证据欢迎观众朋友们去一一核实，如果经过核实，大家发现我给出的证据真实可信，务必请大家广而告之，就说有一个曾经的相对论吧吧主、自称教相对论物理的丽雅Leah在反相吧靠违规使用小吧权利呵护相对论。

【原创】相对论之误【关键词】：相对论、光速不变假设、定律。【摘要】：爱因斯坦作光速不变假设，把它称为光速不变原理甚至光的传播定律，把它当做定律导出洛伦兹变换等一系列相对论结论，由此构建出整个相对论的理论体系。阿尔伯特·爱因斯坦的第一篇相对论论文《论动体的电动力学》1905年6月30日投稿在《物理年鉴》，该论文首先以“堵如此类的例子，以及企图证实地球相对于“光媒质”运动的实验的失败，引起了这样一种猜想：绝对静止这概念，不仅在力学中，而且在电动力学中也不符合现象的特性，倒是应当认为，凡是对力学方程适用的一切坐标系，对于上述电动力学和光学的定律也一样适用，对于第一级微量来说，这是已经证明了的。我们要把这个猜想（它的内容以后就称之为“相对性原理”）提升为公设，并且还要引进另一条在表面上看来同它不相容的假设：光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着，这速度同发射体的运动状态无关。由这两条假设，根据静体的麦克斯韦理论，就足以得到一个简单而又不自相矛盾的动体电动力学”，谈到了光速不变假设在相对论中的核心地位，表明了他当初创建相对论的原因及其目的。在这段文字中，也首次提到了光速不变假设：光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着，这速度同发射体的运动状态无关。该论文又提出了在一个系依据光，来确定处于A 、B两个位置静止的两只钟同步的办法，让光从A 到B，再从B反射回A，说 “如果tB-tA=t’A-tB, 那么，这两只钟按照定义是同步的。我们假定，这个同步性的定义是可以没有矛盾的……这样，我们借助于某些（假想的）物理经验，对于静止在不同地方的各只钟，规定了什么叫做它们是同步的，从而显然也就获得了“同时”和“时间”的定义。一个事件的“时间”，就是在这事件发生地点静止的一只钟同该事件同时的一种指示，而这只钟是同某一只特定的静止的钟同步的，而且对于一切的时间测定，也都是同这只特定的钟同步的……根据经验，我们把2A B/（ t’A -tA）=c 当作一个普适常数（光在虚空空间中的速度）”。从上面《论动体的电动力学》这段文字不难看出，他是在认定这个参照系各向光速不变，来定义时间的同时，因为tB-tA=A B/c， t’A-tB, =A B/c，一定有tB-tA=t’A-tB，相反地，如果前后光速存在差异并非同一个值c，则tB-tA=t’A-tB不成立。其实，就理论而言，我们定义同时无需光崇拜，并不一定要依赖光，如果我们知道一种甚至两种在参照系中前后运动速度相同v1=v2的物理信号，也可以因为A B /v1 = A B / v2，依据tB-tA=t’A-tB来定义同时，因此，他这时间同步定义所依据的“（假想的）物理经验”就是他的光速不变假设，有了这一假设，才有前后光速相等，但必须注意，他这样靠推理来定义同时，并不能说明存在【相对于任何一个参照系，各向光速不变】这样的物理经验，而且，也没有任何物理经验证实相对于不同参照系光速为同一个值c。他的同时定义与他的光速不变假设虽然存在互动，存在相互照应，但由于所谓的物理经验仅仅是没有实证的假想，故最多算一种自圆其说的“自洽”，仅此而已。随后又对光速不变假设作了第二次略有变化的表述，将原来所说的假设改称为原理：光速不变原理：光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着，这速度同发射体的运动状态无关。通过这一表述，进一步阐明了相对论中，相对于任意惯性参照系光速始终为c的观点，值得一提的是，虽然先后两种表述将postulate（假设）换为principles（原理），但其本质仍然是一个假设。在两次介绍光速不变假设后，以光速不变假设为前提，提出了相对论的同时性相对性观点：一杆相对于另一个物体运动，光在杆上 A 、B两点往返，相对于杆，按光速不变假设，相对于杆前后光速不变，光速均为c，光传播事件光往返的时间就该相等tB-tA=t’A-tB。如果相对于另一个物体，也按光速不变假设，相对于地面前后光速不变，光速均为c，故光从A 到B，再从B反射回A，相对于杆光的速度分别为c+v和c-v。因此同一个光传播事件在另一个物体所在的系却不同时：tB-tA=rA B/(c+v)， t’A-tB,=rA B/(c-v)。由此说明基于光速不变假设就会得到同时性的相对性。(爱因斯坦在这里两个系表示长度所用的字母A B 和rA B不同，仅仅是要与他的所谓长度相对性说法一致。) 当然，上述另一个系的结论也可由(tB-tA ) c=rA B-(tB-tA)v，(t’A-tB ) c =rA B +(t’A-tB ) v得到。实际上这就是，由于杆上的点A 和B为动点，对地面系而言，光在杆上移动的距离A B’<B’ A ’，再按光速不变假设，相对于另一个系也光速不变，光速均为c，自然有A B’/ c <B’ A ’ / c，即tB-tA< t’A-tB另一个系不同时，光以相同速度通过距离不等的两个路程，所需时间当然不同。对这一分析过程，我们其实不用搞光崇拜，一杆相对于另一个物体运动使，就理论而言，完全可以让一个物理信号在杆上 A 、B两点等速的往返，相对于杆，该物理信号往返的时间就该相等tB-tA= t’A-tB。相对于另一个物体，还可以有另一个物理信号在A 、B两点等速的往返，由于杆上的点A 和B为动点，对另一个系而言，另一个物理信号在杆上移动的距离A B’<B’ A ’，另一个物理信号以相同速度通过距离不等的两个路程，所需时间当然不同。由于是两个物理信号在A 、B两点等速的往返，而非同一个物理信号，分属两个不同的物理事件，所以，这并不能锁定同时性存在相对性。那为什么爱因斯坦根据光所做的分析能得到同时性存在相对性呢？完全在于他认为光信号相对于杆前后光速相同，这一光信号相对于另一个参照系也同样前后光速相同，人为设定同一物理事件光信号传播有这样的特性，也就是他的光速不变假设。由于爱因斯坦除了“（假想的）物理经验”，并没有给出物理事实来证明他的光速不变假设属于物理经验，他这同时性相对性推演并不能在物理上能立足。随后同样是在设定光的传播满足光速不变假设的条件下，推出相对论的洛伦兹变换，以及相对论的速度合成公式，其间，这篇文章还简略的分析了相对论的钟慢尺缩结论。与《论动体的电动力学》相比，爱因斯坦在《狭义与广义相对论浅说》中，做了相对来说更简单的推导：洛伦兹变换的简单推导按照图2所示两坐标系的相对取向，该两坐标系的x轴永远是重合的。在这个情况下我们可以把问题分为几部分，首先只考虑x轴上发生的事件。任何一个这样的事件，对于坐标系K是由横坐标x和时间t来表示，对于坐标系K’则由横坐标x’和时间t’来表示。当给定x和t时，我们要求出x’和t’。沿着正x轴前进的一个光信号按照方程 x＝ct 或 x－ct＝0 (1) 传播。由于同一光信号必须以速度c相对于K'传播，因此相对于坐标系K'的传播将由类似的公式 x'－ct'＝0 (2) 表示。满足(1)的那些空时点(事件)必须也满足(2)。显然这一点是成立的，只要关系 (x’－ct’)＝λ(x－ct) (3) 一般地被满足，其中λ表示一个常数；因为，按照(3)，(x－ct)等于零时(x'－ct')就必然也等于零。如果我们对沿着负x轴传播的光线应用完全相同的考虑，我们就得到条件 (x’＋ct’)＝μ(x＋ct) (4) 方程(3)和(4)相加(或相减)，并为方便起见引入常数a和b代换常数λ和μ，令 a＝(λ＋μ)/2 以及 b＝(λ－u)/2 我们得到方程 x'＝ax－bct (5) ct'＝act－bx (5a) 因此，若常数a和b为已知，我们就得到我们的问题的解。a和b可由下述讨论确定。对于K'的原点我们永远有x'＝0，因此按照(5)的第一个方程 x＝(bc/a)t 如果我们将K'的原点相对于K的运动的速度称为v，我们就有 v＝bc/a (6) 同一量值v可以从方程式(5)得出，只要我们计算K'的另一点相对于K的速度，或者计算K的一点相对于K'的速度（指向负x轴）。总之，我们可以指定v为两坐标系的相对速度。还有，相对性原理告诉我们，由K判断的相对于K’保持静止的单位量杆的长度，必须恰好等于由K’判断的相对于K保持静止的单位量杆的长度。为了看一看由K观察x'轴上的诸点是什么样子，我们只需要从K对K'拍个“快照”；这意味着我们必须引入t(K的时间)的一个特别的值，例如t=0。对于这个t的值，我们从(5)的第一个方程就得到x'＝ax. 因此，如果在K'坐标中测量，x'轴上两点相隔的距离为Δx'＝1，该两点在我们瞬时快照中相隔的距离就是 Δx＝1/a (7) 但是如果从K’(t'=0)拍快照，而且如果我们从方程(5)消去t，考虑到表示式(b)，我们得到 x'＝a(1－v²/c²)x 由此我们推断，在x轴上相隔距离1(相对于K)的两点，在我们的快照上将由距离 Δx'＝a(1－v²/c²) (7a) 表示。但是根据以上所述，这两个快照必须是全等的；因此(7)中的Δx必须等于(7a)中的Δx'，这样我们就得到 a²＝1/(1－v²/c²) (7b) 方程(6)和(7b)决定常数a和b。在(5)中代入这两个常数的值，我们得到在第11节所提出的第一个和第四个方程： x'＝(x－vt)/√(1－v²/c²) t'＝(t－vx/c²) /√(1－v²/c²) (8) 这样我们就得到了对于在x轴上的事件的洛仑兹变换。它满足条件 x'²－c²t'²＝x²－ct² (8a) 再把这个结果加以推广，以便将发生在x轴外面的事件也包括进去。此项推广只要保留方程(8)并补充以关系式 y'＝y z'＝z (9) 就能得到。这样，无论对于坐标系K或是对于坐标系K'，我们都满足了任意方向的光线在真空中速度不变的公设。这一点可以证明如下。设在时间t=0时从K的原点发出一个光信号。这个光信号将按照方程 r＝√(x²＋y²＋z²)＝ct 传播，或者，如果方程两边取平方，按照方程 x²＋y²＋z²－c²t²＝0 (10) 传播。光的传播定律结合着相对性公设要求所考虑的信号(从K'去判断)应按照对应的公式 r'＝ct' 或 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝0 (10a) 传播。为了使方程(10a)可以从方程(10)推出，我们必须有 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝σ(x²＋y²＋z²－c²t²) (11) 由于方程(8a)对于x轴上的点必须成立，因此我们有σ＝1。不难看出，对于σ＝1，洛伦兹变换确实满足(11)；因为(11)可以由(8a)和(9)推出，因而也可以由(8)和(9)推出。这样我们就导出了洛伦兹变换。由(8)和(9)表示的洛伦兹变换仍需加以推广。显然，在选择K'的轴时是否要使之与K的轴在空间中相互平行是无关重要的。同时，K'相对于K的平动速度是否沿x轴的方向也是无关紧要的。通过简单的考虑可以证明，我们能够通过两种变换建立这种广义的洛伦兹变换，这两种变换就是狭义的洛伦兹变换和纯粹的空间变换，纯粹的空间变换相当于用一个坐标轴指向其他方向的新的直角坐标系代换原有的直角坐标系。我们可以用数学方法，对推广了的洛伦兹变换的特性作如下的描述：推广了的洛伦兹变换就是用x,y,z,t的线性齐次函数来表示x’,y’,z’,t’,而这种线性齐次函数的性质又必须能使关系式 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝x²＋y²＋z²－c²t² (11a) 恒等地被满足。也就是说：如果我们用这些x,y,z,t的线性齐次函数来代换在（11a）左边所列的x',y',z',t',则(11a)的左边与其右边完全一致。从爱因斯坦依据同一发光事件，将任意点在两个系的坐标，分别在各自参照系运用光速不变假设x－ct＝0， x'－ct'＝0，从而得到x'＝ax－bct 和 ct'＝act－bx ，爱因斯坦充分运用了他作的光速不变假设的“光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着”，在依据特殊条件求解待定系数a、b的过程中，再次运用了基于光速不变假设的相对性同时性理念，来确定静长度和动长度的关系，最终导出洛伦兹变换，导出洛伦兹变换后，还特别强调，它满足条件x'²－c²t'²＝x²－ct² ，而这x'²－c²t'²＝x²－ct² 正是光速不变假设得来的所谓相对论的间隔不变性，后面还用相对性原理，从一个系的波动方程x²＋y²＋z²－c²t²＝0直接推及另一个系的波动方程 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝0 。最后再次强调由光速不变假设得到的间隔不变性的另一种通用形式x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝x²＋y²＋z²－c²t² 。从这一系列推导己阐述不难看出，相对论的同时性相对性，间隔不变性，洛伦兹变换，以及钟慢尺缩等相对论基本结论完全依赖于爱因斯坦的光速不变假设。在这里，相对论从前提假设，到理论推演，在得出结论有不有问题呢？答案是肯定的，因为我们知道有个最基本的物理规律，那就是矢量合成，因为速度是矢量，速度的矢量合成不仅在物理上而且在数学上也被普遍运用，速度的矢量合成有一个常用的地方，那就是直接用于参照系变换，借用上面的图，如果参照系K’在 x轴方向相对于参照系K以速度v运动，而一束光相对于参照系K’速度为c，那么，按矢量合成规律，相对于参照系K，他的速度就为c+v，怎么可能像爱因斯坦假设的那样，同一束光相对于两个参照系都是c？但由于相对论的名头非常大，估计很多的物理研究者都不愿相信相对论会犯这种低级错误，由于相对论的伟大不是一挥而就的，我们不妨从相对论的一点一滴谈起。由于有矢量合成规律，在相对论出现以前，谁也不会相信像爱因斯坦假设的那样，同一束光相对于两个参照系都是c。直到现在，矢量合成规律还写在物理和数学课本上被普遍运用，那为什么有一部分人（应该是极少数，因为即便是支持相对论的人，占很大一部分也不了解相对论到底是什么样的理论。）被逐渐爱因斯坦策反了呢？就以《论动体的电动力学》上面介绍的极少部分为例，爱因斯坦宣传工作做得好，例如： 1、他反复强调，在“静系”中，要让光从A 到B，再从B反射回A，并tB-tA=t’A-tB，来实现对钟，实际上，我们就被多次暗示，相对于参照系，光速总是c。 2、 “根据经验，我们把2A B/（ t’A -tA）=c 当作一个普适常数（光在虚空空间中的速度）”，在这宣称经验的说词中，没有参照系，但稍有物理基础的人都知道，要研究运动，就必须选参照系，因此，我们被再一次暗示，无论如何选参照系，相对于任意参照系，光速总是c。 3、他前后两次讲了他的光速不变假设，只讲光速是确定的速度c，同样绝口不提参照系，实际上，我们又前后两次被暗示，无论如何选参照系，光速总是c。 4、前后两次讲了他的光速不变假设，第二次表述将postulate（假设）换为principles（原理），借助这一语言攻势，我们被暗示，这个假设并不是那么假。 5、在“静系”中他的tB-tA=rA B/(c+v)， t’A-tB,=rA B/(c-v)，实际上也在暗示，相对于所在的参照系，光速一定为c。 6、多次提到测量，将“静系”中“量得”杆长命名为rA B，与动系中的杆长A B于区别，有意无意地暗示杆在两个系长度不同。在《狭义及广义相对论浅说》中，对于光速不变假设，爱因斯坦也有更强的语言攻势，多次将自己的假设说成定律： 1、首先，他列出了一个大标题“光的传播定律与相对性原理的表面抵触”，直接把自己的假设说成定律。他给出的理由是【在物理学中几乎没有比真空中光的传播定律更简单的定律了，学校里的每个儿童都知道，或者相信他知道，光在真空中沿直线以速度c=300，000公里／秒传播。无论如何我们非常精确地知道，这个速度对于所有各色光线都是一样的。用力如果不是这样，则当一颗恒星为其邻近的黑暗星体所掩食时，其各色光线的最小发射值就下会同时被看到。荷兰天文学家德西特（De Sitter）根据对双星的观察，也以相似的理由指出，光的传播速度不能依赖于发光物体的运动速度。关于光的传播速度与其“在空间中”的方向有关的假定即就其本身而言也是难以成立的】。反相维相之间的交锋属于学术之争，如果相对论真有传说中的那么伟大，就不怕被质疑，也一定能经受住质疑。水星之魅在理论物理吧屏蔽我的《相对论之误》，他的理由是【相对论错误一眼就可以看出来】，不需要我长篇大论《相对论之误》指出，所以，他要屏蔽我的这一帖子，用这种借口来选择性封堵反相声音显得滑稽可笑，因为其他害怕反相声音的人也可以以【相对论正确一眼就可以看出来】为借口来封堵反相声音，我并未辱骂过丽雅Leah，可自称教相对论物理的丽雅Leah总是以辱骂吧务为借口对我选择性删帖封号，这实际上就是靠吧权呵护相对论，让相对论靠吧权的细心呵护而伟大。

张朝阳的推导及说法不能说明相对论正确张朝阳的物理课：又见硬核推导，六块黑板写不下时间和空间不是各自独立的吗？怎么搅和到一块儿了？世界上最有名的方程E=mc²是怎么来的？3月11日，《张朝阳的物理课》线下“新春第一课”首次开讲，搜狐创始人、董事局主席兼CEO张朝阳与来自北京各高校的物理学子及物理爱好者们一起探讨物理的奥秘。课堂上，他从光速不变理论出发，通过各种思想实验推导出时间膨胀、长度收缩、质速关系等违反直觉的相对论效应，利用质速关系与能量的定义进一步推导质能关系,并讲解了质能关系的意义与应用。之后又与现场同学讨论了此前直播课的相关问题，例如，薛定谔如何猜出薛定谔方程、如何用不确定性原理估算氢原子半径等。此外，人大附中物理教师、科普视频创作者李永乐作为特邀嘉宾现身课堂，与大家进行了深入的互动交流。运动的时钟走得慢？从光速不变推导时间膨胀 “我的课比较强调硬核推导。”张朝阳在开场介绍。线下“新春第一课”，张朝阳重点讲解了狭义相对论中最著名的方程E=mc²，并结合案例加以解释。要理解狭义相对论，必须先了解光速的特殊性。他先从麦克斯韦方程组导出的电磁波方程入手，指出光速与参考系无关这一反直觉的论述。他从光速不变出发，推导出时间膨胀效应。张朝阳举例：假设有一个以速度u沿水平方向运动的飞船，飞船底部到顶部的距离为L。从飞船底部竖直向顶部发射一束光，光到达顶部后竖直反射回底部。推导时间膨胀的思想实验从飞船内部看，这个过程中光经过的距离为2L，那么光从底部出发，到光被底部接收，此时间间隔为∆t'=2L/c。若在地面观察这个过程，设相应的时间间隔为∆t，由于光从底部到顶部与从顶部回到底部是个对称的过程，那么光到达顶部所用时间为∆t/2。在这个过程中，光走的路线与飞船底部发射点走的路线构成直角三角形，满足勾股定理：解此方程得到：可以发现，对于地面参考系，自光从底部发射，到光经反射回到底部，此时间差是飞船参考系下相应时间差的γ倍，其中γ大于1。而在飞船参考系下，光从底部发射，与光回到底部，这两个事件是在同一地点发生的，也就是它们可以对应飞船参考系里一个静止的钟，于是公式∆t=γ∆t'表明地面参考系的钟走得比飞船参考系的钟要快。更一般地说，运动的时钟比静止的时钟走得慢，这就是“时间膨胀”效应。运动的尺子会缩短？从洛伦兹变换看长度收缩张朝阳已推出时间膨胀效应。时间流逝的快慢竟然与参考系间的相对运动速度有关，这说明时间与空间不再是绝对的，而是联系到了一起。描述时间与空间之间的联系的方程就是洛伦兹变换公式，它是狭义相对论中两个作相对匀速运动的惯性参考系之间的坐标变换：作为洛伦兹变换的一个应用，张朝阳基于此推导了相对论另一个重要的反直觉效应，即“长度收缩”效应。惯性系S’相对惯性系S以速度u向x正方向运动。在S’系放一个相对静止、长度为L的尺子，尺子的左端为S’系的原点，尺子的右端对应的坐标为x’=L。假设在S系中，t=0时刻，尺子左端刚好到达S系原点，而此时尺子右端对应的坐标是x。由于尺子右端在S’系的位置坐标始终为x’=L，那么根据洛伦兹变换，考察尺子右端，可以得到方程：如前所述，S系中x对应的时刻为t=0，于是：坐标x是动尺在左端到达S系原点时尺子右端的位置，这真是尺子在S系中的长度。上面的公式表明：运动的尺子会缩短到原来的1/γ。这与牛顿力学和传统直觉相违背，张朝阳解释说，其中的本质原因是，测量长度是同时测量物体两端在坐标系里的位置之差，而相对论中的同时性是具有相对性的，即在S系中同时看到尺子两端对应的两个事件，在S’系中并不一定是同时的，所以在不同参考系中测得的尺子长度自然就很可能不同。运动的物体质量增？速度变换、动量守恒，推导质速关系洛伦兹变换只是坐标的变换，利用简单的微分知识，张朝阳进一步通过洛伦兹变换导出了速度在不同参考系的变换公式：可以发现，不仅x分量的速度变换公式不再是简单的速度叠加，连y分量的速度也会发生变化。这是因为不同的参考系里，时间流逝的快慢也不同了，即使洛伦兹变换中y分量的坐标不变，y分量的速度仍然会有变化。有了速度变换关系，就可以推导质速关系了。先在S系中设想一个思想实验：两个质量完全相同的小球1和小球2，分别以速度（Vx=u，Vy）和速度（-Vx，-Vy）运动，它们在S系的原点发生完全弹性碰撞。由于两球质量相同，由动量守恒可知，碰撞前后，其速度大小相同、方向相反。完全弹性碰撞没有能量损失，它们碰撞之后的速度大小与碰撞前一样。假设小球1碰撞之后的速度为（Vx=u，-Vy），那么小球2碰撞之后的速度必然为（-Vx，Vy）。现在在另一个参考系S’系中观察这个过程。S’系相对于S系沿x方向以速度u运动，那么根据速度变换公式，小球1碰撞前后x方向的速度都为0，而碰撞前后y分量速度大小为：对于小球2，同样利用速度变换公式，可以得到S’系里x分量的速度为：y分量的速度大小：现在若假定在相对论中动量也具有p=mv的形式，设S’系里小球1与小球2的质量分为m1和m2，那么在S’系中为了使y分量动量守恒依然满足，需要小球1的动量变化等于小球2的动量变化：联立上述各式，可得：为了方便，不妨让小球们碰撞的y分量速度Vy趋于0，这样S’系中小球1就趋于静止状态，其质量m1可写为m0。而S’系中小球2的速度v就趋于x分量的速度，即v=V2x’只是u的函数，那么根据v与u的关系，将上述质量关系表达式中的u用v写出，则得到：其中，已将m2用符号m代替。m代表以速度v运动的“动质量”，而m0代表物体静止时的质量，称为“静质量”。上式说明以p=mv定义的所谓“动质量”不再像牛顿力学中那样是一个与参考系无关的常数，而是一个与速度有关的量，这就是质速关系。质能方程统一质量能量低速极限呼应牛顿形式有了质速关系，就可以进一步推导质能关系。能量E仍然按照传统的力乘以其所作用的位移来定义：其中v是物体的运动速度，而p=mv。将质量m与速度v的质速关系代入可得：显然质量为零时，能量也为零。最终可以积分得到伟大的质能方程：虽然这看起来与牛顿力学的能量表达式相差甚远，但如果速度v相对于光速c较小，即v/c是个小量，则可对能量对v/c作泰勒展开：可以发现,在这一近似下，能量对速度的依赖，又回到牛顿力学中的传统形式。张朝阳强调，我们需要注意，当物体的速度为0时，能量并不是0，而是其静质量乘以光速的平方，一点点质量即包含很大的能量。这是个划时代的方程，它说明质量与能量是统一的，将原先旧的物理学中看起来毫无关联的两个量联系在了一起，物理中非常重要的守恒量也得到了扩展，不再是质量与能量各自守恒，而是质能守恒。张朝阳又以铀235的裂变过程为例，说明质量可以转化成能量，而其能量可以用爱因斯坦质能方程计算出来。现场互动讨论薛定谔方程用量子力学公式推导氢原子半径在其后的互动环节中，张朝阳还与同学们探讨了各种物理问题。包括薛定谔是如何猜测出薛定谔方程的？张朝阳对此进行了现场推导：爱因斯坦假设光子存在，并且提出了光的波粒二象性；德布罗意进一步假设所有物质都具有波粒二象性，且对于物质粒子，可以仿照电磁波的形式描写物质波；之后，波对时间求导可以得到能量相关的项，波对空间求导可以得到动量相关的项目；最后，将哈密顿量中的能量与动量换成相应的算符，并把研究对象用波函数形式表达，即可猜出薛定谔方程。此外，对于“如何用不确定性原理估算出氢原子半径？”的问题，张朝阳解释，从经典电动力学的观点看，电子绕原子核转动会向外辐射电磁波，能量降低，且迅速塌缩到原子核里，那么氢原子就不能稳定存在了。但在量子力学中，定性地讲，动量与位置满足不确定性关系，电子往原子核塌缩时，其位置不确定度越小，动量不确定度就越大，从而让电子有远离原子核的趋势，抵消了电子往原子核塌缩的趋势。张朝阳不仅做了定性的说明，还做了定量的计算。他现场推导利用不确定性原理将动量表示成位置的不确定度并代入到哈密顿量中，计算出能量取最小值时的位置不确定度。这正是玻尔半径，也就是氢原子处于基态时电子的“轨道半径”，电子并不会塌缩到原子核内。张朝阳惊叹这种简单估算得到的结果竟然与严格求解薛定谔方程的结果相一致。这正体现了不确定性原理的简洁、深刻、有效。此外，人大附中物理教师、科普视频创作者李永乐作为特邀嘉宾也来到了“新春第一课”的现场。有同学提到在刚结束的冬奥会上，联通5G直播背后的物理学原理问题时，李永乐以精简且有趣的语言阐述了联通5G大速率、低延时、覆盖广等优势，体现了大国实力下科技为生活增添美好的硬核实力。课堂最后，张朝阳与李永乐用三星Galaxy S22手机和到场的全体同学一起合影留念。文/金仁甫

【原创】相对论之误【关键词】：相对论、光速不变假设、定律。【摘要】：爱因斯坦作光速不变假设，把它称为光速不变原理甚至光的传播定律，把它当做定律导出洛伦兹变换等一系列相对论结论，由此构建出整个相对论的理论体系。阿尔伯特·爱因斯坦的第一篇相对论论文《论动体的电动力学》1905年6月30日投稿在《物理年鉴》，该论文首先以“堵如此类的例子，以及企图证实地球相对于“光媒质”运动的实验的失败，引起了这样一种猜想：绝对静止这概念，不仅在力学中，而且在电动力学中也不符合现象的特性，倒是应当认为，凡是对力学方程适用的一切坐标系，对于上述电动力学和光学的定律也一样适用，对于第一级微量来说，这是已经证明了的。我们要把这个猜想（它的内容以后就称之为“相对性原理”）提升为公设，并且还要引进另一条在表面上看来同它不相容的假设：光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着，这速度同发射体的运动状态无关。由这两条假设，根据静体的麦克斯韦理论，就足以得到一个简单而又不自相矛盾的动体电动力学”，谈到了光速不变假设在相对论中的核心地位，表明了他当初创建相对论的原因及其目的。在这段文字中，也首次提到了光速不变假设：光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着，这速度同发射体的运动状态无关。该论文又提出了在一个系依据光，来确定处于A 、B两个位置静止的两只钟同步的办法，让光从A 到B，再从B反射回A，说 “如果tB-tA=t’A-tB, 那么，这两只钟按照定义是同步的。我们假定，这个同步性的定义是可以没有矛盾的……这样，我们借助于某些（假想的）物理经验，对于静止在不同地方的各只钟，规定了什么叫做它们是同步的，从而显然也就获得了“同时”和“时间”的定义。一个事件的“时间”，就是在这事件发生地点静止的一只钟同该事件同时的一种指示，而这只钟是同某一只特定的静止的钟同步的，而且对于一切的时间测定，也都是同这只特定的钟同步的……根据经验，我们把2A B/（ t’A -tA）=c 当作一个普适常数（光在虚空空间中的速度）”。从上面《论动体的电动力学》这段文字不难看出，他是在认定这个参照系各向光速不变，来定义时间的同时，因为tB-tA=A B/c， t’A-tB, =A B/c，一定有tB-tA=t’A-tB，相反地，如果前后光速存在差异并非同一个值c，则tB-tA=t’A-tB不成立。其实，就理论而言，我们定义同时无需光崇拜，并不一定要依赖光，如果我们知道一种甚至两种在参照系中前后运动速度相同v1=v2的物理信号，也可以因为A B /v1 = A B / v2，依据tB-tA=t’A-tB来定义同时，因此，他这时间同步定义所依据的“（假想的）物理经验”就是他的光速不变假设，有了这一假设，才有前后光速相等，但必须注意，他这样靠推理来定义同时，并不能说明存在【相对于任何一个参照系，各向光速不变】这样的物理经验，而且，也没有任何物理经验证实相对于不同参照系光速为同一个值c。他的同时定义与他的光速不变假设虽然存在互动，存在相互照应，但由于所谓的物理经验仅仅是没有实证的假想，故最多算一种自圆其说的“自洽”，仅此而已。随后又对光速不变假设作了第二次略有变化的表述，将原来所说的假设改称为原理：光速不变原理：光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着，这速度同发射体的运动状态无关。通过这一表述，进一步阐明了相对论中，相对于任意惯性参照系光速始终为c的观点，值得一提的是，虽然先后两种表述将postulate（假设）换为principles（原理），但其本质仍然是一个假设。在两次介绍光速不变假设后，以光速不变假设为前提，提出了相对论的同时性相对性观点：一杆相对于另一个物体运动，光在杆上 A 、B两点往返，相对于杆，按光速不变假设，相对于杆前后光速不变，光速均为c，光传播事件光往返的时间就该相等tB-tA=t’A-tB。如果相对于另一个物体，也按光速不变假设，相对于地面前后光速不变，光速均为c，故光从A 到B，再从B反射回A，相对于杆光的速度分别为c+v和c-v。因此同一个光传播事件在另一个物体所在的系却不同时：tB-tA=rA B/(c+v)， t’A-tB,=rA B/(c-v)。由此说明基于光速不变假设就会得到同时性的相对性。(爱因斯坦在这里两个系表示长度所用的字母A B 和rA B不同，仅仅是要与他的所谓长度相对性说法一致。) 当然，上述另一个系的结论也可由(tB-tA ) c=rA B-(tB-tA)v，(t’A-tB ) c =rA B +(t’A-tB ) v得到。实际上这就是，由于杆上的点A 和B为动点，对地面系而言，光在杆上移动的距离A B’<B’ A ’，再按光速不变假设，相对于另一个系也光速不变，光速均为c，自然有A B’/ c <B’ A ’ / c，即tB-tA< t’A-tB另一个系不同时，光以相同速度通过距离不等的两个路程，所需时间当然不同。对这一分析过程，我们其实不用搞光崇拜，一杆相对于另一个物体运动使，就理论而言，完全可以让一个物理信号在杆上 A 、B两点等速的往返，相对于杆，该物理信号往返的时间就该相等tB-tA= t’A-tB。相对于另一个物体，还可以有另一个物理信号在A 、B两点等速的往返，由于杆上的点A 和B为动点，对另一个系而言，另一个物理信号在杆上移动的距离A B’<B’ A ’，另一个物理信号以相同速度通过距离不等的两个路程，所需时间当然不同。由于是两个物理信号在A 、B两点等速的往返，而非同一个物理信号，分属两个不同的物理事件，所以，这并不能锁定同时性存在相对性。那为什么爱因斯坦根据光所做的分析能得到同时性存在相对性呢？完全在于他认为光信号相对于杆前后光速相同，这一光信号相对于另一个参照系也同样前后光速相同，人为设定同一物理事件光信号传播有这样的特性，也就是他的光速不变假设。由于爱因斯坦除了“（假想的）物理经验”，并没有给出物理事实来证明他的光速不变假设属于物理经验，他这同时性相对性推演并不能在物理上能立足。随后同样是在设定光的传播满足光速不变假设的条件下，推出相对论的洛伦兹变换，以及相对论的速度合成公式，其间，这篇文章还简略的分析了相对论的钟慢尺缩结论。与《论动体的电动力学》相比，爱因斯坦在《狭义与广义相对论浅说》中，做了相对来说更简单的推导：洛伦兹变换的简单推导按照图2所示两坐标系的相对取向，该两坐标系的x轴永远是重合的。在这个情况下我们可以把问题分为几部分，首先只考虑x轴上发生的事件。任何一个这样的事件，对于坐标系K是由横坐标x和时间t来表示，对于坐标系K’则由横坐标x’和时间t’来表示。当给定x和t时，我们要求出x’和t’。沿着正x轴前进的一个光信号按照方程 x＝ct 或 x－ct＝0 (1) 传播。由于同一光信号必须以速度c相对于K'传播，因此相对于坐标系K'的传播将由类似的公式 x'－ct'＝0 (2) 表示。满足(1)的那些空时点(事件)必须也满足(2)。显然这一点是成立的，只要关系 (x’－ct’)＝λ(x－ct) (3) 一般地被满足，其中λ表示一个常数；因为，按照(3)，(x－ct)等于零时(x'－ct')就必然也等于零。如果我们对沿着负x轴传播的光线应用完全相同的考虑，我们就得到条件 (x’＋ct’)＝μ(x＋ct) (4) 方程(3)和(4)相加(或相减)，并为方便起见引入常数a和b代换常数λ和μ，令 a＝(λ＋μ)/2 以及 b＝(λ－u)/2 我们得到方程 x'＝ax－bct (5) ct'＝act－bx (5a) 因此，若常数a和b为已知，我们就得到我们的问题的解。a和b可由下述讨论确定。对于K'的原点我们永远有x'＝0，因此按照(5)的第一个方程 x＝(bc/a)t 如果我们将K'的原点相对于K的运动的速度称为v，我们就有 v＝bc/a (6) 同一量值v可以从方程式(5)得出，只要我们计算K'的另一点相对于K的速度，或者计算K的一点相对于K'的速度（指向负x轴）。总之，我们可以指定v为两坐标系的相对速度。还有，相对性原理告诉我们，由K判断的相对于K’保持静止的单位量杆的长度，必须恰好等于由K’判断的相对于K保持静止的单位量杆的长度。为了看一看由K观察x'轴上的诸点是什么样子，我们只需要从K对K'拍个“快照”；这意味着我们必须引入t(K的时间)的一个特别的值，例如t=0。对于这个t的值，我们从(5)的第一个方程就得到x'＝ax. 因此，如果在K'坐标中测量，x'轴上两点相隔的距离为Δx'＝1，该两点在我们瞬时快照中相隔的距离就是 Δx＝1/a (7) 但是如果从K’(t'=0)拍快照，而且如果我们从方程(5)消去t，考虑到表示式(b)，我们得到 x'＝a(1－v²/c²)x 由此我们推断，在x轴上相隔距离1(相对于K)的两点，在我们的快照上将由距离 Δx'＝a(1－v²/c²) (7a) 表示。但是根据以上所述，这两个快照必须是全等的；因此(7)中的Δx必须等于(7a)中的Δx'，这样我们就得到 a²＝1/(1－v²/c²) (7b) 方程(6)和(7b)决定常数a和b。在(5)中代入这两个常数的值，我们得到在第11节所提出的第一个和第四个方程： x'＝(x－vt)/√(1－v²/c²) t'＝(t－vx/c²) /√(1－v²/c²) (8) 这样我们就得到了对于在x轴上的事件的洛仑兹变换。它满足条件 x'²－c²t'²＝x²－ct² (8a) 再把这个结果加以推广，以便将发生在x轴外面的事件也包括进去。此项推广只要保留方程(8)并补充以关系式 y'＝y z'＝z (9) 就能得到。这样，无论对于坐标系K或是对于坐标系K'，我们都满足了任意方向的光线在真空中速度不变的公设。这一点可以证明如下。设在时间t=0时从K的原点发出一个光信号。这个光信号将按照方程 r＝√(x²＋y²＋z²)＝ct 传播，或者，如果方程两边取平方，按照方程 x²＋y²＋z²－c²t²＝0 (10) 传播。光的传播定律结合着相对性公设要求所考虑的信号(从K'去判断)应按照对应的公式 r'＝ct' 或 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝0 (10a) 传播。为了使方程(10a)可以从方程(10)推出，我们必须有 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝σ(x²＋y²＋z²－c²t²) (11) 由于方程(8a)对于x轴上的点必须成立，因此我们有σ＝1。不难看出，对于σ＝1，洛伦兹变换确实满足(11)；因为(11)可以由(8a)和(9)推出，因而也可以由(8)和(9)推出。这样我们就导出了洛伦兹变换。由(8)和(9)表示的洛伦兹变换仍需加以推广。显然，在选择K'的轴时是否要使之与K的轴在空间中相互平行是无关重要的。同时，K'相对于K的平动速度是否沿x轴的方向也是无关紧要的。通过简单的考虑可以证明，我们能够通过两种变换建立这种广义的洛伦兹变换，这两种变换就是狭义的洛伦兹变换和纯粹的空间变换，纯粹的空间变换相当于用一个坐标轴指向其他方向的新的直角坐标系代换原有的直角坐标系。我们可以用数学方法，对推广了的洛伦兹变换的特性作如下的描述：推广了的洛伦兹变换就是用x,y,z,t的线性齐次函数来表示x’,y’,z’,t’,而这种线性齐次函数的性质又必须能使关系式 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝x²＋y²＋z²－c²t² (11a) 恒等地被满足。也就是说：如果我们用这些x,y,z,t的线性齐次函数来代换在（11a）左边所列的x',y',z',t',则(11a)的左边与其右边完全一致。从爱因斯坦依据同一发光事件，将任意点在两个系的坐标，分别在各自参照系运用光速不变假设x－ct＝0， x'－ct'＝0，从而得到x'＝ax－bct 和 ct'＝act－bx ，爱因斯坦充分运用了他作的光速不变假设的“光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着”，在依据特殊条件求解待定系数a、b的过程中，再次运用了基于光速不变假设的相对性同时性理念，来确定静长度和动长度的关系，最终导出洛伦兹变换，导出洛伦兹变换后，还特别强调，它满足条件x'²－c²t'²＝x²－ct² ，而这x'²－c²t'²＝x²－ct² 正是光速不变假设得来的所谓相对论的间隔不变性，后面还用相对性原理，从一个系的波动方程x²＋y²＋z²－c²t²＝0直接推及另一个系的波动方程 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝0 。最后再次强调由光速不变假设得到的间隔不变性的另一种通用形式x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝x²＋y²＋z²－c²t² 。从这一系列推导己阐述不难看出，相对论的同时性相对性，间隔不变性，洛伦兹变换，以及钟慢尺缩等相对论基本结论完全依赖于爱因斯坦的光速不变假设。在这里，相对论从前提假设，到理论推演，在得出结论有不有问题呢？答案是肯定的，因为我们知道有个最基本的物理规律，那就是矢量合成，因为速度是矢量，速度的矢量合成不仅在物理上而且在数学上也被普遍运用，速度的矢量合成有一个常用的地方，那就是直接用于参照系变换，借用上面的图，如果参照系K’在 x轴方向相对于参照系K以速度v运动，而一束光相对于参照系K’速度为c，那么，按矢量合成规律，相对于参照系K，他的速度就为c+v，怎么可能像爱因斯坦假设的那样，同一束光相对于两个参照系都是c？但由于相对论的名头非常大，估计很多的物理研究者都不愿相信相对论会犯这种低级错误，由于相对论的伟大不是一挥而就的，我们不妨从相对论的一点一滴谈起。由于有矢量合成规律，在相对论出现以前，谁也不会相信像爱因斯坦假设的那样，同一束光相对于两个参照系都是c。直到现在，矢量合成规律还写在物理和数学课本上被普遍运用，那为什么有一部分人（应该是极少数，因为即便是支持相对论的人，占很大一部分也不了解相对论到底是什么样的理论。）被逐渐爱因斯坦策反了呢？就以《论动体的电动力学》上面介绍的极少部分为例，爱因斯坦宣传工作做得好，例如： 1、他反复强调，在“静系”中，要让光从A 到B，再从B反射回A，并tB-tA=t’A-tB，来实现对钟，实际上，我们就被多次暗示，相对于参照系，光速总是c。 2、 “根据经验，我们把2A B/（ t’A -tA）=c 当作一个普适常数（光在虚空空间中的速度）”，在这宣称经验的说词中，没有参照系，但稍有物理基础的人都知道，要研究运动，就必须选参照系，因此，我们被再一次暗示，无论如何选参照系，相对于任意参照系，光速总是c。 3、他前后两次讲了他的光速不变假设，只讲光速是确定的速度c，同样绝口不提参照系，实际上，我们又前后两次被暗示，无论如何选参照系，光速总是c。 4、前后两次讲了他的光速不变假设，第二次表述将postulate（假设）换为principles（原理），借助这一语言攻势，我们被暗示，这个假设并不是那么假。 5、在“静系”中他的tB-tA=rA B/(c+v)， t’A-tB,=rA B/(c-v)，实际上也在暗示，相对于所在的参照系，光速一定为c。 6、多次提到测量，将“静系”中“量得”杆长命名为rA B，与动系中的杆长A B于区别，有意无意地暗示杆在两个系长度不同。在《狭义及广义相对论浅说》中，对于光速不变假设，爱因斯坦也有更强的语言攻势，多次将自己的假设说成定律： 1、首先，他列出了一个大标题“光的传播定律与相对性原理的表面抵触”，直接把自己的假设说成定律。他给出的理由是【在物理学中几乎没有比真空中光的传播定律更简单的定律了，学校里的每个儿童都知道，或者相信他知道，光在真空中沿直线以速度c=300，000公里／秒传播。无论如何我们非常精确地知道，这个速度对于所有各色光线都是一样的。用力如果不是这样，则当一颗恒星为其邻近的黑暗星体所掩食时，其各色光线的最小发射值就下会同时被看到。荷兰天文学家德西特（De Sitter）根据对双星的观察，也以相似的理由指出，光的传播速度不能依赖于发光物体的运动速度。关于光的传播速度与其“在空间中”的方向有关的假定即就其本身而言也是难以成立的】。如果相对论真有传说中的那么伟大，就不怕被质疑，也一定能经受住质疑。水星之魅在理论物理吧屏蔽我的《相对论之误》，他的理由是【相对论错误一眼就可以看出来】，不需要我长篇大论《相对论之误》指出，所以，他要屏蔽我的这一帖子，有不有吧务相反，以【相对论正确一眼就可以看出来】为借口封我的号呢？如果有，他两可以联手封堵反相的声音，靠吧权呵护相对论，让相对论靠吧权的细心呵护而伟大。我是就事论事，但并没有辱骂吧务，请吧务不要以辱骂吧务为借口封我的号，拜托了。

张朝阳的推导及说法不能说明相对论正确张朝阳的物理课：又见硬核推导，六块黑板写不下时间和空间不是各自独立的吗？怎么搅和到一块儿了？世界上最有名的方程E=mc²是怎么来的？3月11日，《张朝阳的物理课》线下“新春第一课”首次开讲，搜狐创始人、董事局主席兼CEO张朝阳与来自北京各高校的物理学子及物理爱好者们一起探讨物理的奥秘。课堂上，他从光速不变理论出发，通过各种思想实验推导出时间膨胀、长度收缩、质速关系等违反直觉的相对论效应，利用质速关系与能量的定义进一步推导质能关系,并讲解了质能关系的意义与应用。之后又与现场同学讨论了此前直播课的相关问题，例如，薛定谔如何猜出薛定谔方程、如何用不确定性原理估算氢原子半径等。此外，人大附中物理教师、科普视频创作者李永乐作为特邀嘉宾现身课堂，与大家进行了深入的互动交流。运动的时钟走得慢？从光速不变推导时间膨胀 “我的课比较强调硬核推导。”张朝阳在开场介绍。线下“新春第一课”，张朝阳重点讲解了狭义相对论中最著名的方程E=mc²，并结合案例加以解释。要理解狭义相对论，必须先了解光速的特殊性。他先从麦克斯韦方程组导出的电磁波方程入手，指出光速与参考系无关这一反直觉的论述。他从光速不变出发，推导出时间膨胀效应。张朝阳举例：假设有一个以速度u沿水平方向运动的飞船，飞船底部到顶部的距离为L。从飞船底部竖直向顶部发射一束光，光到达顶部后竖直反射回底部。推导时间膨胀的思想实验从飞船内部看，这个过程中光经过的距离为2L，那么光从底部出发，到光被底部接收，此时间间隔为∆t'=2L/c。若在地面观察这个过程，设相应的时间间隔为∆t，由于光从底部到顶部与从顶部回到底部是个对称的过程，那么光到达顶部所用时间为∆t/2。在这个过程中，光走的路线与飞船底部发射点走的路线构成直角三角形，满足勾股定理：解此方程得到：可以发现，对于地面参考系，自光从底部发射，到光经反射回到底部，此时间差是飞船参考系下相应时间差的γ倍，其中γ大于1。而在飞船参考系下，光从底部发射，与光回到底部，这两个事件是在同一地点发生的，也就是它们可以对应飞船参考系里一个静止的钟，于是公式∆t=γ∆t'表明地面参考系的钟走得比飞船参考系的钟要快。更一般地说，运动的时钟比静止的时钟走得慢，这就是“时间膨胀”效应。运动的尺子会缩短？从洛伦兹变换看长度收缩张朝阳已推出时间膨胀效应。时间流逝的快慢竟然与参考系间的相对运动速度有关，这说明时间与空间不再是绝对的，而是联系到了一起。描述时间与空间之间的联系的方程就是洛伦兹变换公式，它是狭义相对论中两个作相对匀速运动的惯性参考系之间的坐标变换：作为洛伦兹变换的一个应用，张朝阳基于此推导了相对论另一个重要的反直觉效应，即“长度收缩”效应。惯性系S’相对惯性系S以速度u向x正方向运动。在S’系放一个相对静止、长度为L的尺子，尺子的左端为S’系的原点，尺子的右端对应的坐标为x’=L。假设在S系中，t=0时刻，尺子左端刚好到达S系原点，而此时尺子右端对应的坐标是x。由于尺子右端在S’系的位置坐标始终为x’=L，那么根据洛伦兹变换，考察尺子右端，可以得到方程：如前所述，S系中x对应的时刻为t=0，于是：坐标x是动尺在左端到达S系原点时尺子右端的位置，这真是尺子在S系中的长度。上面的公式表明：运动的尺子会缩短到原来的1/γ。这与牛顿力学和传统直觉相违背，张朝阳解释说，其中的本质原因是，测量长度是同时测量物体两端在坐标系里的位置之差，而相对论中的同时性是具有相对性的，即在S系中同时看到尺子两端对应的两个事件，在S’系中并不一定是同时的，所以在不同参考系中测得的尺子长度自然就很可能不同。运动的物体质量增？速度变换、动量守恒，推导质速关系洛伦兹变换只是坐标的变换，利用简单的微分知识，张朝阳进一步通过洛伦兹变换导出了速度在不同参考系的变换公式：可以发现，不仅x分量的速度变换公式不再是简单的速度叠加，连y分量的速度也会发生变化。这是因为不同的参考系里，时间流逝的快慢也不同了，即使洛伦兹变换中y分量的坐标不变，y分量的速度仍然会有变化。有了速度变换关系，就可以推导质速关系了。先在S系中设想一个思想实验：两个质量完全相同的小球1和小球2，分别以速度（Vx=u，Vy）和速度（-Vx，-Vy）运动，它们在S系的原点发生完全弹性碰撞。由于两球质量相同，由动量守恒可知，碰撞前后，其速度大小相同、方向相反。完全弹性碰撞没有能量损失，它们碰撞之后的速度大小与碰撞前一样。假设小球1碰撞之后的速度为（Vx=u，-Vy），那么小球2碰撞之后的速度必然为（-Vx，Vy）。现在在另一个参考系S’系中观察这个过程。S’系相对于S系沿x方向以速度u运动，那么根据速度变换公式，小球1碰撞前后x方向的速度都为0，而碰撞前后y分量速度大小为：对于小球2，同样利用速度变换公式，可以得到S’系里x分量的速度为：y分量的速度大小：现在若假定在相对论中动量也具有p=mv的形式，设S’系里小球1与小球2的质量分为m1和m2，那么在S’系中为了使y分量动量守恒依然满足，需要小球1的动量变化等于小球2的动量变化：联立上述各式，可得：为了方便，不妨让小球们碰撞的y分量速度Vy趋于0，这样S’系中小球1就趋于静止状态，其质量m1可写为m0。而S’系中小球2的速度v就趋于x分量的速度，即v=V2x’只是u的函数，那么根据v与u的关系，将上述质量关系表达式中的u用v写出，则得到：其中，已将m2用符号m代替。m代表以速度v运动的“动质量”，而m0代表物体静止时的质量，称为“静质量”。上式说明以p=mv定义的所谓“动质量”不再像牛顿力学中那样是一个与参考系无关的常数，而是一个与速度有关的量，这就是质速关系。质能方程统一质量能量低速极限呼应牛顿形式有了质速关系，就可以进一步推导质能关系。能量E仍然按照传统的力乘以其所作用的位移来定义：其中v是物体的运动速度，而p=mv。将质量m与速度v的质速关系代入可得：显然质量为零时，能量也为零。最终可以积分得到伟大的质能方程：虽然这看起来与牛顿力学的能量表达式相差甚远，但如果速度v相对于光速c较小，即v/c是个小量，则可对能量对v/c作泰勒展开：可以发现,在这一近似下，能量对速度的依赖，又回到牛顿力学中的传统形式。张朝阳强调，我们需要注意，当物体的速度为0时，能量并不是0，而是其静质量乘以光速的平方，一点点质量即包含很大的能量。这是个划时代的方程，它说明质量与能量是统一的，将原先旧的物理学中看起来毫无关联的两个量联系在了一起，物理中非常重要的守恒量也得到了扩展，不再是质量与能量各自守恒，而是质能守恒。张朝阳又以铀235的裂变过程为例，说明质量可以转化成能量，而其能量可以用爱因斯坦质能方程计算出来。现场互动讨论薛定谔方程用量子力学公式推导氢原子半径在其后的互动环节中，张朝阳还与同学们探讨了各种物理问题。包括薛定谔是如何猜测出薛定谔方程的？张朝阳对此进行了现场推导：爱因斯坦假设光子存在，并且提出了光的波粒二象性；德布罗意进一步假设所有物质都具有波粒二象性，且对于物质粒子，可以仿照电磁波的形式描写物质波；之后，波对时间求导可以得到能量相关的项，波对空间求导可以得到动量相关的项目；最后，将哈密顿量中的能量与动量换成相应的算符，并把研究对象用波函数形式表达，即可猜出薛定谔方程。此外，对于“如何用不确定性原理估算出氢原子半径？”的问题，张朝阳解释，从经典电动力学的观点看，电子绕原子核转动会向外辐射电磁波，能量降低，且迅速塌缩到原子核里，那么氢原子就不能稳定存在了。但在量子力学中，定性地讲，动量与位置满足不确定性关系，电子往原子核塌缩时，其位置不确定度越小，动量不确定度就越大，从而让电子有远离原子核的趋势，抵消了电子往原子核塌缩的趋势。张朝阳不仅做了定性的说明，还做了定量的计算。他现场推导利用不确定性原理将动量表示成位置的不确定度并代入到哈密顿量中，计算出能量取最小值时的位置不确定度。这正是玻尔半径，也就是氢原子处于基态时电子的“轨道半径”，电子并不会塌缩到原子核内。张朝阳惊叹这种简单估算得到的结果竟然与严格求解薛定谔方程的结果相一致。这正体现了不确定性原理的简洁、深刻、有效。此外，人大附中物理教师、科普视频创作者李永乐作为特邀嘉宾也来到了“新春第一课”的现场。有同学提到在刚结束的冬奥会上，联通5G直播背后的物理学原理问题时，李永乐以精简且有趣的语言阐述了联通5G大速率、低延时、覆盖广等优势，体现了大国实力下科技为生活增添美好的硬核实力。课堂最后，张朝阳与李永乐用三星Galaxy S22手机和到场的全体同学一起合影留念。文/金仁甫

张朝阳的推导及说法不能说明相对论正确 //【要理解狭义相对论，必须先了解光速的特殊性。他先从麦克斯韦方程组导出的电磁波方程入手，指出光速与参考系无关这一反直觉的论述。他从光速不变出发，推导出时间膨胀效应。】// 真正了解狭义相对论都知道，爱因斯坦仅仅是在他的《论动体的电动力学》，作了一个光速具有特殊性的光速不变假设【假设：光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着，这速度同发射体的运动状态无关】。物理学的事实是速度与参照系选择性有关，光速也是速度，爱因斯坦作的这个光速具有特殊性的假设有多特殊呢，他在他的假设中，绝口不提参照系，以打哑谜的方式假设光速与参照系选择无关，不管相对于哪个参照系，光速都是同一个定值。速度与参照系选择有关，爱因斯坦却直接假设光速与参照系选择无关，他拿不出证据证明自己的假设可行，就用语音游戏自顶【我们可以假定关于光的速度c是恒定的这一简单的定律已有充分的理由为学校里的儿童所确信】直接将自己的假设说成定律，以学校里的儿童都不如做要挟，要其他人必须认可他的假设当定律已有充分的理由，不认可都不如学校里儿童！这里要剖析一下爱因斯坦用语言游戏自顶的高智商：他为啥要说是学校里的儿童，不是其他地方的儿童，因为学校里的儿童就接受了学校教育，他这样做是想暗示他的假设当定律已有充分理由，就连学校的老师也认可，是老师教的。但即便在那个时代，速度与参照系选择有关，速度的矢量合成都是物理学教学的正道。对物理学史稍有了解的人都知道，麦克斯韦电磁理论构建在以太模型之上，他将电磁波与声波类比，仿照牛顿的声速公式v＝√(p/ρ)，得到光速公式c=√(1/με)，并以此从理论的角度算出了光速值，由于麦克斯韦电磁理论构建在以太模型之上，这算出的光速值就该是相对于以太的各向光速不变，所以，麦克斯韦在《大英百科全书》的《以太》条目中提到了确定以太的实验方案：由于以太的运动会引起在其中传播的光速的变化，而以太风的速度又相当于反向的地球轨道速度，则可以通过比较这两种速度来观察以太。麦克斯韦电磁理论构建在以太模型之上，只认可一个系的光速不变，他的理论不会友情客串去支持爱因斯坦的光速不变假设。宣传相对论的书籍也把迈克尔逊-莫雷实验称为相对论的实验基础。但颇具讽刺意味的是，迈克耳逊本人却认为这个实验结果只表明以太是随着地球运动的，为此，迈克耳逊至死也不认可相对论，直到晚年，他还亲自对爱因斯坦说，他自己的实验引起了相对论这样一个“怪物”，他实在是有点懊悔。我国著名相对论物理学家胡宁（中科院理论物理研究所研究员、北京大学教授，中科院院士）在《狭义相对论实验基础》一书的序言中也指出：“初次学习狭义相对论的人，往往误认为迈克尔逊实验或“光速不变性”是狭义相对论的实验基础。……它既不否定光速不变，也不肯定光速不变。所以，企图用迈克尔逊类型的实验来进一步更准确地验证光速不变将是没有意义的。（摘自张元仲《狭义相对论实验基础》北京：科学出版社，1979）。无独有偶，博士生导师，中国科学院高能物理研究所研究员，中国科学院粒子天体物理重点实验室主任张双南在自己的文章【那么既然光速不变原理是爱因斯坦的假设，那么有没有实验证据表明光速的确是不变的呢？遗憾的是，目前还真的没有，因为我们没有办法测量单程的光速，也就是没法测量从一个地方到另外一个地方的光速。】中，明确地说表明光速的确是不变的实验证据【【【目前还真的没有】】】。物理上通行的反证法足以证伪光速不变假设：速度与参照系选择有关，爱因斯坦却直接假设光速与参照系选择无关建立相对论，相对论的出发点锁定相对论不过是一个犯低级错误的理论，要证明这一理论的错误，只需用反证法证明光速不变假设错误即可，因为相对论的前提错了，相对论就失去了根基。一束光相对于地球速度为c，一个相对论支持者在地球上微丝不动，这个相对论支持者和地球共系，当然这束光相对于这位相对论支持者速度也是c，同时，相对于这束光，这个相对论支持者速度也是c，唯方向相反。爱因斯坦与这位相对论支持者有不为零的相对速度v在地球上逆光狂奔，若这束光像爱因斯坦假设的那样，相对于爱因斯坦还是同一速度c，那么相对于这束光，爱因斯坦的速度也是c，唯方向相反。那么，相对于这束光，这位相对论支持者和爱因斯坦速度都为c，这就是物理学上所说的同步运动，做同步运动的物体有何特点呢，一个物体动一米，另一个物体也动一米，相对位置始终不变，相对速度为零。有一个相对地球静止的相对论支持者拖爱因斯坦的后腿，爱因斯坦玩跑得快就举步维艰，或者，有爱因斯坦拖着一个相对论支持者跑，这个相对论支持者要在地球上站稳也不容易。导致这一错误的根源，就是爱因斯坦的光速不变假设！

【原创】相对论之误【关键词】：相对论、光速不变假设、定律。【摘要】：爱因斯坦作光速不变假设，把它称为光速不变原理甚至光的传播定律，把它当做定律导出洛伦兹变换等一系列相对论结论，由此构建出整个相对论的理论体系。阿尔伯特·爱因斯坦的第一篇相对论论文《论动体的电动力学》1905年6月30日投稿在《物理年鉴》，该论文首先以“堵如此类的例子，以及企图证实地球相对于“光媒质”运动的实验的失败，引起了这样一种猜想：绝对静止这概念，不仅在力学中，而且在电动力学中也不符合现象的特性，倒是应当认为，凡是对力学方程适用的一切坐标系，对于上述电动力学和光学的定律也一样适用，对于第一级微量来说，这是已经证明了的。我们要把这个猜想（它的内容以后就称之为“相对性原理”）提升为公设，并且还要引进另一条在表面上看来同它不相容的假设：光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着，这速度同发射体的运动状态无关。由这两条假设，根据静体的麦克斯韦理论，就足以得到一个简单而又不自相矛盾的动体电动力学”，谈到了光速不变假设在相对论中的核心地位，表明了他当初创建相对论的原因及其目的。在这段文字中，也首次提到了光速不变假设：光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着，这速度同发射体的运动状态无关。该论文又提出了在一个系依据光，来确定处于A 、B两个位置静止的两只钟同步的办法，让光从A 到B，再从B反射回A，说 “如果tB-tA=t’A-tB, 那么，这两只钟按照定义是同步的。我们假定，这个同步性的定义是可以没有矛盾的……这样，我们借助于某些（假想的）物理经验，对于静止在不同地方的各只钟，规定了什么叫做它们是同步的，从而显然也就获得了“同时”和“时间”的定义。一个事件的“时间”，就是在这事件发生地点静止的一只钟同该事件同时的一种指示，而这只钟是同某一只特定的静止的钟同步的，而且对于一切的时间测定，也都是同这只特定的钟同步的……根据经验，我们把2A B/（ t’A -tA）=c 当作一个普适常数（光在虚空空间中的速度）”。从上面《论动体的电动力学》这段文字不难看出，他是在认定这个参照系各向光速不变，来定义时间的同时，因为tB-tA=A B/c， t’A-tB, =A B/c，一定有tB-tA=t’A-tB，相反地，如果前后光速存在差异并非同一个值c，则tB-tA=t’A-tB不成立。其实，就理论而言，我们定义同时无需光崇拜，并不一定要依赖光，如果我们知道一种甚至两种在参照系中前后运动速度相同v1=v2的物理信号，也可以因为A B /v1 = A B / v2，依据tB-tA=t’A-tB来定义同时，因此，他这时间同步定义所依据的“（假想的）物理经验”就是他的光速不变假设，有了这一假设，才有前后光速相等，但必须注意，他这样靠推理来定义同时，并不能说明存在【相对于任何一个参照系，各向光速不变】这样的物理经验，而且，也没有任何物理经验证实相对于不同参照系光速为同一个值c。他的同时定义与他的光速不变假设虽然存在互动，存在相互照应，但由于所谓的物理经验仅仅是没有实证的假想，故最多算一种自圆其说的“自洽”，仅此而已。随后又对光速不变假设作了第二次略有变化的表述，将原来所说的假设改称为原理：光速不变原理：光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着，这速度同发射体的运动状态无关。通过这一表述，进一步阐明了相对论中，相对于任意惯性参照系光速始终为c的观点，值得一提的是，虽然先后两种表述将postulate（假设）换为principles（原理），但其本质仍然是一个假设。在两次介绍光速不变假设后，以光速不变假设为前提，提出了相对论的同时性相对性观点：一杆相对于另一个物体运动，光在杆上 A 、B两点往返，相对于杆，按光速不变假设，相对于杆前后光速不变，光速均为c，光传播事件光往返的时间就该相等tB-tA=t’A-tB。如果相对于另一个物体，也按光速不变假设，相对于地面前后光速不变，光速均为c，故光从A 到B，再从B反射回A，相对于杆光的速度分别为c+v和c-v。因此同一个光传播事件在另一个物体所在的系却不同时：tB-tA=rA B/(c+v)， t’A-tB,=rA B/(c-v)。由此说明基于光速不变假设就会得到同时性的相对性。(爱因斯坦在这里两个系表示长度所用的字母A B 和rA B不同，仅仅是要与他的所谓长度相对性说法一致。) 当然，上述另一个系的结论也可由(tB-tA ) c=rA B-(tB-tA)v，(t’A-tB ) c =rA B +(t’A-tB ) v得到。实际上这就是，由于杆上的点A 和B为动点，对地面系而言，光在杆上移动的距离A B’<B’ A ’，再按光速不变假设，相对于另一个系也光速不变，光速均为c，自然有A B’/ c <B’ A ’ / c，即tB-tA< t’A-tB另一个系不同时，光以相同速度通过距离不等的两个路程，所需时间当然不同。对这一分析过程，我们其实不用搞光崇拜，一杆相对于另一个物体运动使，就理论而言，完全可以让一个物理信号在杆上 A 、B两点等速的往返，相对于杆，该物理信号往返的时间就该相等tB-tA= t’A-tB。相对于另一个物体，还可以有另一个物理信号在A 、B两点等速的往返，由于杆上的点A 和B为动点，对另一个系而言，另一个物理信号在杆上移动的距离A B’<B’ A ’，另一个物理信号以相同速度通过距离不等的两个路程，所需时间当然不同。由于是两个物理信号在A 、B两点等速的往返，而非同一个物理信号，分属两个不同的物理事件，所以，这并不能锁定同时性存在相对性。那为什么爱因斯坦根据光所做的分析能得到同时性存在相对性呢？完全在于他认为光信号相对于杆前后光速相同，这一光信号相对于另一个参照系也同样前后光速相同，人为设定同一物理事件光信号传播有这样的特性，也就是他的光速不变假设。由于爱因斯坦除了“（假想的）物理经验”，并没有给出物理事实来证明他的光速不变假设属于物理经验，他这同时性相对性推演并不能在物理上能立足。随后同样是在设定光的传播满足光速不变假设的条件下，推出相对论的洛伦兹变换，以及相对论的速度合成公式，其间，这篇文章还简略的分析了相对论的钟慢尺缩结论。与《论动体的电动力学》相比，爱因斯坦在《狭义与广义相对论浅说》中，做了相对来说更简单的推导：洛伦兹变换的简单推导按照图2所示两坐标系的相对取向，该两坐标系的x轴永远是重合的。在这个情况下我们可以把问题分为几部分，首先只考虑x轴上发生的事件。任何一个这样的事件，对于坐标系K是由横坐标x和时间t来表示，对于坐标系K’则由横坐标x’和时间t’来表示。当给定x和t时，我们要求出x’和t’。沿着正x轴前进的一个光信号按照方程 x＝ct 或 x－ct＝0 (1) 传播。由于同一光信号必须以速度c相对于K'传播，因此相对于坐标系K'的传播将由类似的公式 x'－ct'＝0 (2) 表示。满足(1)的那些空时点(事件)必须也满足(2)。显然这一点是成立的，只要关系 (x’－ct’)＝λ(x－ct) (3) 一般地被满足，其中λ表示一个常数；因为，按照(3)，(x－ct)等于零时(x'－ct')就必然也等于零。如果我们对沿着负x轴传播的光线应用完全相同的考虑，我们就得到条件 (x’＋ct’)＝μ(x＋ct) (4) 方程(3)和(4)相加(或相减)，并为方便起见引入常数a和b代换常数λ和μ，令 a＝(λ＋μ)/2 以及 b＝(λ－u)/2 我们得到方程 x'＝ax－bct (5) ct'＝act－bx (5a) 因此，若常数a和b为已知，我们就得到我们的问题的解。a和b可由下述讨论确定。对于K'的原点我们永远有x'＝0，因此按照(5)的第一个方程 x＝(bc/a)t 如果我们将K'的原点相对于K的运动的速度称为v，我们就有 v＝bc/a (6) 同一量值v可以从方程式(5)得出，只要我们计算K'的另一点相对于K的速度，或者计算K的一点相对于K'的速度（指向负x轴）。总之，我们可以指定v为两坐标系的相对速度。还有，相对性原理告诉我们，由K判断的相对于K’保持静止的单位量杆的长度，必须恰好等于由K’判断的相对于K保持静止的单位量杆的长度。为了看一看由K观察x'轴上的诸点是什么样子，我们只需要从K对K'拍个“快照”；这意味着我们必须引入t(K的时间)的一个特别的值，例如t=0。对于这个t的值，我们从(5)的第一个方程就得到x'＝ax. 因此，如果在K'坐标中测量，x'轴上两点相隔的距离为Δx'＝1，该两点在我们瞬时快照中相隔的距离就是 Δx＝1/a (7) 但是如果从K’(t'=0)拍快照，而且如果我们从方程(5)消去t，考虑到表示式(b)，我们得到 x'＝a(1－v²/c²)x 由此我们推断，在x轴上相隔距离1(相对于K)的两点，在我们的快照上将由距离 Δx'＝a(1－v²/c²) (7a) 表示。但是根据以上所述，这两个快照必须是全等的；因此(7)中的Δx必须等于(7a)中的Δx'，这样我们就得到 a²＝1/(1－v²/c²) (7b) 方程(6)和(7b)决定常数a和b。在(5)中代入这两个常数的值，我们得到在第11节所提出的第一个和第四个方程： x'＝(x－vt)/√(1－v²/c²) t'＝(t－vx/c²) /√(1－v²/c²) (8) 这样我们就得到了对于在x轴上的事件的洛仑兹变换。它满足条件 x'²－c²t'²＝x²－ct² (8a) 再把这个结果加以推广，以便将发生在x轴外面的事件也包括进去。此项推广只要保留方程(8)并补充以关系式 y'＝y z'＝z (9) 就能得到。这样，无论对于坐标系K或是对于坐标系K'，我们都满足了任意方向的光线在真空中速度不变的公设。这一点可以证明如下。设在时间t=0时从K的原点发出一个光信号。这个光信号将按照方程 r＝√(x²＋y²＋z²)＝ct 传播，或者，如果方程两边取平方，按照方程 x²＋y²＋z²－c²t²＝0 (10) 传播。光的传播定律结合着相对性公设要求所考虑的信号(从K'去判断)应按照对应的公式 r'＝ct' 或 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝0 (10a) 传播。为了使方程(10a)可以从方程(10)推出，我们必须有 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝σ(x²＋y²＋z²－c²t²) (11) 由于方程(8a)对于x轴上的点必须成立，因此我们有σ＝1。不难看出，对于σ＝1，洛伦兹变换确实满足(11)；因为(11)可以由(8a)和(9)推出，因而也可以由(8)和(9)推出。这样我们就导出了洛伦兹变换。由(8)和(9)表示的洛伦兹变换仍需加以推广。显然，在选择K'的轴时是否要使之与K的轴在空间中相互平行是无关重要的。同时，K'相对于K的平动速度是否沿x轴的方向也是无关紧要的。通过简单的考虑可以证明，我们能够通过两种变换建立这种广义的洛伦兹变换，这两种变换就是狭义的洛伦兹变换和纯粹的空间变换，纯粹的空间变换相当于用一个坐标轴指向其他方向的新的直角坐标系代换原有的直角坐标系。我们可以用数学方法，对推广了的洛伦兹变换的特性作如下的描述：推广了的洛伦兹变换就是用x,y,z,t的线性齐次函数来表示x’,y’,z’,t’,而这种线性齐次函数的性质又必须能使关系式 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝x²＋y²＋z²－c²t² (11a) 恒等地被满足。也就是说：如果我们用这些x,y,z,t的线性齐次函数来代换在（11a）左边所列的x',y',z',t',则(11a)的左边与其右边完全一致。从爱因斯坦依据同一发光事件，将任意点在两个系的坐标，分别在各自参照系运用光速不变假设x－ct＝0， x'－ct'＝0，从而得到x'＝ax－bct 和 ct'＝act－bx ，爱因斯坦充分运用了他作的光速不变假设的“光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着”，在依据特殊条件求解待定系数a、b的过程中，再次运用了基于光速不变假设的相对性同时性理念，来确定静长度和动长度的关系，最终导出洛伦兹变换，导出洛伦兹变换后，还特别强调，它满足条件x'²－c²t'²＝x²－ct² ，而这x'²－c²t'²＝x²－ct² 正是光速不变假设得来的所谓相对论的间隔不变性，后面还用相对性原理，从一个系的波动方程x²＋y²＋z²－c²t²＝0直接推及另一个系的波动方程 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝0 。最后再次强调由光速不变假设得到的间隔不变性的另一种通用形式x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝x²＋y²＋z²－c²t² 。从这一系列推导己阐述不难看出，相对论的同时性相对性，间隔不变性，洛伦兹变换，以及钟慢尺缩等相对论基本结论完全依赖于爱因斯坦的光速不变假设。在这里，相对论从前提假设，到理论推演，在得出结论有不有问题呢？答案是肯定的，因为我们知道有个最基本的物理规律，那就是矢量合成，因为速度是矢量，速度的矢量合成不仅在物理上而且在数学上也被普遍运用，速度的矢量合成有一个常用的地方，那就是直接用于参照系变换，借用上面的图，如果参照系K’在 x轴方向相对于参照系K以速度v运动，而一束光相对于参照系K’速度为c，那么，按矢量合成规律，相对于参照系K，他的速度就为c+v，怎么可能像爱因斯坦假设的那样，同一束光相对于两个参照系都是c？但由于相对论的名头非常大，估计很多的物理研究者都不愿相信相对论会犯这种低级错误，由于相对论的伟大不是一挥而就的，我们不妨从相对论的一点一滴谈起。由于有矢量合成规律，在相对论出现以前，谁也不会相信像爱因斯坦假设的那样，同一束光相对于两个参照系都是c。直到现在，矢量合成规律还写在物理和数学课本上被普遍运用，那为什么有一部分人（应该是极少数，因为即便是支持相对论的人，占很大一部分也不了解相对论到底是什么样的理论。）被逐渐爱因斯坦策反了呢？就以《论动体的电动力学》上面介绍的极少部分为例，爱因斯坦宣传工作做得好，例如： 1、他反复强调，在“静系”中，要让光从A 到B，再从B反射回A，并tB-tA=t’A-tB，来实现对钟，实际上，我们就被多次暗示，相对于参照系，光速总是c。 2、 “根据经验，我们把2A B/（ t’A -tA）=c 当作一个普适常数（光在虚空空间中的速度）”，在这宣称经验的说词中，没有参照系，但稍有物理基础的人都知道，要研究运动，就必须选参照系，因此，我们被再一次暗示，无论如何选参照系，相对于任意参照系，光速总是c。 3、他前后两次讲了他的光速不变假设，只讲光速是确定的速度c，同样绝口不提参照系，实际上，我们又前后两次被暗示，无论如何选参照系，光速总是c。 4、前后两次讲了他的光速不变假设，第二次表述将postulate（假设）换为principles（原理），借助这一语言攻势，我们被暗示，这个假设并不是那么假。 5、在“静系”中他的tB-tA=rA B/(c+v)， t’A-tB,=rA B/(c-v)，实际上也在暗示，相对于所在的参照系，光速一定为c。 6、多次提到测量，将“静系”中“量得”杆长命名为rA B，与动系中的杆长A B于区别，有意无意地暗示杆在两个系长度不同。在《狭义及广义相对论浅说》中，对于光速不变假设，爱因斯坦也有更强的语言攻势，多次将自己的假设说成定律： 1、首先，他列出了一个大标题“光的传播定律与相对性原理的表面抵触”，直接把自己的假设说成定律。他给出的理由是【在物理学中几乎没有比真空中光的传播定律更简单的定律了，学校里的每个儿童都知道，或者相信他知道，光在真空中沿直线以速度c=300，000公里／秒传播。无论如何我们非常精确地知道，这个速度对于所有各色光线都是一样的。用力如果不是这样，则当一颗恒星为其邻近的黑暗星体所掩食时，其各色光线的最小发射值就下会同时被看到。荷兰天文学家德西特（De Sitter）根据对双星的观察，也以相似的理由指出，光的传播速度不能依赖于发光物体的运动速度。关于光的传播速度与其“在空间中”的方向有关的假定即就其本身而言也是难以成立的】。反相维相之间的交锋属于学术之争，如果相对论真有传说中的那么伟大，就不怕被质疑，也一定能经受住质疑。水星之魅在理论物理吧屏蔽我的《相对论之误》，他的理由是【相对论错误一眼就可以看出来】，不需要我长篇大论《相对论之误》指出，所以，他要屏蔽我的这一帖子，用这种借口来选择性封堵反相声音显得滑稽可笑，因为其他害怕反相声音的人也可以以【相对论正确一眼就可以看出来】为借口来封堵反相声音，我并未辱骂过丽雅Leah，可自称教相对论物理的丽雅Leah总是以辱骂吧务为借口对我选择性删帖封号，这实际上就是靠吧权呵护相对论，让相对论靠吧权的细心呵护而伟大。

【原创】相对论之误【关键词】：相对论、光速不变假设、定律。【摘要】：爱因斯坦作光速不变假设，把它称为光速不变原理甚至光的传播定律，把它当做定律导出洛伦兹变换等一系列相对论结论，由此构建出整个相对论的理论体系。阿尔伯特·爱因斯坦的第一篇相对论论文《论动体的电动力学》1905年6月30日投稿在《物理年鉴》，该论文首先以“堵如此类的例子，以及企图证实地球相对于“光媒质”运动的实验的失败，引起了这样一种猜想：绝对静止这概念，不仅在力学中，而且在电动力学中也不符合现象的特性，倒是应当认为，凡是对力学方程适用的一切坐标系，对于上述电动力学和光学的定律也一样适用，对于第一级微量来说，这是已经证明了的。我们要把这个猜想（它的内容以后就称之为“相对性原理”）提升为公设，并且还要引进另一条在表面上看来同它不相容的假设：光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着，这速度同发射体的运动状态无关。由这两条假设，根据静体的麦克斯韦理论，就足以得到一个简单而又不自相矛盾的动体电动力学”，谈到了光速不变假设在相对论中的核心地位，表明了他当初创建相对论的原因及其目的。在这段文字中，也首次提到了光速不变假设：光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着，这速度同发射体的运动状态无关。该论文又提出了在一个系依据光，来确定处于A 、B两个位置静止的两只钟同步的办法，让光从A 到B，再从B反射回A，说 “如果tB-tA=t’A-tB, 那么，这两只钟按照定义是同步的。我们假定，这个同步性的定义是可以没有矛盾的……这样，我们借助于某些（假想的）物理经验，对于静止在不同地方的各只钟，规定了什么叫做它们是同步的，从而显然也就获得了“同时”和“时间”的定义。一个事件的“时间”，就是在这事件发生地点静止的一只钟同该事件同时的一种指示，而这只钟是同某一只特定的静止的钟同步的，而且对于一切的时间测定，也都是同这只特定的钟同步的……根据经验，我们把2A B/（ t’A -tA）=c 当作一个普适常数（光在虚空空间中的速度）”。从上面《论动体的电动力学》这段文字不难看出，他是在认定这个参照系各向光速不变，来定义时间的同时，因为tB-tA=A B/c， t’A-tB, =A B/c，一定有tB-tA=t’A-tB，相反地，如果前后光速存在差异并非同一个值c，则tB-tA=t’A-tB不成立。其实，就理论而言，我们定义同时无需光崇拜，并不一定要依赖光，如果我们知道一种甚至两种在参照系中前后运动速度相同v1=v2的物理信号，也可以因为A B /v1 = A B / v2，依据tB-tA=t’A-tB来定义同时，因此，他这时间同步定义所依据的“（假想的）物理经验”就是他的光速不变假设，有了这一假设，才有前后光速相等，但必须注意，他这样靠推理来定义同时，并不能说明存在【相对于任何一个参照系，各向光速不变】这样的物理经验，而且，也没有任何物理经验证实相对于不同参照系光速为同一个值c。他的同时定义与他的光速不变假设虽然存在互动，存在相互照应，但由于所谓的物理经验仅仅是没有实证的假想，故最多算一种自圆其说的“自洽”，仅此而已。随后又对光速不变假设作了第二次略有变化的表述，将原来所说的假设改称为原理：光速不变原理：光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着，这速度同发射体的运动状态无关。通过这一表述，进一步阐明了相对论中，相对于任意惯性参照系光速始终为c的观点，值得一提的是，虽然先后两种表述将postulate（假设）换为principles（原理），但其本质仍然是一个假设。在两次介绍光速不变假设后，以光速不变假设为前提，提出了相对论的同时性相对性观点：一杆相对于另一个物体运动，光在杆上 A 、B两点往返，相对于杆，按光速不变假设，相对于杆前后光速不变，光速均为c，光传播事件光往返的时间就该相等tB-tA=t’A-tB。如果相对于另一个物体，也按光速不变假设，相对于地面前后光速不变，光速均为c，故光从A 到B，再从B反射回A，相对于杆光的速度分别为c+v和c-v。因此同一个光传播事件在另一个物体所在的系却不同时：tB-tA=rA B/(c+v)， t’A-tB,=rA B/(c-v)。由此说明基于光速不变假设就会得到同时性的相对性。(爱因斯坦在这里两个系表示长度所用的字母A B 和rA B不同，仅仅是要与他的所谓长度相对性说法一致。) 当然，上述另一个系的结论也可由(tB-tA ) c=rA B-(tB-tA)v，(t’A-tB ) c =rA B +(t’A-tB ) v得到。实际上这就是，由于杆上的点A 和B为动点，对地面系而言，光在杆上移动的距离A B’<B’ A ’，再按光速不变假设，相对于另一个系也光速不变，光速均为c，自然有A B’/ c <B’ A ’ / c，即tB-tA< t’A-tB另一个系不同时，光以相同速度通过距离不等的两个路程，所需时间当然不同。对这一分析过程，我们其实不用搞光崇拜，一杆相对于另一个物体运动使，就理论而言，完全可以让一个物理信号在杆上 A 、B两点等速的往返，相对于杆，该物理信号往返的时间就该相等tB-tA= t’A-tB。相对于另一个物体，还可以有另一个物理信号在A 、B两点等速的往返，由于杆上的点A 和B为动点，对另一个系而言，另一个物理信号在杆上移动的距离A B’<B’ A ’，另一个物理信号以相同速度通过距离不等的两个路程，所需时间当然不同。由于是两个物理信号在A 、B两点等速的往返，而非同一个物理信号，分属两个不同的物理事件，所以，这并不能锁定同时性存在相对性。那为什么爱因斯坦根据光所做的分析能得到同时性存在相对性呢？完全在于他认为光信号相对于杆前后光速相同，这一光信号相对于另一个参照系也同样前后光速相同，人为设定同一物理事件光信号传播有这样的特性，也就是他的光速不变假设。由于爱因斯坦除了“（假想的）物理经验”，并没有给出物理事实来证明他的光速不变假设属于物理经验，他这同时性相对性推演并不能在物理上能立足。随后同样是在设定光的传播满足光速不变假设的条件下，推出相对论的洛伦兹变换，以及相对论的速度合成公式，其间，这篇文章还简略的分析了相对论的钟慢尺缩结论。与《论动体的电动力学》相比，爱因斯坦在《狭义与广义相对论浅说》中，做了相对来说更简单的推导：洛伦兹变换的简单推导按照图2所示两坐标系的相对取向，该两坐标系的x轴永远是重合的。在这个情况下我们可以把问题分为几部分，首先只考虑x轴上发生的事件。任何一个这样的事件，对于坐标系K是由横坐标x和时间t来表示，对于坐标系K’则由横坐标x’和时间t’来表示。当给定x和t时，我们要求出x’和t’。沿着正x轴前进的一个光信号按照方程 x＝ct 或 x－ct＝0 (1) 传播。由于同一光信号必须以速度c相对于K'传播，因此相对于坐标系K'的传播将由类似的公式 x'－ct'＝0 (2) 表示。满足(1)的那些空时点(事件)必须也满足(2)。显然这一点是成立的，只要关系 (x’－ct’)＝λ(x－ct) (3) 一般地被满足，其中λ表示一个常数；因为，按照(3)，(x－ct)等于零时(x'－ct')就必然也等于零。如果我们对沿着负x轴传播的光线应用完全相同的考虑，我们就得到条件 (x’＋ct’)＝μ(x＋ct) (4) 方程(3)和(4)相加(或相减)，并为方便起见引入常数a和b代换常数λ和μ，令 a＝(λ＋μ)/2 以及 b＝(λ－u)/2 我们得到方程 x'＝ax－bct (5) ct'＝act－bx (5a) 因此，若常数a和b为已知，我们就得到我们的问题的解。a和b可由下述讨论确定。对于K'的原点我们永远有x'＝0，因此按照(5)的第一个方程 x＝(bc/a)t 如果我们将K'的原点相对于K的运动的速度称为v，我们就有 v＝bc/a (6) 同一量值v可以从方程式(5)得出，只要我们计算K'的另一点相对于K的速度，或者计算K的一点相对于K'的速度（指向负x轴）。总之，我们可以指定v为两坐标系的相对速度。还有，相对性原理告诉我们，由K判断的相对于K’保持静止的单位量杆的长度，必须恰好等于由K’判断的相对于K保持静止的单位量杆的长度。为了看一看由K观察x'轴上的诸点是什么样子，我们只需要从K对K'拍个“快照”；这意味着我们必须引入t(K的时间)的一个特别的值，例如t=0。对于这个t的值，我们从(5)的第一个方程就得到x'＝ax. 因此，如果在K'坐标中测量，x'轴上两点相隔的距离为Δx'＝1，该两点在我们瞬时快照中相隔的距离就是 Δx＝1/a (7) 但是如果从K’(t'=0)拍快照，而且如果我们从方程(5)消去t，考虑到表示式(b)，我们得到 x'＝a(1－v²/c²)x 由此我们推断，在x轴上相隔距离1(相对于K)的两点，在我们的快照上将由距离 Δx'＝a(1－v²/c²) (7a) 表示。但是根据以上所述，这两个快照必须是全等的；因此(7)中的Δx必须等于(7a)中的Δx'，这样我们就得到 a²＝1/(1－v²/c²) (7b) 方程(6)和(7b)决定常数a和b。在(5)中代入这两个常数的值，我们得到在第11节所提出的第一个和第四个方程： x'＝(x－vt)/√(1－v²/c²) t'＝(t－vx/c²) /√(1－v²/c²) (8) 这样我们就得到了对于在x轴上的事件的洛仑兹变换。它满足条件 x'²－c²t'²＝x²－ct² (8a) 再把这个结果加以推广，以便将发生在x轴外面的事件也包括进去。此项推广只要保留方程(8)并补充以关系式 y'＝y z'＝z (9) 就能得到。这样，无论对于坐标系K或是对于坐标系K'，我们都满足了任意方向的光线在真空中速度不变的公设。这一点可以证明如下。设在时间t=0时从K的原点发出一个光信号。这个光信号将按照方程 r＝√(x²＋y²＋z²)＝ct 传播，或者，如果方程两边取平方，按照方程 x²＋y²＋z²－c²t²＝0 (10) 传播。光的传播定律结合着相对性公设要求所考虑的信号(从K'去判断)应按照对应的公式 r'＝ct' 或 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝0 (10a) 传播。为了使方程(10a)可以从方程(10)推出，我们必须有 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝σ(x²＋y²＋z²－c²t²) (11) 由于方程(8a)对于x轴上的点必须成立，因此我们有σ＝1。不难看出，对于σ＝1，洛伦兹变换确实满足(11)；因为(11)可以由(8a)和(9)推出，因而也可以由(8)和(9)推出。这样我们就导出了洛伦兹变换。由(8)和(9)表示的洛伦兹变换仍需加以推广。显然，在选择K'的轴时是否要使之与K的轴在空间中相互平行是无关重要的。同时，K'相对于K的平动速度是否沿x轴的方向也是无关紧要的。通过简单的考虑可以证明，我们能够通过两种变换建立这种广义的洛伦兹变换，这两种变换就是狭义的洛伦兹变换和纯粹的空间变换，纯粹的空间变换相当于用一个坐标轴指向其他方向的新的直角坐标系代换原有的直角坐标系。我们可以用数学方法，对推广了的洛伦兹变换的特性作如下的描述：推广了的洛伦兹变换就是用x,y,z,t的线性齐次函数来表示x’,y’,z’,t’,而这种线性齐次函数的性质又必须能使关系式 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝x²＋y²＋z²－c²t² (11a) 恒等地被满足。也就是说：如果我们用这些x,y,z,t的线性齐次函数来代换在（11a）左边所列的x',y',z',t',则(11a)的左边与其右边完全一致。从爱因斯坦依据同一发光事件，将任意点在两个系的坐标，分别在各自参照系运用光速不变假设x－ct＝0， x'－ct'＝0，从而得到x'＝ax－bct 和 ct'＝act－bx ，爱因斯坦充分运用了他作的光速不变假设的“光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着”，在依据特殊条件求解待定系数a、b的过程中，再次运用了基于光速不变假设的相对性同时性理念，来确定静长度和动长度的关系，最终导出洛伦兹变换，导出洛伦兹变换后，还特别强调，它满足条件x'²－c²t'²＝x²－ct² ，而这x'²－c²t'²＝x²－ct² 正是光速不变假设得来的所谓相对论的间隔不变性，后面还用相对性原理，从一个系的波动方程x²＋y²＋z²－c²t²＝0直接推及另一个系的波动方程 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝0 。最后再次强调由光速不变假设得到的间隔不变性的另一种通用形式x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝x²＋y²＋z²－c²t² 。从这一系列推导己阐述不难看出，相对论的同时性相对性，间隔不变性，洛伦兹变换，以及钟慢尺缩等相对论基本结论完全依赖于爱因斯坦的光速不变假设。在这里，相对论从前提假设，到理论推演，在得出结论有不有问题呢？答案是肯定的，因为我们知道有个最基本的物理规律，那就是矢量合成，因为速度是矢量，速度的矢量合成不仅在物理上而且在数学上也被普遍运用，速度的矢量合成有一个常用的地方，那就是直接用于参照系变换，借用上面的图，如果参照系K’在 x轴方向相对于参照系K以速度v运动，而一束光相对于参照系K’速度为c，那么，按矢量合成规律，相对于参照系K，他的速度就为c+v，怎么可能像爱因斯坦假设的那样，同一束光相对于两个参照系都是c？但由于相对论的名头非常大，估计很多的物理研究者都不愿相信相对论会犯这种低级错误，由于相对论的伟大不是一挥而就的，我们不妨从相对论的一点一滴谈起。由于有矢量合成规律，在相对论出现以前，谁也不会相信像爱因斯坦假设的那样，同一束光相对于两个参照系都是c。直到现在，矢量合成规律还写在物理和数学课本上被普遍运用，那为什么有一部分人（应该是极少数，因为即便是支持相对论的人，占很大一部分也不了解相对论到底是什么样的理论。）被逐渐爱因斯坦策反了呢？就以《论动体的电动力学》上面介绍的极少部分为例，爱因斯坦宣传工作做得好，例如： 1、他反复强调，在“静系”中，要让光从A 到B，再从B反射回A，并tB-tA=t’A-tB，来实现对钟，实际上，我们就被多次暗示，相对于参照系，光速总是c。 2、 “根据经验，我们把2A B/（ t’A -tA）=c 当作一个普适常数（光在虚空空间中的速度）”，在这宣称经验的说词中，没有参照系，但稍有物理基础的人都知道，要研究运动，就必须选参照系，因此，我们被再一次暗示，无论如何选参照系，相对于任意参照系，光速总是c。 3、他前后两次讲了他的光速不变假设，只讲光速是确定的速度c，同样绝口不提参照系，实际上，我们又前后两次被暗示，无论如何选参照系，光速总是c。 4、前后两次讲了他的光速不变假设，第二次表述将postulate（假设）换为principles（原理），借助这一语言攻势，我们被暗示，这个假设并不是那么假。 5、在“静系”中他的tB-tA=rA B/(c+v)， t’A-tB,=rA B/(c-v)，实际上也在暗示，相对于所在的参照系，光速一定为c。 6、多次提到测量，将“静系”中“量得”杆长命名为rA B，与动系中的杆长A B于区别，有意无意地暗示杆在两个系长度不同。在《狭义及广义相对论浅说》中，对于光速不变假设，爱因斯坦也有更强的语言攻势，多次将自己的假设说成定律： 1、首先，他列出了一个大标题“光的传播定律与相对性原理的表面抵触”，直接把自己的假设说成定律。他给出的理由是【在物理学中几乎没有比真空中光的传播定律更简单的定律了，学校里的每个儿童都知道，或者相信他知道，光在真空中沿直线以速度c=300，000公里／秒传播。无论如何我们非常精确地知道，这个速度对于所有各色光线都是一样的。用力如果不是这样，则当一颗恒星为其邻近的黑暗星体所掩食时，其各色光线的最小发射值就下会同时被看到。荷兰天文学家德西特（De Sitter）根据对双星的观察，也以相似的理由指出，光的传播速度不能依赖于发光物体的运动速度。关于光的传播速度与其“在空间中”的方向有关的假定即就其本身而言也是难以成立的】。如果相对论真有传说中的那么伟大，就不怕被质疑，也一定能经受住质疑。水星之魅在理论物理吧屏蔽我的《相对论之误》，他的理由是【相对论错误一眼就可以看出来】，不需要我长篇大论《相对论之误》指出，所以，他要屏蔽我的这一帖子，有不有吧务相反，以【相对论正确一眼就可以看出来】为借口封我的号呢？如果有，他两可以联手封堵反相的声音，靠吧权呵护相对论，让相对论靠吧权的细心呵护而伟大。我是就事论事，但并没有辱骂吧务，请吧务不要以辱骂吧务为借口封我的号，拜托了。

张朝阳的推导及说法不能说明相对论正确张朝阳的物理课：又见硬核推导，六块黑板写不下时间和空间不是各自独立的吗？怎么搅和到一块儿了？世界上最有名的方程E=mc²是怎么来的？3月11日，《张朝阳的物理课》线下“新春第一课”首次开讲，搜狐创始人、董事局主席兼CEO张朝阳与来自北京各高校的物理学子及物理爱好者们一起探讨物理的奥秘。课堂上，他从光速不变理论出发，通过各种思想实验推导出时间膨胀、长度收缩、质速关系等违反直觉的相对论效应，利用质速关系与能量的定义进一步推导质能关系,并讲解了质能关系的意义与应用。之后又与现场同学讨论了此前直播课的相关问题，例如，薛定谔如何猜出薛定谔方程、如何用不确定性原理估算氢原子半径等。此外，人大附中物理教师、科普视频创作者李永乐作为特邀嘉宾现身课堂，与大家进行了深入的互动交流。运动的时钟走得慢？从光速不变推导时间膨胀 “我的课比较强调硬核推导。”张朝阳在开场介绍。线下“新春第一课”，张朝阳重点讲解了狭义相对论中最著名的方程E=mc²，并结合案例加以解释。要理解狭义相对论，必须先了解光速的特殊性。他先从麦克斯韦方程组导出的电磁波方程入手，指出光速与参考系无关这一反直觉的论述。他从光速不变出发，推导出时间膨胀效应。张朝阳举例：假设有一个以速度u沿水平方向运动的飞船，飞船底部到顶部的距离为L。从飞船底部竖直向顶部发射一束光，光到达顶部后竖直反射回底部。推导时间膨胀的思想实验从飞船内部看，这个过程中光经过的距离为2L，那么光从底部出发，到光被底部接收，此时间间隔为∆t'=2L/c。若在地面观察这个过程，设相应的时间间隔为∆t，由于光从底部到顶部与从顶部回到底部是个对称的过程，那么光到达顶部所用时间为∆t/2。在这个过程中，光走的路线与飞船底部发射点走的路线构成直角三角形，满足勾股定理：解此方程得到：可以发现，对于地面参考系，自光从底部发射，到光经反射回到底部，此时间差是飞船参考系下相应时间差的γ倍，其中γ大于1。而在飞船参考系下，光从底部发射，与光回到底部，这两个事件是在同一地点发生的，也就是它们可以对应飞船参考系里一个静止的钟，于是公式∆t=γ∆t'表明地面参考系的钟走得比飞船参考系的钟要快。更一般地说，运动的时钟比静止的时钟走得慢，这就是“时间膨胀”效应。运动的尺子会缩短？从洛伦兹变换看长度收缩张朝阳已推出时间膨胀效应。时间流逝的快慢竟然与参考系间的相对运动速度有关，这说明时间与空间不再是绝对的，而是联系到了一起。描述时间与空间之间的联系的方程就是洛伦兹变换公式，它是狭义相对论中两个作相对匀速运动的惯性参考系之间的坐标变换：作为洛伦兹变换的一个应用，张朝阳基于此推导了相对论另一个重要的反直觉效应，即“长度收缩”效应。惯性系S’相对惯性系S以速度u向x正方向运动。在S’系放一个相对静止、长度为L的尺子，尺子的左端为S’系的原点，尺子的右端对应的坐标为x’=L。假设在S系中，t=0时刻，尺子左端刚好到达S系原点，而此时尺子右端对应的坐标是x。由于尺子右端在S’系的位置坐标始终为x’=L，那么根据洛伦兹变换，考察尺子右端，可以得到方程：如前所述，S系中x对应的时刻为t=0，于是：坐标x是动尺在左端到达S系原点时尺子右端的位置，这真是尺子在S系中的长度。上面的公式表明：运动的尺子会缩短到原来的1/γ。这与牛顿力学和传统直觉相违背，张朝阳解释说，其中的本质原因是，测量长度是同时测量物体两端在坐标系里的位置之差，而相对论中的同时性是具有相对性的，即在S系中同时看到尺子两端对应的两个事件，在S’系中并不一定是同时的，所以在不同参考系中测得的尺子长度自然就很可能不同。运动的物体质量增？速度变换、动量守恒，推导质速关系洛伦兹变换只是坐标的变换，利用简单的微分知识，张朝阳进一步通过洛伦兹变换导出了速度在不同参考系的变换公式：可以发现，不仅x分量的速度变换公式不再是简单的速度叠加，连y分量的速度也会发生变化。这是因为不同的参考系里，时间流逝的快慢也不同了，即使洛伦兹变换中y分量的坐标不变，y分量的速度仍然会有变化。有了速度变换关系，就可以推导质速关系了。先在S系中设想一个思想实验：两个质量完全相同的小球1和小球2，分别以速度（Vx=u，Vy）和速度（-Vx，-Vy）运动，它们在S系的原点发生完全弹性碰撞。由于两球质量相同，由动量守恒可知，碰撞前后，其速度大小相同、方向相反。完全弹性碰撞没有能量损失，它们碰撞之后的速度大小与碰撞前一样。假设小球1碰撞之后的速度为（Vx=u，-Vy），那么小球2碰撞之后的速度必然为（-Vx，Vy）。现在在另一个参考系S’系中观察这个过程。S’系相对于S系沿x方向以速度u运动，那么根据速度变换公式，小球1碰撞前后x方向的速度都为0，而碰撞前后y分量速度大小为：对于小球2，同样利用速度变换公式，可以得到S’系里x分量的速度为：y分量的速度大小：现在若假定在相对论中动量也具有p=mv的形式，设S’系里小球1与小球2的质量分为m1和m2，那么在S’系中为了使y分量动量守恒依然满足，需要小球1的动量变化等于小球2的动量变化：联立上述各式，可得：为了方便，不妨让小球们碰撞的y分量速度Vy趋于0，这样S’系中小球1就趋于静止状态，其质量m1可写为m0。而S’系中小球2的速度v就趋于x分量的速度，即v=V2x’只是u的函数，那么根据v与u的关系，将上述质量关系表达式中的u用v写出，则得到：其中，已将m2用符号m代替。m代表以速度v运动的“动质量”，而m0代表物体静止时的质量，称为“静质量”。上式说明以p=mv定义的所谓“动质量”不再像牛顿力学中那样是一个与参考系无关的常数，而是一个与速度有关的量，这就是质速关系。质能方程统一质量能量低速极限呼应牛顿形式有了质速关系，就可以进一步推导质能关系。能量E仍然按照传统的力乘以其所作用的位移来定义：其中v是物体的运动速度，而p=mv。将质量m与速度v的质速关系代入可得：显然质量为零时，能量也为零。最终可以积分得到伟大的质能方程：虽然这看起来与牛顿力学的能量表达式相差甚远，但如果速度v相对于光速c较小，即v/c是个小量，则可对能量对v/c作泰勒展开：可以发现,在这一近似下，能量对速度的依赖，又回到牛顿力学中的传统形式。张朝阳强调，我们需要注意，当物体的速度为0时，能量并不是0，而是其静质量乘以光速的平方，一点点质量即包含很大的能量。这是个划时代的方程，它说明质量与能量是统一的，将原先旧的物理学中看起来毫无关联的两个量联系在了一起，物理中非常重要的守恒量也得到了扩展，不再是质量与能量各自守恒，而是质能守恒。张朝阳又以铀235的裂变过程为例，说明质量可以转化成能量，而其能量可以用爱因斯坦质能方程计算出来。现场互动讨论薛定谔方程用量子力学公式推导氢原子半径在其后的互动环节中，张朝阳还与同学们探讨了各种物理问题。包括薛定谔是如何猜测出薛定谔方程的？张朝阳对此进行了现场推导：爱因斯坦假设光子存在，并且提出了光的波粒二象性；德布罗意进一步假设所有物质都具有波粒二象性，且对于物质粒子，可以仿照电磁波的形式描写物质波；之后，波对时间求导可以得到能量相关的项，波对空间求导可以得到动量相关的项目；最后，将哈密顿量中的能量与动量换成相应的算符，并把研究对象用波函数形式表达，即可猜出薛定谔方程。此外，对于“如何用不确定性原理估算出氢原子半径？”的问题，张朝阳解释，从经典电动力学的观点看，电子绕原子核转动会向外辐射电磁波，能量降低，且迅速塌缩到原子核里，那么氢原子就不能稳定存在了。但在量子力学中，定性地讲，动量与位置满足不确定性关系，电子往原子核塌缩时，其位置不确定度越小，动量不确定度就越大，从而让电子有远离原子核的趋势，抵消了电子往原子核塌缩的趋势。张朝阳不仅做了定性的说明，还做了定量的计算。他现场推导利用不确定性原理将动量表示成位置的不确定度并代入到哈密顿量中，计算出能量取最小值时的位置不确定度。这正是玻尔半径，也就是氢原子处于基态时电子的“轨道半径”，电子并不会塌缩到原子核内。张朝阳惊叹这种简单估算得到的结果竟然与严格求解薛定谔方程的结果相一致。这正体现了不确定性原理的简洁、深刻、有效。此外，人大附中物理教师、科普视频创作者李永乐作为特邀嘉宾也来到了“新春第一课”的现场。有同学提到在刚结束的冬奥会上，联通5G直播背后的物理学原理问题时，李永乐以精简且有趣的语言阐述了联通5G大速率、低延时、覆盖广等优势，体现了大国实力下科技为生活增添美好的硬核实力。课堂最后，张朝阳与李永乐用三星Galaxy S22手机和到场的全体同学一起合影留念。文/金仁甫

谁宣称证实相对论的“引力红移”都只能是闹剧，不管他的脸有多大，还是为他吆喝的人脸有多大，其道理很简单：一个参照系不存在参照系变换，如果用一挺机关枪竖直向上对着高度不变的靶子扫射，无论机关枪发射子弹的速度是否减慢，只要前后子弹的运动规律一致，每颗子弹只要经过的路程相等，每颗子弹所需的时间也就相等，因此，着靶时，前后两颗子弹的时间间隔也不会改变，发射频率只能等于接收频率。一个参照系不存在参照系变换，用光源向上对着高度不变的光靶子照射，如果光是以传说中的光子往前冲，无论光子速度是否减慢，只要前后光子的运动规律一致，每颗光子只要经过的路程相等，每颗光子所需的时间也就相等，因此，前后两颗光子着靶的时间间隔也不会改变，发射频率只能等于接收频率。一个参照系不存在参照系变换，用光源向上对着高度不变的光靶子照射，如果光是以波的形式往前冲，无论波速是否减慢，只要前后两个波的运动规律一致，每一个波只要经过的路程相等，每一个波所需的时间也就相等，因此，前后两个波着靶的时间间隔也不会改变，发射频率只能等于接收频率。在运动场上，用相同间隔的时间放出选手去跑相同的路程，如果选手一个比一个差，后一个选手所花的时间都比前一个多花一秒钟，选手跑完全程的时间间隔就会多出一秒钟，就会有类似红移的情况。相同高度光如果真要红移，也就只能一个光子比一个光子跑得慢，或者一个波比一个波跑得慢，但这绝不可能。而且如果这样就违反了相对论构建的基础-爱因斯坦的光速不变假设。基于以上的道理，用这样的图维相也行不通：注：当从远离引力场的地方观测时,处在引力场中的辐射源发射出来的谱线,其波长会变长一些,这就是广义相对论所谓的“引力红移”。

张朝阳的推导及说法不能说明相对论正确张朝阳的物理课：又见硬核推导，六块黑板写不下时间和空间不是各自独立的吗？怎么搅和到一块儿了？世界上最有名的方程E=mc²是怎么来的？3月11日，《张朝阳的物理课》线下“新春第一课”首次开讲，搜狐创始人、董事局主席兼CEO张朝阳与来自北京各高校的物理学子及物理爱好者们一起探讨物理的奥秘。课堂上，他从光速不变理论出发，通过各种思想实验推导出时间膨胀、长度收缩、质速关系等违反直觉的相对论效应，利用质速关系与能量的定义进一步推导质能关系,并讲解了质能关系的意义与应用。之后又与现场同学讨论了此前直播课的相关问题，例如，薛定谔如何猜出薛定谔方程、如何用不确定性原理估算氢原子半径等。此外，人大附中物理教师、科普视频创作者李永乐作为特邀嘉宾现身课堂，与大家进行了深入的互动交流。运动的时钟走得慢？从光速不变推导时间膨胀 “我的课比较强调硬核推导。”张朝阳在开场介绍。线下“新春第一课”，张朝阳重点讲解了狭义相对论中最著名的方程E=mc²，并结合案例加以解释。要理解狭义相对论，必须先了解光速的特殊性。他先从麦克斯韦方程组导出的电磁波方程入手，指出光速与参考系无关这一反直觉的论述。他从光速不变出发，推导出时间膨胀效应。张朝阳举例：假设有一个以速度u沿水平方向运动的飞船，飞船底部到顶部的距离为L。从飞船底部竖直向顶部发射一束光，光到达顶部后竖直反射回底部。推导时间膨胀的思想实验从飞船内部看，这个过程中光经过的距离为2L，那么光从底部出发，到光被底部接收，此时间间隔为∆t'=2L/c。若在地面观察这个过程，设相应的时间间隔为∆t，由于光从底部到顶部与从顶部回到底部是个对称的过程，那么光到达顶部所用时间为∆t/2。在这个过程中，光走的路线与飞船底部发射点走的路线构成直角三角形，满足勾股定理：解此方程得到：可以发现，对于地面参考系，自光从底部发射，到光经反射回到底部，此时间差是飞船参考系下相应时间差的γ倍，其中γ大于1。而在飞船参考系下，光从底部发射，与光回到底部，这两个事件是在同一地点发生的，也就是它们可以对应飞船参考系里一个静止的钟，于是公式∆t=γ∆t'表明地面参考系的钟走得比飞船参考系的钟要快。更一般地说，运动的时钟比静止的时钟走得慢，这就是“时间膨胀”效应。运动的尺子会缩短？从洛伦兹变换看长度收缩张朝阳已推出时间膨胀效应。时间流逝的快慢竟然与参考系间的相对运动速度有关，这说明时间与空间不再是绝对的，而是联系到了一起。描述时间与空间之间的联系的方程就是洛伦兹变换公式，它是狭义相对论中两个作相对匀速运动的惯性参考系之间的坐标变换：作为洛伦兹变换的一个应用，张朝阳基于此推导了相对论另一个重要的反直觉效应，即“长度收缩”效应。惯性系S’相对惯性系S以速度u向x正方向运动。在S’系放一个相对静止、长度为L的尺子，尺子的左端为S’系的原点，尺子的右端对应的坐标为x’=L。假设在S系中，t=0时刻，尺子左端刚好到达S系原点，而此时尺子右端对应的坐标是x。由于尺子右端在S’系的位置坐标始终为x’=L，那么根据洛伦兹变换，考察尺子右端，可以得到方程：如前所述，S系中x对应的时刻为t=0，于是：坐标x是动尺在左端到达S系原点时尺子右端的位置，这真是尺子在S系中的长度。上面的公式表明：运动的尺子会缩短到原来的1/γ。这与牛顿力学和传统直觉相违背，张朝阳解释说，其中的本质原因是，测量长度是同时测量物体两端在坐标系里的位置之差，而相对论中的同时性是具有相对性的，即在S系中同时看到尺子两端对应的两个事件，在S’系中并不一定是同时的，所以在不同参考系中测得的尺子长度自然就很可能不同。运动的物体质量增？速度变换、动量守恒，推导质速关系洛伦兹变换只是坐标的变换，利用简单的微分知识，张朝阳进一步通过洛伦兹变换导出了速度在不同参考系的变换公式：可以发现，不仅x分量的速度变换公式不再是简单的速度叠加，连y分量的速度也会发生变化。这是因为不同的参考系里，时间流逝的快慢也不同了，即使洛伦兹变换中y分量的坐标不变，y分量的速度仍然会有变化。有了速度变换关系，就可以推导质速关系了。先在S系中设想一个思想实验：两个质量完全相同的小球1和小球2，分别以速度（Vx=u，Vy）和速度（-Vx，-Vy）运动，它们在S系的原点发生完全弹性碰撞。由于两球质量相同，由动量守恒可知，碰撞前后，其速度大小相同、方向相反。完全弹性碰撞没有能量损失，它们碰撞之后的速度大小与碰撞前一样。假设小球1碰撞之后的速度为（Vx=u，-Vy），那么小球2碰撞之后的速度必然为（-Vx，Vy）。现在在另一个参考系S’系中观察这个过程。S’系相对于S系沿x方向以速度u运动，那么根据速度变换公式，小球1碰撞前后x方向的速度都为0，而碰撞前后y分量速度大小为：对于小球2，同样利用速度变换公式，可以得到S’系里x分量的速度为：y分量的速度大小：现在若假定在相对论中动量也具有p=mv的形式，设S’系里小球1与小球2的质量分为m1和m2，那么在S’系中为了使y分量动量守恒依然满足，需要小球1的动量变化等于小球2的动量变化：联立上述各式，可得：为了方便，不妨让小球们碰撞的y分量速度Vy趋于0，这样S’系中小球1就趋于静止状态，其质量m1可写为m0。而S’系中小球2的速度v就趋于x分量的速度，即v=V2x’只是u的函数，那么根据v与u的关系，将上述质量关系表达式中的u用v写出，则得到：其中，已将m2用符号m代替。m代表以速度v运动的“动质量”，而m0代表物体静止时的质量，称为“静质量”。上式说明以p=mv定义的所谓“动质量”不再像牛顿力学中那样是一个与参考系无关的常数，而是一个与速度有关的量，这就是质速关系。质能方程统一质量能量低速极限呼应牛顿形式有了质速关系，就可以进一步推导质能关系。能量E仍然按照传统的力乘以其所作用的位移来定义：其中v是物体的运动速度，而p=mv。将质量m与速度v的质速关系代入可得：显然质量为零时，能量也为零。最终可以积分得到伟大的质能方程：虽然这看起来与牛顿力学的能量表达式相差甚远，但如果速度v相对于光速c较小，即v/c是个小量，则可对能量对v/c作泰勒展开：可以发现,在这一近似下，能量对速度的依赖，又回到牛顿力学中的传统形式。张朝阳强调，我们需要注意，当物体的速度为0时，能量并不是0，而是其静质量乘以光速的平方，一点点质量即包含很大的能量。这是个划时代的方程，它说明质量与能量是统一的，将原先旧的物理学中看起来毫无关联的两个量联系在了一起，物理中非常重要的守恒量也得到了扩展，不再是质量与能量各自守恒，而是质能守恒。张朝阳又以铀235的裂变过程为例，说明质量可以转化成能量，而其能量可以用爱因斯坦质能方程计算出来。现场互动讨论薛定谔方程用量子力学公式推导氢原子半径在其后的互动环节中，张朝阳还与同学们探讨了各种物理问题。包括薛定谔是如何猜测出薛定谔方程的？张朝阳对此进行了现场推导：爱因斯坦假设光子存在，并且提出了光的波粒二象性；德布罗意进一步假设所有物质都具有波粒二象性，且对于物质粒子，可以仿照电磁波的形式描写物质波；之后，波对时间求导可以得到能量相关的项，波对空间求导可以得到动量相关的项目；最后，将哈密顿量中的能量与动量换成相应的算符，并把研究对象用波函数形式表达，即可猜出薛定谔方程。此外，对于“如何用不确定性原理估算出氢原子半径？”的问题，张朝阳解释，从经典电动力学的观点看，电子绕原子核转动会向外辐射电磁波，能量降低，且迅速塌缩到原子核里，那么氢原子就不能稳定存在了。但在量子力学中，定性地讲，动量与位置满足不确定性关系，电子往原子核塌缩时，其位置不确定度越小，动量不确定度就越大，从而让电子有远离原子核的趋势，抵消了电子往原子核塌缩的趋势。张朝阳不仅做了定性的说明，还做了定量的计算。他现场推导利用不确定性原理将动量表示成位置的不确定度并代入到哈密顿量中，计算出能量取最小值时的位置不确定度。这正是玻尔半径，也就是氢原子处于基态时电子的“轨道半径”，电子并不会塌缩到原子核内。张朝阳惊叹这种简单估算得到的结果竟然与严格求解薛定谔方程的结果相一致。这正体现了不确定性原理的简洁、深刻、有效。此外，人大附中物理教师、科普视频创作者李永乐作为特邀嘉宾也来到了“新春第一课”的现场。有同学提到在刚结束的冬奥会上，联通5G直播背后的物理学原理问题时，李永乐以精简且有趣的语言阐述了联通5G大速率、低延时、覆盖广等优势，体现了大国实力下科技为生活增添美好的硬核实力。课堂最后，张朝阳与李永乐用三星Galaxy S22手机和到场的全体同学一起合影留念。文/金仁甫

【原创】相对论之误【关键词】：相对论、光速不变假设、定律。【摘要】：爱因斯坦作光速不变假设，把它称为光速不变原理甚至光的传播定律，把它当做定律导出洛伦兹变换等一系列相对论结论，由此构建出整个相对论的理论体系。阿尔伯特·爱因斯坦的第一篇相对论论文《论动体的电动力学》1905年6月30日投稿在《物理年鉴》，该论文首先以“堵如此类的例子，以及企图证实地球相对于“光媒质”运动的实验的失败，引起了这样一种猜想：绝对静止这概念，不仅在力学中，而且在电动力学中也不符合现象的特性，倒是应当认为，凡是对力学方程适用的一切坐标系，对于上述电动力学和光学的定律也一样适用，对于第一级微量来说，这是已经证明了的。我们要把这个猜想（它的内容以后就称之为“相对性原理”）提升为公设，并且还要引进另一条在表面上看来同它不相容的假设：光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着，这速度同发射体的运动状态无关。由这两条假设，根据静体的麦克斯韦理论，就足以得到一个简单而又不自相矛盾的动体电动力学”，谈到了光速不变假设在相对论中的核心地位，表明了他当初创建相对论的原因及其目的。在这段文字中，也首次提到了光速不变假设：光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着，这速度同发射体的运动状态无关。该论文又提出了在一个系依据光，来确定处于A 、B两个位置静止的两只钟同步的办法，让光从A 到B，再从B反射回A，说 “如果tB-tA=t’A-tB, 那么，这两只钟按照定义是同步的。我们假定，这个同步性的定义是可以没有矛盾的……这样，我们借助于某些（假想的）物理经验，对于静止在不同地方的各只钟，规定了什么叫做它们是同步的，从而显然也就获得了“同时”和“时间”的定义。一个事件的“时间”，就是在这事件发生地点静止的一只钟同该事件同时的一种指示，而这只钟是同某一只特定的静止的钟同步的，而且对于一切的时间测定，也都是同这只特定的钟同步的……根据经验，我们把2A B/（ t’A -tA）=c 当作一个普适常数（光在虚空空间中的速度）”。从上面《论动体的电动力学》这段文字不难看出，他是在认定这个参照系各向光速不变，来定义时间的同时，因为tB-tA=A B/c， t’A-tB, =A B/c，一定有tB-tA=t’A-tB，相反地，如果前后光速存在差异并非同一个值c，则tB-tA=t’A-tB不成立。其实，就理论而言，我们定义同时无需光崇拜，并不一定要依赖光，如果我们知道一种甚至两种在参照系中前后运动速度相同v1=v2的物理信号，也可以因为A B /v1 = A B / v2，依据tB-tA=t’A-tB来定义同时，因此，他这时间同步定义所依据的“（假想的）物理经验”就是他的光速不变假设，有了这一假设，才有前后光速相等，但必须注意，他这样靠推理来定义同时，并不能说明存在【相对于任何一个参照系，各向光速不变】这样的物理经验，而且，也没有任何物理经验证实相对于不同参照系光速为同一个值c。他的同时定义与他的光速不变假设虽然存在互动，存在相互照应，但由于所谓的物理经验仅仅是没有实证的假想，故最多算一种自圆其说的“自洽”，仅此而已。随后又对光速不变假设作了第二次略有变化的表述，将原来所说的假设改称为原理：光速不变原理：光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着，这速度同发射体的运动状态无关。通过这一表述，进一步阐明了相对论中，相对于任意惯性参照系光速始终为c的观点，值得一提的是，虽然先后两种表述将postulate（假设）换为principles（原理），但其本质仍然是一个假设。在两次介绍光速不变假设后，以光速不变假设为前提，提出了相对论的同时性相对性观点：一杆相对于另一个物体运动，光在杆上 A 、B两点往返，相对于杆，按光速不变假设，相对于杆前后光速不变，光速均为c，光传播事件光往返的时间就该相等tB-tA=t’A-tB。如果相对于另一个物体，也按光速不变假设，相对于地面前后光速不变，光速均为c，故光从A 到B，再从B反射回A，相对于杆光的速度分别为c+v和c-v。因此同一个光传播事件在另一个物体所在的系却不同时：tB-tA=rA B/(c+v)， t’A-tB,=rA B/(c-v)。由此说明基于光速不变假设就会得到同时性的相对性。(爱因斯坦在这里两个系表示长度所用的字母A B 和rA B不同，仅仅是要与他的所谓长度相对性说法一致。) 当然，上述另一个系的结论也可由(tB-tA ) c=rA B-(tB-tA)v，(t’A-tB ) c =rA B +(t’A-tB ) v得到。实际上这就是，由于杆上的点A 和B为动点，对地面系而言，光在杆上移动的距离A B’<B’ A ’，再按光速不变假设，相对于另一个系也光速不变，光速均为c，自然有A B’/ c <B’ A ’ / c，即tB-tA< t’A-tB另一个系不同时，光以相同速度通过距离不等的两个路程，所需时间当然不同。对这一分析过程，我们其实不用搞光崇拜，一杆相对于另一个物体运动使，就理论而言，完全可以让一个物理信号在杆上 A 、B两点等速的往返，相对于杆，该物理信号往返的时间就该相等tB-tA= t’A-tB。相对于另一个物体，还可以有另一个物理信号在A 、B两点等速的往返，由于杆上的点A 和B为动点，对另一个系而言，另一个物理信号在杆上移动的距离A B’<B’ A ’，另一个物理信号以相同速度通过距离不等的两个路程，所需时间当然不同。由于是两个物理信号在A 、B两点等速的往返，而非同一个物理信号，分属两个不同的物理事件，所以，这并不能锁定同时性存在相对性。那为什么爱因斯坦根据光所做的分析能得到同时性存在相对性呢？完全在于他认为光信号相对于杆前后光速相同，这一光信号相对于另一个参照系也同样前后光速相同，人为设定同一物理事件光信号传播有这样的特性，也就是他的光速不变假设。由于爱因斯坦除了“（假想的）物理经验”，并没有给出物理事实来证明他的光速不变假设属于物理经验，他这同时性相对性推演并不能在物理上能立足。随后同样是在设定光的传播满足光速不变假设的条件下，推出相对论的洛伦兹变换，以及相对论的速度合成公式，其间，这篇文章还简略的分析了相对论的钟慢尺缩结论。与《论动体的电动力学》相比，爱因斯坦在《狭义与广义相对论浅说》中，做了相对来说更简单的推导：洛伦兹变换的简单推导按照图2所示两坐标系的相对取向，该两坐标系的x轴永远是重合的。在这个情况下我们可以把问题分为几部分，首先只考虑x轴上发生的事件。任何一个这样的事件，对于坐标系K是由横坐标x和时间t来表示，对于坐标系K’则由横坐标x’和时间t’来表示。当给定x和t时，我们要求出x’和t’。沿着正x轴前进的一个光信号按照方程 x＝ct 或 x－ct＝0 (1) 传播。由于同一光信号必须以速度c相对于K'传播，因此相对于坐标系K'的传播将由类似的公式 x'－ct'＝0 (2) 表示。满足(1)的那些空时点(事件)必须也满足(2)。显然这一点是成立的，只要关系 (x’－ct’)＝λ(x－ct) (3) 一般地被满足，其中λ表示一个常数；因为，按照(3)，(x－ct)等于零时(x'－ct')就必然也等于零。如果我们对沿着负x轴传播的光线应用完全相同的考虑，我们就得到条件 (x’＋ct’)＝μ(x＋ct) (4) 方程(3)和(4)相加(或相减)，并为方便起见引入常数a和b代换常数λ和μ，令 a＝(λ＋μ)/2 以及 b＝(λ－u)/2 我们得到方程 x'＝ax－bct (5) ct'＝act－bx (5a) 因此，若常数a和b为已知，我们就得到我们的问题的解。a和b可由下述讨论确定。对于K'的原点我们永远有x'＝0，因此按照(5)的第一个方程 x＝(bc/a)t 如果我们将K'的原点相对于K的运动的速度称为v，我们就有 v＝bc/a (6) 同一量值v可以从方程式(5)得出，只要我们计算K'的另一点相对于K的速度，或者计算K的一点相对于K'的速度（指向负x轴）。总之，我们可以指定v为两坐标系的相对速度。还有，相对性原理告诉我们，由K判断的相对于K’保持静止的单位量杆的长度，必须恰好等于由K’判断的相对于K保持静止的单位量杆的长度。为了看一看由K观察x'轴上的诸点是什么样子，我们只需要从K对K'拍个“快照”；这意味着我们必须引入t(K的时间)的一个特别的值，例如t=0。对于这个t的值，我们从(5)的第一个方程就得到x'＝ax. 因此，如果在K'坐标中测量，x'轴上两点相隔的距离为Δx'＝1，该两点在我们瞬时快照中相隔的距离就是 Δx＝1/a (7) 但是如果从K’(t'=0)拍快照，而且如果我们从方程(5)消去t，考虑到表示式(b)，我们得到 x'＝a(1－v²/c²)x 由此我们推断，在x轴上相隔距离1(相对于K)的两点，在我们的快照上将由距离 Δx'＝a(1－v²/c²) (7a) 表示。但是根据以上所述，这两个快照必须是全等的；因此(7)中的Δx必须等于(7a)中的Δx'，这样我们就得到 a²＝1/(1－v²/c²) (7b) 方程(6)和(7b)决定常数a和b。在(5)中代入这两个常数的值，我们得到在第11节所提出的第一个和第四个方程： x'＝(x－vt)/√(1－v²/c²) t'＝(t－vx/c²) /√(1－v²/c²) (8) 这样我们就得到了对于在x轴上的事件的洛仑兹变换。它满足条件 x'²－c²t'²＝x²－ct² (8a) 再把这个结果加以推广，以便将发生在x轴外面的事件也包括进去。此项推广只要保留方程(8)并补充以关系式 y'＝y z'＝z (9) 就能得到。这样，无论对于坐标系K或是对于坐标系K'，我们都满足了任意方向的光线在真空中速度不变的公设。这一点可以证明如下。设在时间t=0时从K的原点发出一个光信号。这个光信号将按照方程 r＝√(x²＋y²＋z²)＝ct 传播，或者，如果方程两边取平方，按照方程 x²＋y²＋z²－c²t²＝0 (10) 传播。光的传播定律结合着相对性公设要求所考虑的信号(从K'去判断)应按照对应的公式 r'＝ct' 或 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝0 (10a) 传播。为了使方程(10a)可以从方程(10)推出，我们必须有 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝σ(x²＋y²＋z²－c²t²) (11) 由于方程(8a)对于x轴上的点必须成立，因此我们有σ＝1。不难看出，对于σ＝1，洛伦兹变换确实满足(11)；因为(11)可以由(8a)和(9)推出，因而也可以由(8)和(9)推出。这样我们就导出了洛伦兹变换。由(8)和(9)表示的洛伦兹变换仍需加以推广。显然，在选择K'的轴时是否要使之与K的轴在空间中相互平行是无关重要的。同时，K'相对于K的平动速度是否沿x轴的方向也是无关紧要的。通过简单的考虑可以证明，我们能够通过两种变换建立这种广义的洛伦兹变换，这两种变换就是狭义的洛伦兹变换和纯粹的空间变换，纯粹的空间变换相当于用一个坐标轴指向其他方向的新的直角坐标系代换原有的直角坐标系。我们可以用数学方法，对推广了的洛伦兹变换的特性作如下的描述：推广了的洛伦兹变换就是用x,y,z,t的线性齐次函数来表示x’,y’,z’,t’,而这种线性齐次函数的性质又必须能使关系式 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝x²＋y²＋z²－c²t² (11a) 恒等地被满足。也就是说：如果我们用这些x,y,z,t的线性齐次函数来代换在（11a）左边所列的x',y',z',t',则(11a)的左边与其右边完全一致。从爱因斯坦依据同一发光事件，将任意点在两个系的坐标，分别在各自参照系运用光速不变假设x－ct＝0， x'－ct'＝0，从而得到x'＝ax－bct 和 ct'＝act－bx ，爱因斯坦充分运用了他作的光速不变假设的“光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着”，在依据特殊条件求解待定系数a、b的过程中，再次运用了基于光速不变假设的相对性同时性理念，来确定静长度和动长度的关系，最终导出洛伦兹变换，导出洛伦兹变换后，还特别强调，它满足条件x'²－c²t'²＝x²－ct² ，而这x'²－c²t'²＝x²－ct² 正是光速不变假设得来的所谓相对论的间隔不变性，后面还用相对性原理，从一个系的波动方程x²＋y²＋z²－c²t²＝0直接推及另一个系的波动方程 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝0 。最后再次强调由光速不变假设得到的间隔不变性的另一种通用形式x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝x²＋y²＋z²－c²t² 。从这一系列推导己阐述不难看出，相对论的同时性相对性，间隔不变性，洛伦兹变换，以及钟慢尺缩等相对论基本结论完全依赖于爱因斯坦的光速不变假设。在这里，相对论从前提假设，到理论推演，在得出结论有不有问题呢？答案是肯定的，因为我们知道有个最基本的物理规律，那就是矢量合成，因为速度是矢量，速度的矢量合成不仅在物理上而且在数学上也被普遍运用，速度的矢量合成有一个常用的地方，那就是直接用于参照系变换，借用上面的图，如果参照系K’在 x轴方向相对于参照系K以速度v运动，而一束光相对于参照系K’速度为c，那么，按矢量合成规律，相对于参照系K，他的速度就为c+v，怎么可能像爱因斯坦假设的那样，同一束光相对于两个参照系都是c？但由于相对论的名头非常大，估计很多的物理研究者都不愿相信相对论会犯这种低级错误，由于相对论的伟大不是一挥而就的，我们不妨从相对论的一点一滴谈起。由于有矢量合成规律，在相对论出现以前，谁也不会相信像爱因斯坦假设的那样，同一束光相对于两个参照系都是c。直到现在，矢量合成规律还写在物理和数学课本上被普遍运用，那为什么有一部分人（应该是极少数，因为即便是支持相对论的人，占很大一部分也不了解相对论到底是什么样的理论。）被逐渐爱因斯坦策反了呢？就以《论动体的电动力学》上面介绍的极少部分为例，爱因斯坦宣传工作做得好，例如： 1、他反复强调，在“静系”中，要让光从A 到B，再从B反射回A，并tB-tA=t’A-tB，来实现对钟，实际上，我们就被多次暗示，相对于参照系，光速总是c。 2、 “根据经验，我们把2A B/（ t’A -tA）=c 当作一个普适常数（光在虚空空间中的速度）”，在这宣称经验的说词中，没有参照系，但稍有物理基础的人都知道，要研究运动，就必须选参照系，因此，我们被再一次暗示，无论如何选参照系，相对于任意参照系，光速总是c。 3、他前后两次讲了他的光速不变假设，只讲光速是确定的速度c，同样绝口不提参照系，实际上，我们又前后两次被暗示，无论如何选参照系，光速总是c。 4、前后两次讲了他的光速不变假设，第二次表述将postulate（假设）换为principles（原理），借助这一语言攻势，我们被暗示，这个假设并不是那么假。 5、在“静系”中他的tB-tA=rA B/(c+v)， t’A-tB,=rA B/(c-v)，实际上也在暗示，相对于所在的参照系，光速一定为c。 6、多次提到测量，将“静系”中“量得”杆长命名为rA B，与动系中的杆长A B于区别，有意无意地暗示杆在两个系长度不同。在《狭义及广义相对论浅说》中，对于光速不变假设，爱因斯坦也有更强的语言攻势，多次将自己的假设说成定律： 1、首先，他列出了一个大标题“光的传播定律与相对性原理的表面抵触”，直接把自己的假设说成定律。他给出的理由是【在物理学中几乎没有比真空中光的传播定律更简单的定律了，学校里的每个儿童都知道，或者相信他知道，光在真空中沿直线以速度c=300，000公里／秒传播。无论如何我们非常精确地知道，这个速度对于所有各色光线都是一样的。用力如果不是这样，则当一颗恒星为其邻近的黑暗星体所掩食时，其各色光线的最小发射值就下会同时被看到。荷兰天文学家德西特（De Sitter）根据对双星的观察，也以相似的理由指出，光的传播速度不能依赖于发光物体的运动速度。关于光的传播速度与其“在空间中”的方向有关的假定即就其本身而言也是难以成立的】。

张朝阳的推导及说法不能说明相对论正确张朝阳的物理课：又见硬核推导，六块黑板写不下时间和空间不是各自独立的吗？怎么搅和到一块儿了？世界上最有名的方程E=mc²是怎么来的？3月11日，《张朝阳的物理课》线下“新春第一课”首次开讲，搜狐创始人、董事局主席兼CEO张朝阳与来自北京各高校的物理学子及物理爱好者们一起探讨物理的奥秘。课堂上，他从光速不变理论出发，通过各种思想实验推导出时间膨胀、长度收缩、质速关系等违反直觉的相对论效应，利用质速关系与能量的定义进一步推导质能关系,并讲解了质能关系的意义与应用。之后又与现场同学讨论了此前直播课的相关问题，例如，薛定谔如何猜出薛定谔方程、如何用不确定性原理估算氢原子半径等。此外，人大附中物理教师、科普视频创作者李永乐作为特邀嘉宾现身课堂，与大家进行了深入的互动交流。运动的时钟走得慢？从光速不变推导时间膨胀 “我的课比较强调硬核推导。”张朝阳在开场介绍。线下“新春第一课”，张朝阳重点讲解了狭义相对论中最著名的方程E=mc²，并结合案例加以解释。要理解狭义相对论，必须先了解光速的特殊性。他先从麦克斯韦方程组导出的电磁波方程入手，指出光速与参考系无关这一反直觉的论述。他从光速不变出发，推导出时间膨胀效应。张朝阳举例：假设有一个以速度u沿水平方向运动的飞船，飞船底部到顶部的距离为L。从飞船底部竖直向顶部发射一束光，光到达顶部后竖直反射回底部。推导时间膨胀的思想实验从飞船内部看，这个过程中光经过的距离为2L，那么光从底部出发，到光被底部接收，此时间间隔为∆t'=2L/c。若在地面观察这个过程，设相应的时间间隔为∆t，由于光从底部到顶部与从顶部回到底部是个对称的过程，那么光到达顶部所用时间为∆t/2。在这个过程中，光走的路线与飞船底部发射点走的路线构成直角三角形，满足勾股定理：解此方程得到：可以发现，对于地面参考系，自光从底部发射，到光经反射回到底部，此时间差是飞船参考系下相应时间差的γ倍，其中γ大于1。而在飞船参考系下，光从底部发射，与光回到底部，这两个事件是在同一地点发生的，也就是它们可以对应飞船参考系里一个静止的钟，于是公式∆t=γ∆t'表明地面参考系的钟走得比飞船参考系的钟要快。更一般地说，运动的时钟比静止的时钟走得慢，这就是“时间膨胀”效应。运动的尺子会缩短？从洛伦兹变换看长度收缩张朝阳已推出时间膨胀效应。时间流逝的快慢竟然与参考系间的相对运动速度有关，这说明时间与空间不再是绝对的，而是联系到了一起。描述时间与空间之间的联系的方程就是洛伦兹变换公式，它是狭义相对论中两个作相对匀速运动的惯性参考系之间的坐标变换：作为洛伦兹变换的一个应用，张朝阳基于此推导了相对论另一个重要的反直觉效应，即“长度收缩”效应。惯性系S’相对惯性系S以速度u向x正方向运动。在S’系放一个相对静止、长度为L的尺子，尺子的左端为S’系的原点，尺子的右端对应的坐标为x’=L。假设在S系中，t=0时刻，尺子左端刚好到达S系原点，而此时尺子右端对应的坐标是x。由于尺子右端在S’系的位置坐标始终为x’=L，那么根据洛伦兹变换，考察尺子右端，可以得到方程：如前所述，S系中x对应的时刻为t=0，于是：坐标x是动尺在左端到达S系原点时尺子右端的位置，这真是尺子在S系中的长度。上面的公式表明：运动的尺子会缩短到原来的1/γ。这与牛顿力学和传统直觉相违背，张朝阳解释说，其中的本质原因是，测量长度是同时测量物体两端在坐标系里的位置之差，而相对论中的同时性是具有相对性的，即在S系中同时看到尺子两端对应的两个事件，在S’系中并不一定是同时的，所以在不同参考系中测得的尺子长度自然就很可能不同。运动的物体质量增？速度变换、动量守恒，推导质速关系洛伦兹变换只是坐标的变换，利用简单的微分知识，张朝阳进一步通过洛伦兹变换导出了速度在不同参考系的变换公式：可以发现，不仅x分量的速度变换公式不再是简单的速度叠加，连y分量的速度也会发生变化。这是因为不同的参考系里，时间流逝的快慢也不同了，即使洛伦兹变换中y分量的坐标不变，y分量的速度仍然会有变化。有了速度变换关系，就可以推导质速关系了。先在S系中设想一个思想实验：两个质量完全相同的小球1和小球2，分别以速度（Vx=u，Vy）和速度（-Vx，-Vy）运动，它们在S系的原点发生完全弹性碰撞。由于两球质量相同，由动量守恒可知，碰撞前后，其速度大小相同、方向相反。完全弹性碰撞没有能量损失，它们碰撞之后的速度大小与碰撞前一样。假设小球1碰撞之后的速度为（Vx=u，-Vy），那么小球2碰撞之后的速度必然为（-Vx，Vy）。现在在另一个参考系S’系中观察这个过程。S’系相对于S系沿x方向以速度u运动，那么根据速度变换公式，小球1碰撞前后x方向的速度都为0，而碰撞前后y分量速度大小为：对于小球2，同样利用速度变换公式，可以得到S’系里x分量的速度为：y分量的速度大小：现在若假定在相对论中动量也具有p=mv的形式，设S’系里小球1与小球2的质量分为m1和m2，那么在S’系中为了使y分量动量守恒依然满足，需要小球1的动量变化等于小球2的动量变化：联立上述各式，可得：为了方便，不妨让小球们碰撞的y分量速度Vy趋于0，这样S’系中小球1就趋于静止状态，其质量m1可写为m0。而S’系中小球2的速度v就趋于x分量的速度，即v=V2x’只是u的函数，那么根据v与u的关系，将上述质量关系表达式中的u用v写出，则得到：其中，已将m2用符号m代替。m代表以速度v运动的“动质量”，而m0代表物体静止时的质量，称为“静质量”。上式说明以p=mv定义的所谓“动质量”不再像牛顿力学中那样是一个与参考系无关的常数，而是一个与速度有关的量，这就是质速关系。质能方程统一质量能量低速极限呼应牛顿形式有了质速关系，就可以进一步推导质能关系。能量E仍然按照传统的力乘以其所作用的位移来定义：其中v是物体的运动速度，而p=mv。将质量m与速度v的质速关系代入可得：显然质量为零时，能量也为零。最终可以积分得到伟大的质能方程：虽然这看起来与牛顿力学的能量表达式相差甚远，但如果速度v相对于光速c较小，即v/c是个小量，则可对能量对v/c作泰勒展开：可以发现,在这一近似下，能量对速度的依赖，又回到牛顿力学中的传统形式。张朝阳强调，我们需要注意，当物体的速度为0时，能量并不是0，而是其静质量乘以光速的平方，一点点质量即包含很大的能量。这是个划时代的方程，它说明质量与能量是统一的，将原先旧的物理学中看起来毫无关联的两个量联系在了一起，物理中非常重要的守恒量也得到了扩展，不再是质量与能量各自守恒，而是质能守恒。张朝阳又以铀235的裂变过程为例，说明质量可以转化成能量，而其能量可以用爱因斯坦质能方程计算出来。现场互动讨论薛定谔方程用量子力学公式推导氢原子半径在其后的互动环节中，张朝阳还与同学们探讨了各种物理问题。包括薛定谔是如何猜测出薛定谔方程的？张朝阳对此进行了现场推导：爱因斯坦假设光子存在，并且提出了光的波粒二象性；德布罗意进一步假设所有物质都具有波粒二象性，且对于物质粒子，可以仿照电磁波的形式描写物质波；之后，波对时间求导可以得到能量相关的项，波对空间求导可以得到动量相关的项目；最后，将哈密顿量中的能量与动量换成相应的算符，并把研究对象用波函数形式表达，即可猜出薛定谔方程。此外，对于“如何用不确定性原理估算出氢原子半径？”的问题，张朝阳解释，从经典电动力学的观点看，电子绕原子核转动会向外辐射电磁波，能量降低，且迅速塌缩到原子核里，那么氢原子就不能稳定存在了。但在量子力学中，定性地讲，动量与位置满足不确定性关系，电子往原子核塌缩时，其位置不确定度越小，动量不确定度就越大，从而让电子有远离原子核的趋势，抵消了电子往原子核塌缩的趋势。张朝阳不仅做了定性的说明，还做了定量的计算。他现场推导利用不确定性原理将动量表示成位置的不确定度并代入到哈密顿量中，计算出能量取最小值时的位置不确定度。这正是玻尔半径，也就是氢原子处于基态时电子的“轨道半径”，电子并不会塌缩到原子核内。张朝阳惊叹这种简单估算得到的结果竟然与严格求解薛定谔方程的结果相一致。这正体现了不确定性原理的简洁、深刻、有效。此外，人大附中物理教师、科普视频创作者李永乐作为特邀嘉宾也来到了“新春第一课”的现场。有同学提到在刚结束的冬奥会上，联通5G直播背后的物理学原理问题时，李永乐以精简且有趣的语言阐述了联通5G大速率、低延时、覆盖广等优势，体现了大国实力下科技为生活增添美好的硬核实力。课堂最后，张朝阳与李永乐用三星Galaxy S22手机和到场的全体同学一起合影留念。文/金仁甫

【原创】相对论之误【关键词】：相对论、光速不变假设、定律。【摘要】：爱因斯坦作光速不变假设，把它称为光速不变原理甚至光的传播定律，把它当做定律导出洛伦兹变换等一系列相对论结论，由此构建出整个相对论的理论体系。阿尔伯特·爱因斯坦的第一篇相对论论文《论动体的电动力学》1905年6月30日投稿在《物理年鉴》，该论文首先以“堵如此类的例子，以及企图证实地球相对于“光媒质”运动的实验的失败，引起了这样一种猜想：绝对静止这概念，不仅在力学中，而且在电动力学中也不符合现象的特性，倒是应当认为，凡是对力学方程适用的一切坐标系，对于上述电动力学和光学的定律也一样适用，对于第一级微量来说，这是已经证明了的。我们要把这个猜想（它的内容以后就称之为“相对性原理”）提升为公设，并且还要引进另一条在表面上看来同它不相容的假设：光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着，这速度同发射体的运动状态无关。由这两条假设，根据静体的麦克斯韦理论，就足以得到一个简单而又不自相矛盾的动体电动力学”，谈到了光速不变假设在相对论中的核心地位，表明了他当初创建相对论的原因及其目的。在这段文字中，也首次提到了光速不变假设：光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着，这速度同发射体的运动状态无关。该论文又提出了在一个系依据光，来确定处于A 、B两个位置静止的两只钟同步的办法，让光从A 到B，再从B反射回A，说 “如果tB-tA=t’A-tB, 那么，这两只钟按照定义是同步的。我们假定，这个同步性的定义是可以没有矛盾的……这样，我们借助于某些（假想的）物理经验，对于静止在不同地方的各只钟，规定了什么叫做它们是同步的，从而显然也就获得了“同时”和“时间”的定义。一个事件的“时间”，就是在这事件发生地点静止的一只钟同该事件同时的一种指示，而这只钟是同某一只特定的静止的钟同步的，而且对于一切的时间测定，也都是同这只特定的钟同步的……根据经验，我们把2A B/（ t’A -tA）=c 当作一个普适常数（光在虚空空间中的速度）”。从上面《论动体的电动力学》这段文字不难看出，他是在认定这个参照系各向光速不变，来定义时间的同时，因为tB-tA=A B/c， t’A-tB, =A B/c，一定有tB-tA=t’A-tB，相反地，如果前后光速存在差异并非同一个值c，则tB-tA=t’A-tB不成立。其实，就理论而言，我们定义同时无需光崇拜，并不一定要依赖光，如果我们知道一种甚至两种在参照系中前后运动速度相同v1=v2的物理信号，也可以因为A B /v1 = A B / v2，依据tB-tA=t’A-tB来定义同时，因此，他这时间同步定义所依据的“（假想的）物理经验”就是他的光速不变假设，有了这一假设，才有前后光速相等，但必须注意，他这样靠推理来定义同时，并不能说明存在【相对于任何一个参照系，各向光速不变】这样的物理经验，而且，也没有任何物理经验证实相对于不同参照系光速为同一个值c。他的同时定义与他的光速不变假设虽然存在互动，存在相互照应，但由于所谓的物理经验仅仅是没有实证的假想，故最多算一种自圆其说的“自洽”，仅此而已。随后又对光速不变假设作了第二次略有变化的表述，将原来所说的假设改称为原理：光速不变原理：光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着，这速度同发射体的运动状态无关。通过这一表述，进一步阐明了相对论中，相对于任意惯性参照系光速始终为c的观点，值得一提的是，虽然先后两种表述将postulate（假设）换为principles（原理），但其本质仍然是一个假设。在两次介绍光速不变假设后，以光速不变假设为前提，提出了相对论的同时性相对性观点：一杆相对于另一个物体运动，光在杆上 A 、B两点往返，相对于杆，按光速不变假设，相对于杆前后光速不变，光速均为c，光传播事件光往返的时间就该相等tB-tA=t’A-tB。如果相对于另一个物体，也按光速不变假设，相对于地面前后光速不变，光速均为c，故光从A 到B，再从B反射回A，相对于杆光的速度分别为c+v和c-v。因此同一个光传播事件在另一个物体所在的系却不同时：tB-tA=rA B/(c+v)， t’A-tB,=rA B/(c-v)。由此说明基于光速不变假设就会得到同时性的相对性。(爱因斯坦在这里两个系表示长度所用的字母A B 和rA B不同，仅仅是要与他的所谓长度相对性说法一致。) 当然，上述另一个系的结论也可由(tB-tA ) c=rA B-(tB-tA)v，(t’A-tB ) c =rA B +(t’A-tB ) v得到。实际上这就是，由于杆上的点A 和B为动点，对地面系而言，光在杆上移动的距离A B’<B’ A ’，再按光速不变假设，相对于另一个系也光速不变，光速均为c，自然有A B’/ c <B’ A ’ / c，即tB-tA< t’A-tB另一个系不同时，光以相同速度通过距离不等的两个路程，所需时间当然不同。对这一分析过程，我们其实不用搞光崇拜，一杆相对于另一个物体运动使，就理论而言，完全可以让一个物理信号在杆上 A 、B两点等速的往返，相对于杆，该物理信号往返的时间就该相等tB-tA= t’A-tB。相对于另一个物体，还可以有另一个物理信号在A 、B两点等速的往返，由于杆上的点A 和B为动点，对另一个系而言，另一个物理信号在杆上移动的距离A B’<B’ A ’，另一个物理信号以相同速度通过距离不等的两个路程，所需时间当然不同。由于是两个物理信号在A 、B两点等速的往返，而非同一个物理信号，分属两个不同的物理事件，所以，这并不能锁定同时性存在相对性。那为什么爱因斯坦根据光所做的分析能得到同时性存在相对性呢？完全在于他认为光信号相对于杆前后光速相同，这一光信号相对于另一个参照系也同样前后光速相同，人为设定同一物理事件光信号传播有这样的特性，也就是他的光速不变假设。由于爱因斯坦除了“（假想的）物理经验”，并没有给出物理事实来证明他的光速不变假设属于物理经验，他这同时性相对性推演并不能在物理上能立足。随后同样是在设定光的传播满足光速不变假设的条件下，推出相对论的洛伦兹变换，以及相对论的速度合成公式，其间，这篇文章还简略的分析了相对论的钟慢尺缩结论。与《论动体的电动力学》相比，爱因斯坦在《狭义与广义相对论浅说》中，做了相对来说更简单的推导：洛伦兹变换的简单推导按照图2所示两坐标系的相对取向，该两坐标系的x轴永远是重合的。在这个情况下我们可以把问题分为几部分，首先只考虑x轴上发生的事件。任何一个这样的事件，对于坐标系K是由横坐标x和时间t来表示，对于坐标系K’则由横坐标x’和时间t’来表示。当给定x和t时，我们要求出x’和t’。沿着正x轴前进的一个光信号按照方程 x＝ct 或 x－ct＝0 (1) 传播。由于同一光信号必须以速度c相对于K'传播，因此相对于坐标系K'的传播将由类似的公式 x'－ct'＝0 (2) 表示。满足(1)的那些空时点(事件)必须也满足(2)。显然这一点是成立的，只要关系 (x’－ct’)＝λ(x－ct) (3) 一般地被满足，其中λ表示一个常数；因为，按照(3)，(x－ct)等于零时(x'－ct')就必然也等于零。如果我们对沿着负x轴传播的光线应用完全相同的考虑，我们就得到条件 (x’＋ct’)＝μ(x＋ct) (4) 方程(3)和(4)相加(或相减)，并为方便起见引入常数a和b代换常数λ和μ，令 a＝(λ＋μ)/2 以及 b＝(λ－u)/2 我们得到方程 x'＝ax－bct (5) ct'＝act－bx (5a) 因此，若常数a和b为已知，我们就得到我们的问题的解。a和b可由下述讨论确定。对于K'的原点我们永远有x'＝0，因此按照(5)的第一个方程 x＝(bc/a)t 如果我们将K'的原点相对于K的运动的速度称为v，我们就有 v＝bc/a (6) 同一量值v可以从方程式(5)得出，只要我们计算K'的另一点相对于K的速度，或者计算K的一点相对于K'的速度（指向负x轴）。总之，我们可以指定v为两坐标系的相对速度。还有，相对性原理告诉我们，由K判断的相对于K’保持静止的单位量杆的长度，必须恰好等于由K’判断的相对于K保持静止的单位量杆的长度。为了看一看由K观察x'轴上的诸点是什么样子，我们只需要从K对K'拍个“快照”；这意味着我们必须引入t(K的时间)的一个特别的值，例如t=0。对于这个t的值，我们从(5)的第一个方程就得到x'＝ax. 因此，如果在K'坐标中测量，x'轴上两点相隔的距离为Δx'＝1，该两点在我们瞬时快照中相隔的距离就是 Δx＝1/a (7) 但是如果从K’(t'=0)拍快照，而且如果我们从方程(5)消去t，考虑到表示式(b)，我们得到 x'＝a(1－v²/c²)x 由此我们推断，在x轴上相隔距离1(相对于K)的两点，在我们的快照上将由距离 Δx'＝a(1－v²/c²) (7a) 表示。但是根据以上所述，这两个快照必须是全等的；因此(7)中的Δx必须等于(7a)中的Δx'，这样我们就得到 a²＝1/(1－v²/c²) (7b) 方程(6)和(7b)决定常数a和b。在(5)中代入这两个常数的值，我们得到在第11节所提出的第一个和第四个方程： x'＝(x－vt)/√(1－v²/c²) t'＝(t－vx/c²) /√(1－v²/c²) (8) 这样我们就得到了对于在x轴上的事件的洛仑兹变换。它满足条件 x'²－c²t'²＝x²－ct² (8a) 再把这个结果加以推广，以便将发生在x轴外面的事件也包括进去。此项推广只要保留方程(8)并补充以关系式 y'＝y z'＝z (9) 就能得到。这样，无论对于坐标系K或是对于坐标系K'，我们都满足了任意方向的光线在真空中速度不变的公设。这一点可以证明如下。设在时间t=0时从K的原点发出一个光信号。这个光信号将按照方程 r＝√(x²＋y²＋z²)＝ct 传播，或者，如果方程两边取平方，按照方程 x²＋y²＋z²－c²t²＝0 (10) 传播。光的传播定律结合着相对性公设要求所考虑的信号(从K'去判断)应按照对应的公式 r'＝ct' 或 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝0 (10a) 传播。为了使方程(10a)可以从方程(10)推出，我们必须有 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝σ(x²＋y²＋z²－c²t²) (11) 由于方程(8a)对于x轴上的点必须成立，因此我们有σ＝1。不难看出，对于σ＝1，洛伦兹变换确实满足(11)；因为(11)可以由(8a)和(9)推出，因而也可以由(8)和(9)推出。这样我们就导出了洛伦兹变换。由(8)和(9)表示的洛伦兹变换仍需加以推广。显然，在选择K'的轴时是否要使之与K的轴在空间中相互平行是无关重要的。同时，K'相对于K的平动速度是否沿x轴的方向也是无关紧要的。通过简单的考虑可以证明，我们能够通过两种变换建立这种广义的洛伦兹变换，这两种变换就是狭义的洛伦兹变换和纯粹的空间变换，纯粹的空间变换相当于用一个坐标轴指向其他方向的新的直角坐标系代换原有的直角坐标系。我们可以用数学方法，对推广了的洛伦兹变换的特性作如下的描述：推广了的洛伦兹变换就是用x,y,z,t的线性齐次函数来表示x’,y’,z’,t’,而这种线性齐次函数的性质又必须能使关系式 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝x²＋y²＋z²－c²t² (11a) 恒等地被满足。也就是说：如果我们用这些x,y,z,t的线性齐次函数来代换在（11a）左边所列的x',y',z',t',则(11a)的左边与其右边完全一致。从爱因斯坦依据同一发光事件，将任意点在两个系的坐标，分别在各自参照系运用光速不变假设x－ct＝0， x'－ct'＝0，从而得到x'＝ax－bct 和 ct'＝act－bx ，爱因斯坦充分运用了他作的光速不变假设的“光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着”，在依据特殊条件求解待定系数a、b的过程中，再次运用了基于光速不变假设的相对性同时性理念，来确定静长度和动长度的关系，最终导出洛伦兹变换，导出洛伦兹变换后，还特别强调，它满足条件x'²－c²t'²＝x²－ct² ，而这x'²－c²t'²＝x²－ct² 正是光速不变假设得来的所谓相对论的间隔不变性，后面还用相对性原理，从一个系的波动方程x²＋y²＋z²－c²t²＝0直接推及另一个系的波动方程 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝0 。最后再次强调由光速不变假设得到的间隔不变性的另一种通用形式x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝x²＋y²＋z²－c²t² 。从这一系列推导己阐述不难看出，相对论的同时性相对性，间隔不变性，洛伦兹变换，以及钟慢尺缩等相对论基本结论完全依赖于爱因斯坦的光速不变假设。在这里，相对论从前提假设，到理论推演，在得出结论有不有问题呢？答案是肯定的，因为我们知道有个最基本的物理规律，那就是矢量合成，因为速度是矢量，速度的矢量合成不仅在物理上而且在数学上也被普遍运用，速度的矢量合成有一个常用的地方，那就是直接用于参照系变换，借用上面的图，如果参照系K’在 x轴方向相对于参照系K以速度v运动，而一束光相对于参照系K’速度为c，那么，按矢量合成规律，相对于参照系K，他的速度就为c+v，怎么可能像爱因斯坦假设的那样，同一束光相对于两个参照系都是c？但由于相对论的名头非常大，估计很多的物理研究者都不愿相信相对论会犯这种低级错误，由于相对论的伟大不是一挥而就的，我们不妨从相对论的一点一滴谈起。由于有矢量合成规律，在相对论出现以前，谁也不会相信像爱因斯坦假设的那样，同一束光相对于两个参照系都是c。直到现在，矢量合成规律还写在物理和数学课本上被普遍运用，那为什么有一部分人（应该是极少数，因为即便是支持相对论的人，占很大一部分也不了解相对论到底是什么样的理论。）被逐渐爱因斯坦策反了呢？就以《论动体的电动力学》上面介绍的极少部分为例，爱因斯坦宣传工作做得好，例如： 1、他反复强调，在“静系”中，要让光从A 到B，再从B反射回A，并tB-tA=t’A-tB，来实现对钟，实际上，我们就被多次暗示，相对于参照系，光速总是c。 2、 “根据经验，我们把2A B/（ t’A -tA）=c 当作一个普适常数（光在虚空空间中的速度）”，在这宣称经验的说词中，没有参照系，但稍有物理基础的人都知道，要研究运动，就必须选参照系，因此，我们被再一次暗示，无论如何选参照系，相对于任意参照系，光速总是c。 3、他前后两次讲了他的光速不变假设，只讲光速是确定的速度c，同样绝口不提参照系，实际上，我们又前后两次被暗示，无论如何选参照系，光速总是c。 4、前后两次讲了他的光速不变假设，第二次表述将postulate（假设）换为principles（原理），借助这一语言攻势，我们被暗示，这个假设并不是那么假。 5、在“静系”中他的tB-tA=rA B/(c+v)， t’A-tB,=rA B/(c-v)，实际上也在暗示，相对于所在的参照系，光速一定为c。 6、多次提到测量，将“静系”中“量得”杆长命名为rA B，与动系中的杆长A B于区别，有意无意地暗示杆在两个系长度不同。在《狭义及广义相对论浅说》中，对于光速不变假设，爱因斯坦也有更强的语言攻势，多次将自己的假设说成定律： 1、首先，他列出了一个大标题“光的传播定律与相对性原理的表面抵触”，直接把自己的假设说成定律。他给出的理由是【在物理学中几乎没有比真空中光的传播定律更简单的定律了，学校里的每个儿童都知道，或者相信他知道，光在真空中沿直线以速度c=300，000公里／秒传播。无论如何我们非常精确地知道，这个速度对于所有各色光线都是一样的。用力如果不是这样，则当一颗恒星为其邻近的黑暗星体所掩食时，其各色光线的最小发射值就下会同时被看到。荷兰天文学家德西特（De Sitter）根据对双星的观察，也以相似的理由指出，光的传播速度不能依赖于发光物体的运动速度。关于光的传播速度与其“在空间中”的方向有关的假定即就其本身而言也是难以成立的】。如果相对论真有传说中的那么伟大，就不怕被质疑，也一定能经受住质疑。水星之魅在理论物理吧屏蔽我的《相对论之误》，他的理由是【相对论错误一眼就可以看出来】，不需要我长篇大论《相对论之误》指出，所以，他要屏蔽我的这一帖子，有不有吧务相反，以【相对论正确一眼就可以看出来】为借口封我的号呢？如果有，他两可以联手封堵反相的声音，靠吧权呵护相对论，让相对论靠吧权的细心呵护而伟大。我是就事论事，但并没有辱骂吧务，请吧务不要以辱骂吧务为借口封我的号，拜托了。

张朝阳的推导及说法不能说明相对论正确张朝阳的物理课：又见硬核推导，六块黑板写不下时间和空间不是各自独立的吗？怎么搅和到一块儿了？世界上最有名的方程E=mc²是怎么来的？3月11日，《张朝阳的物理课》线下“新春第一课”首次开讲，搜狐创始人、董事局主席兼CEO张朝阳与来自北京各高校的物理学子及物理爱好者们一起探讨物理的奥秘。课堂上，他从光速不变理论出发，通过各种思想实验推导出时间膨胀、长度收缩、质速关系等违反直觉的相对论效应，利用质速关系与能量的定义进一步推导质能关系,并讲解了质能关系的意义与应用。之后又与现场同学讨论了此前直播课的相关问题，例如，薛定谔如何猜出薛定谔方程、如何用不确定性原理估算氢原子半径等。此外，人大附中物理教师、科普视频创作者李永乐作为特邀嘉宾现身课堂，与大家进行了深入的互动交流。运动的时钟走得慢？从光速不变推导时间膨胀 “我的课比较强调硬核推导。”张朝阳在开场介绍。线下“新春第一课”，张朝阳重点讲解了狭义相对论中最著名的方程E=mc²，并结合案例加以解释。要理解狭义相对论，必须先了解光速的特殊性。他先从麦克斯韦方程组导出的电磁波方程入手，指出光速与参考系无关这一反直觉的论述。他从光速不变出发，推导出时间膨胀效应。张朝阳举例：假设有一个以速度u沿水平方向运动的飞船，飞船底部到顶部的距离为L。从飞船底部竖直向顶部发射一束光，光到达顶部后竖直反射回底部。推导时间膨胀的思想实验从飞船内部看，这个过程中光经过的距离为2L，那么光从底部出发，到光被底部接收，此时间间隔为∆t'=2L/c。若在地面观察这个过程，设相应的时间间隔为∆t，由于光从底部到顶部与从顶部回到底部是个对称的过程，那么光到达顶部所用时间为∆t/2。在这个过程中，光走的路线与飞船底部发射点走的路线构成直角三角形，满足勾股定理：解此方程得到：可以发现，对于地面参考系，自光从底部发射，到光经反射回到底部，此时间差是飞船参考系下相应时间差的γ倍，其中γ大于1。而在飞船参考系下，光从底部发射，与光回到底部，这两个事件是在同一地点发生的，也就是它们可以对应飞船参考系里一个静止的钟，于是公式∆t=γ∆t'表明地面参考系的钟走得比飞船参考系的钟要快。更一般地说，运动的时钟比静止的时钟走得慢，这就是“时间膨胀”效应。运动的尺子会缩短？从洛伦兹变换看长度收缩张朝阳已推出时间膨胀效应。时间流逝的快慢竟然与参考系间的相对运动速度有关，这说明时间与空间不再是绝对的，而是联系到了一起。描述时间与空间之间的联系的方程就是洛伦兹变换公式，它是狭义相对论中两个作相对匀速运动的惯性参考系之间的坐标变换：作为洛伦兹变换的一个应用，张朝阳基于此推导了相对论另一个重要的反直觉效应，即“长度收缩”效应。惯性系S’相对惯性系S以速度u向x正方向运动。在S’系放一个相对静止、长度为L的尺子，尺子的左端为S’系的原点，尺子的右端对应的坐标为x’=L。假设在S系中，t=0时刻，尺子左端刚好到达S系原点，而此时尺子右端对应的坐标是x。由于尺子右端在S’系的位置坐标始终为x’=L，那么根据洛伦兹变换，考察尺子右端，可以得到方程：如前所述，S系中x对应的时刻为t=0，于是：坐标x是动尺在左端到达S系原点时尺子右端的位置，这真是尺子在S系中的长度。上面的公式表明：运动的尺子会缩短到原来的1/γ。这与牛顿力学和传统直觉相违背，张朝阳解释说，其中的本质原因是，测量长度是同时测量物体两端在坐标系里的位置之差，而相对论中的同时性是具有相对性的，即在S系中同时看到尺子两端对应的两个事件，在S’系中并不一定是同时的，所以在不同参考系中测得的尺子长度自然就很可能不同。运动的物体质量增？速度变换、动量守恒，推导质速关系洛伦兹变换只是坐标的变换，利用简单的微分知识，张朝阳进一步通过洛伦兹变换导出了速度在不同参考系的变换公式：可以发现，不仅x分量的速度变换公式不再是简单的速度叠加，连y分量的速度也会发生变化。这是因为不同的参考系里，时间流逝的快慢也不同了，即使洛伦兹变换中y分量的坐标不变，y分量的速度仍然会有变化。有了速度变换关系，就可以推导质速关系了。先在S系中设想一个思想实验：两个质量完全相同的小球1和小球2，分别以速度（Vx=u，Vy）和速度（-Vx，-Vy）运动，它们在S系的原点发生完全弹性碰撞。由于两球质量相同，由动量守恒可知，碰撞前后，其速度大小相同、方向相反。完全弹性碰撞没有能量损失，它们碰撞之后的速度大小与碰撞前一样。假设小球1碰撞之后的速度为（Vx=u，-Vy），那么小球2碰撞之后的速度必然为（-Vx，Vy）。现在在另一个参考系S’系中观察这个过程。S’系相对于S系沿x方向以速度u运动，那么根据速度变换公式，小球1碰撞前后x方向的速度都为0，而碰撞前后y分量速度大小为：对于小球2，同样利用速度变换公式，可以得到S’系里x分量的速度为：y分量的速度大小：现在若假定在相对论中动量也具有p=mv的形式，设S’系里小球1与小球2的质量分为m1和m2，那么在S’系中为了使y分量动量守恒依然满足，需要小球1的动量变化等于小球2的动量变化：联立上述各式，可得：为了方便，不妨让小球们碰撞的y分量速度Vy趋于0，这样S’系中小球1就趋于静止状态，其质量m1可写为m0。而S’系中小球2的速度v就趋于x分量的速度，即v=V2x’只是u的函数，那么根据v与u的关系，将上述质量关系表达式中的u用v写出，则得到：其中，已将m2用符号m代替。m代表以速度v运动的“动质量”，而m0代表物体静止时的质量，称为“静质量”。上式说明以p=mv定义的所谓“动质量”不再像牛顿力学中那样是一个与参考系无关的常数，而是一个与速度有关的量，这就是质速关系。质能方程统一质量能量低速极限呼应牛顿形式有了质速关系，就可以进一步推导质能关系。能量E仍然按照传统的力乘以其所作用的位移来定义：其中v是物体的运动速度，而p=mv。将质量m与速度v的质速关系代入可得：显然质量为零时，能量也为零。最终可以积分得到伟大的质能方程：虽然这看起来与牛顿力学的能量表达式相差甚远，但如果速度v相对于光速c较小，即v/c是个小量，则可对能量对v/c作泰勒展开：可以发现,在这一近似下，能量对速度的依赖，又回到牛顿力学中的传统形式。张朝阳强调，我们需要注意，当物体的速度为0时，能量并不是0，而是其静质量乘以光速的平方，一点点质量即包含很大的能量。这是个划时代的方程，它说明质量与能量是统一的，将原先旧的物理学中看起来毫无关联的两个量联系在了一起，物理中非常重要的守恒量也得到了扩展，不再是质量与能量各自守恒，而是质能守恒。张朝阳又以铀235的裂变过程为例，说明质量可以转化成能量，而其能量可以用爱因斯坦质能方程计算出来。现场互动讨论薛定谔方程用量子力学公式推导氢原子半径在其后的互动环节中，张朝阳还与同学们探讨了各种物理问题。包括薛定谔是如何猜测出薛定谔方程的？张朝阳对此进行了现场推导：爱因斯坦假设光子存在，并且提出了光的波粒二象性；德布罗意进一步假设所有物质都具有波粒二象性，且对于物质粒子，可以仿照电磁波的形式描写物质波；之后，波对时间求导可以得到能量相关的项，波对空间求导可以得到动量相关的项目；最后，将哈密顿量中的能量与动量换成相应的算符，并把研究对象用波函数形式表达，即可猜出薛定谔方程。此外，对于“如何用不确定性原理估算出氢原子半径？”的问题，张朝阳解释，从经典电动力学的观点看，电子绕原子核转动会向外辐射电磁波，能量降低，且迅速塌缩到原子核里，那么氢原子就不能稳定存在了。但在量子力学中，定性地讲，动量与位置满足不确定性关系，电子往原子核塌缩时，其位置不确定度越小，动量不确定度就越大，从而让电子有远离原子核的趋势，抵消了电子往原子核塌缩的趋势。张朝阳不仅做了定性的说明，还做了定量的计算。他现场推导利用不确定性原理将动量表示成位置的不确定度并代入到哈密顿量中，计算出能量取最小值时的位置不确定度。这正是玻尔半径，也就是氢原子处于基态时电子的“轨道半径”，电子并不会塌缩到原子核内。张朝阳惊叹这种简单估算得到的结果竟然与严格求解薛定谔方程的结果相一致。这正体现了不确定性原理的简洁、深刻、有效。此外，人大附中物理教师、科普视频创作者李永乐作为特邀嘉宾也来到了“新春第一课”的现场。有同学提到在刚结束的冬奥会上，联通5G直播背后的物理学原理问题时，李永乐以精简且有趣的语言阐述了联通5G大速率、低延时、覆盖广等优势，体现了大国实力下科技为生活增添美好的硬核实力。课堂最后，张朝阳与李永乐用三星Galaxy S22手机和到场的全体同学一起合影留念。文/金仁甫

狭义相对论是构建在光速不变假设上的时空理论狭义相对论是构建在光速不变假设上的时空理论，这个理论正确与否，与光速不变假设是否正确有关。物理学的事实是速度与参照系选择有关，光速也是速度，爱因斯坦却假设光速与速度无关，这注定相对论是一个犯低级错误的理论，没有什么样的物理帮的了相对论，也没有什么样的数学游戏帮得了相对论。

已举报自由的飞999999，举报讲证据，我给出了自由的飞999999违反贴吧协议的相应证据，欢迎 @自由的飞999999 自己和他的亲朋好友去看我给出的证据是否属实https://tieba.baidu.com/p/7732672777?pid=143219284482&cid=0&red_tag=0250449706#143219284482 有吧务任由自由的飞999999对我出言不逊，却不让我有事说事，这样玩双标不知自由的飞999999是一个什么样的大人物。

自由的飞999999能代表当今物理学家说牛顿是小学生水平? 有谁相信一个直接yy测量结果维相《猴子，的确如你所说，你和其他猴子在地球或者月亮上，四处乱窜，无论你们跑不跑，往哪里跑，测的光速都一样》，还总是靠楼主权利删帖为自己遮羞的自由的飞999999，他能代表当今物理学家说牛顿是小学生水平？在当今物理学家们看来，牛顿的学术水平也就是小学生的水平https://tieba.baidu.com/p/7692574443自由的飞999999 理论斗士1 如题送TA礼物回复1楼2022-01-12 13:19自由的飞999999 理论斗士1 猴子又开始不服气了，别说物理学家了，如果牛顿复活，我这个不懂物理的人都可以给他上一天物理课回复2楼2022-01-12 13:20 百战 · 聚芈限时进入：上线就送月灵书！开局泡点50级，技能全图秒怪！良心真传奇，新区20倍爆，上线就送特戒，装备靠打自由的飞999999 理论斗士1 猴子气疯了回复3楼2022-01-12 13:2自由的飞999999: 也不全是，主要是逗逗没文化的猴子他们几个。2022-1-12 22:17回复我也说一句回复 1楼 2022-01-13 21:40 删除 |自由的飞999999 理论斗士1 猴子又造谣了，说我【诋毁牛顿】，你猴子说说我是咋诋毁的呢？回复7楼2022-01-12 22:22自由的飞999999 理论斗士1 你猴子耍赖，比说说是谁在反相吧封禁的我？对你这种没文化、喜欢耍赖的费物，我当然要删你那些没有的垃圾了。收起回复8楼2022-01-12 22:24自由的飞999999: 你猴子居然还有脸抱怨我删你的帖？2022-1-12 22:25回复我也说一句自由的飞999999 理论斗士1 又一个费物跳出来了，你除了撒谎、造谣，你还能干啥？回复10楼2022-01-13 19:21

【原创】相对论之误【关键词】：相对论、光速不变假设、定律。【摘要】：爱因斯坦作光速不变假设，把它称为光速不变原理甚至光的传播定律，把它当做定律导出洛伦兹变换等一系列相对论结论，由此构建出整个相对论的理论体系。阿尔伯特·爱因斯坦的第一篇相对论论文《论动体的电动力学》1905年6月30日投稿在《物理年鉴》，该论文首先以“堵如此类的例子，以及企图证实地球相对于“光媒质”运动的实验的失败，引起了这样一种猜想：绝对静止这概念，不仅在力学中，而且在电动力学中也不符合现象的特性，倒是应当认为，凡是对力学方程适用的一切坐标系，对于上述电动力学和光学的定律也一样适用，对于第一级微量来说，这是已经证明了的。我们要把这个猜想（它的内容以后就称之为“相对性原理”）提升为公设，并且还要引进另一条在表面上看来同它不相容的假设：光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着，这速度同发射体的运动状态无关。由这两条假设，根据静体的麦克斯韦理论，就足以得到一个简单而又不自相矛盾的动体电动力学”，谈到了光速不变假设在相对论中的核心地位，表明了他当初创建相对论的原因及其目的。在这段文字中，也首次提到了光速不变假设：光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着，这速度同发射体的运动状态无关。该论文又提出了在一个系依据光，来确定处于A 、B两个位置静止的两只钟同步的办法，让光从A 到B，再从B反射回A，说 “如果tB-tA=t’A-tB, 那么，这两只钟按照定义是同步的。我们假定，这个同步性的定义是可以没有矛盾的……这样，我们借助于某些（假想的）物理经验，对于静止在不同地方的各只钟，规定了什么叫做它们是同步的，从而显然也就获得了“同时”和“时间”的定义。一个事件的“时间”，就是在这事件发生地点静止的一只钟同该事件同时的一种指示，而这只钟是同某一只特定的静止的钟同步的，而且对于一切的时间测定，也都是同这只特定的钟同步的……根据经验，我们把2A B/（ t’A -tA）=c 当作一个普适常数（光在虚空空间中的速度）”。从上面《论动体的电动力学》这段文字不难看出，他是在认定这个参照系各向光速不变，来定义时间的同时，因为tB-tA=A B/c， t’A-tB, =A B/c，一定有tB-tA=t’A-tB，相反地，如果前后光速存在差异并非同一个值c，则tB-tA=t’A-tB不成立。其实，就理论而言，我们定义同时无需光崇拜，并不一定要依赖光，如果我们知道一种甚至两种在参照系中前后运动速度相同v1=v2的物理信号，也可以因为A B /v1 = A B / v2，依据tB-tA=t’A-tB来定义同时，因此，他这时间同步定义所依据的“（假想的）物理经验”就是他的光速不变假设，有了这一假设，才有前后光速相等，但必须注意，他这样靠推理来定义同时，并不能说明存在【相对于任何一个参照系，各向光速不变】这样的物理经验，而且，也没有任何物理经验证实相对于不同参照系光速为同一个值c。他的同时定义与他的光速不变假设虽然存在互动，存在相互照应，但由于所谓的物理经验仅仅是没有实证的假想，故最多算一种自圆其说的“自洽”，仅此而已。随后又对光速不变假设作了第二次略有变化的表述，将原来所说的假设改称为原理：光速不变原理：光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着，这速度同发射体的运动状态无关。通过这一表述，进一步阐明了相对论中，相对于任意惯性参照系光速始终为c的观点，值得一提的是，虽然先后两种表述将postulate（假设）换为principles（原理），但其本质仍然是一个假设。在两次介绍光速不变假设后，以光速不变假设为前提，提出了相对论的同时性相对性观点：一杆相对于另一个物体运动，光在杆上 A 、B两点往返，相对于杆，按光速不变假设，相对于杆前后光速不变，光速均为c，光传播事件光往返的时间就该相等tB-tA=t’A-tB。如果相对于另一个物体，也按光速不变假设，相对于地面前后光速不变，光速均为c，故光从A 到B，再从B反射回A，相对于杆光的速度分别为c+v和c-v。因此同一个光传播事件在另一个物体所在的系却不同时：tB-tA=rA B/(c+v)， t’A-tB,=rA B/(c-v)。由此说明基于光速不变假设就会得到同时性的相对性。(爱因斯坦在这里两个系表示长度所用的字母A B 和rA B不同，仅仅是要与他的所谓长度相对性说法一致。) 当然，上述另一个系的结论也可由(tB-tA ) c=rA B-(tB-tA)v，(t’A-tB ) c =rA B +(t’A-tB ) v得到。实际上这就是，由于杆上的点A 和B为动点，对地面系而言，光在杆上移动的距离A B’<B’ A ’，再按光速不变假设，相对于另一个系也光速不变，光速均为c，自然有A B’/ c <B’ A ’ / c，即tB-tA< t’A-tB另一个系不同时，光以相同速度通过距离不等的两个路程，所需时间当然不同。对这一分析过程，我们其实不用搞光崇拜，一杆相对于另一个物体运动使，就理论而言，完全可以让一个物理信号在杆上 A 、B两点等速的往返，相对于杆，该物理信号往返的时间就该相等tB-tA= t’A-tB。相对于另一个物体，还可以有另一个物理信号在A 、B两点等速的往返，由于杆上的点A 和B为动点，对另一个系而言，另一个物理信号在杆上移动的距离A B’<B’ A ’，另一个物理信号以相同速度通过距离不等的两个路程，所需时间当然不同。由于是两个物理信号在A 、B两点等速的往返，而非同一个物理信号，分属两个不同的物理事件，所以，这并不能锁定同时性存在相对性。那为什么爱因斯坦根据光所做的分析能得到同时性存在相对性呢？完全在于他认为光信号相对于杆前后光速相同，这一光信号相对于另一个参照系也同样前后光速相同，人为设定同一物理事件光信号传播有这样的特性，也就是他的光速不变假设。由于爱因斯坦除了“（假想的）物理经验”，并没有给出物理事实来证明他的光速不变假设属于物理经验，他这同时性相对性推演并不能在物理上能立足。随后同样是在设定光的传播满足光速不变假设的条件下，推出相对论的洛伦兹变换，以及相对论的速度合成公式，其间，这篇文章还简略的分析了相对论的钟慢尺缩结论。与《论动体的电动力学》相比，爱因斯坦在《狭义与广义相对论浅说》中，做了相对来说更简单的推导：洛伦兹变换的简单推导按照图2所示两坐标系的相对取向，该两坐标系的x轴永远是重合的。在这个情况下我们可以把问题分为几部分，首先只考虑x轴上发生的事件。任何一个这样的事件，对于坐标系K是由横坐标x和时间t来表示，对于坐标系K’则由横坐标x’和时间t’来表示。当给定x和t时，我们要求出x’和t’。沿着正x轴前进的一个光信号按照方程 x＝ct 或 x－ct＝0 (1) 传播。由于同一光信号必须以速度c相对于K'传播，因此相对于坐标系K'的传播将由类似的公式 x'－ct'＝0 (2) 表示。满足(1)的那些空时点(事件)必须也满足(2)。显然这一点是成立的，只要关系 (x’－ct’)＝λ(x－ct) (3) 一般地被满足，其中λ表示一个常数；因为，按照(3)，(x－ct)等于零时(x'－ct')就必然也等于零。如果我们对沿着负x轴传播的光线应用完全相同的考虑，我们就得到条件 (x’＋ct’)＝μ(x＋ct) (4) 方程(3)和(4)相加(或相减)，并为方便起见引入常数a和b代换常数λ和μ，令 a＝(λ＋μ)/2 以及 b＝(λ－u)/2 我们得到方程 x'＝ax－bct (5) ct'＝act－bx (5a) 因此，若常数a和b为已知，我们就得到我们的问题的解。a和b可由下述讨论确定。对于K'的原点我们永远有x'＝0，因此按照(5)的第一个方程 x＝(bc/a)t 如果我们将K'的原点相对于K的运动的速度称为v，我们就有 v＝bc/a (6) 同一量值v可以从方程式(5)得出，只要我们计算K'的另一点相对于K的速度，或者计算K的一点相对于K'的速度（指向负x轴）。总之，我们可以指定v为两坐标系的相对速度。还有，相对性原理告诉我们，由K判断的相对于K’保持静止的单位量杆的长度，必须恰好等于由K’判断的相对于K保持静止的单位量杆的长度。为了看一看由K观察x'轴上的诸点是什么样子，我们只需要从K对K'拍个“快照”；这意味着我们必须引入t(K的时间)的一个特别的值，例如t=0。对于这个t的值，我们从(5)的第一个方程就得到x'＝ax. 因此，如果在K'坐标中测量，x'轴上两点相隔的距离为Δx'＝1，该两点在我们瞬时快照中相隔的距离就是 Δx＝1/a (7) 但是如果从K’(t'=0)拍快照，而且如果我们从方程(5)消去t，考虑到表示式(b)，我们得到 x'＝a(1－v²/c²)x 由此我们推断，在x轴上相隔距离1(相对于K)的两点，在我们的快照上将由距离 Δx'＝a(1－v²/c²) (7a) 表示。但是根据以上所述，这两个快照必须是全等的；因此(7)中的Δx必须等于(7a)中的Δx'，这样我们就得到 a²＝1/(1－v²/c²) (7b) 方程(6)和(7b)决定常数a和b。在(5)中代入这两个常数的值，我们得到在第11节所提出的第一个和第四个方程： x'＝(x－vt)/√(1－v²/c²) t'＝(t－vx/c²) /√(1－v²/c²) (8) 这样我们就得到了对于在x轴上的事件的洛仑兹变换。它满足条件 x'²－c²t'²＝x²－ct² (8a) 再把这个结果加以推广，以便将发生在x轴外面的事件也包括进去。此项推广只要保留方程(8)并补充以关系式 y'＝y z'＝z (9) 就能得到。这样，无论对于坐标系K或是对于坐标系K'，我们都满足了任意方向的光线在真空中速度不变的公设。这一点可以证明如下。设在时间t=0时从K的原点发出一个光信号。这个光信号将按照方程 r＝√(x²＋y²＋z²)＝ct 传播，或者，如果方程两边取平方，按照方程 x²＋y²＋z²－c²t²＝0 (10) 传播。光的传播定律结合着相对性公设要求所考虑的信号(从K'去判断)应按照对应的公式 r'＝ct' 或 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝0 (10a) 传播。为了使方程(10a)可以从方程(10)推出，我们必须有 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝σ(x²＋y²＋z²－c²t²) (11) 由于方程(8a)对于x轴上的点必须成立，因此我们有σ＝1。不难看出，对于σ＝1，洛伦兹变换确实满足(11)；因为(11)可以由(8a)和(9)推出，因而也可以由(8)和(9)推出。这样我们就导出了洛伦兹变换。由(8)和(9)表示的洛伦兹变换仍需加以推广。显然，在选择K'的轴时是否要使之与K的轴在空间中相互平行是无关重要的。同时，K'相对于K的平动速度是否沿x轴的方向也是无关紧要的。通过简单的考虑可以证明，我们能够通过两种变换建立这种广义的洛伦兹变换，这两种变换就是狭义的洛伦兹变换和纯粹的空间变换，纯粹的空间变换相当于用一个坐标轴指向其他方向的新的直角坐标系代换原有的直角坐标系。我们可以用数学方法，对推广了的洛伦兹变换的特性作如下的描述：推广了的洛伦兹变换就是用x,y,z,t的线性齐次函数来表示x’,y’,z’,t’,而这种线性齐次函数的性质又必须能使关系式 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝x²＋y²＋z²－c²t² (11a) 恒等地被满足。也就是说：如果我们用这些x,y,z,t的线性齐次函数来代换在（11a）左边所列的x',y',z',t',则(11a)的左边与其右边完全一致。从爱因斯坦依据同一发光事件，将任意点在两个系的坐标，分别在各自参照系运用光速不变假设x－ct＝0， x'－ct'＝0，从而得到x'＝ax－bct 和 ct'＝act－bx ，爱因斯坦充分运用了他作的光速不变假设的“光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着”，在依据特殊条件求解待定系数a、b的过程中，再次运用了基于光速不变假设的相对性同时性理念，来确定静长度和动长度的关系，最终导出洛伦兹变换，导出洛伦兹变换后，还特别强调，它满足条件x'²－c²t'²＝x²－ct² ，而这x'²－c²t'²＝x²－ct² 正是光速不变假设得来的所谓相对论的间隔不变性，后面还用相对性原理，从一个系的波动方程x²＋y²＋z²－c²t²＝0直接推及另一个系的波动方程 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝0 。最后再次强调由光速不变假设得到的间隔不变性的另一种通用形式x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝x²＋y²＋z²－c²t² 。从这一系列推导己阐述不难看出，相对论的同时性相对性，间隔不变性，洛伦兹变换，以及钟慢尺缩等相对论基本结论完全依赖于爱因斯坦的光速不变假设。在这里，相对论从前提假设，到理论推演，在得出结论有不有问题呢？答案是肯定的，因为我们知道有个最基本的物理规律，那就是矢量合成，因为速度是矢量，速度的矢量合成不仅在物理上而且在数学上也被普遍运用，速度的矢量合成有一个常用的地方，那就是直接用于参照系变换，借用上面的图，如果参照系K’在 x轴方向相对于参照系K以速度v运动，而一束光相对于参照系K’速度为c，那么，按矢量合成规律，相对于参照系K，他的速度就为c+v，怎么可能像爱因斯坦假设的那样，同一束光相对于两个参照系都是c？但由于相对论的名头非常大，估计很多的物理研究者都不愿相信相对论会犯这种低级错误，由于相对论的伟大不是一挥而就的，我们不妨从相对论的一点一滴谈起。由于有矢量合成规律，在相对论出现以前，谁也不会相信像爱因斯坦假设的那样，同一束光相对于两个参照系都是c。直到现在，矢量合成规律还写在物理和数学课本上被普遍运用，那为什么有一部分人（应该是极少数，因为即便是支持相对论的人，占很大一部分也不了解相对论到底是什么样的理论。）被逐渐爱因斯坦策反了呢？就以《论动体的电动力学》上面介绍的极少部分为例，爱因斯坦宣传工作做得好，例如： 1、他反复强调，在“静系”中，要让光从A 到B，再从B反射回A，并tB-tA=t’A-tB，来实现对钟，实际上，我们就被多次暗示，相对于参照系，光速总是c。 2、 “根据经验，我们把2A B/（ t’A -tA）=c 当作一个普适常数（光在虚空空间中的速度）”，在这宣称经验的说词中，没有参照系，但稍有物理基础的人都知道，要研究运动，就必须选参照系，因此，我们被再一次暗示，无论如何选参照系，相对于任意参照系，光速总是c。 3、他前后两次讲了他的光速不变假设，只讲光速是确定的速度c，同样绝口不提参照系，实际上，我们又前后两次被暗示，无论如何选参照系，光速总是c。 4、前后两次讲了他的光速不变假设，第二次表述将postulate（假设）换为principles（原理），借助这一语言攻势，我们被暗示，这个假设并不是那么假。 5、在“静系”中他的tB-tA=rA B/(c+v)， t’A-tB,=rA B/(c-v)，实际上也在暗示，相对于所在的参照系，光速一定为c。 6、多次提到测量，将“静系”中“量得”杆长命名为rA B，与动系中的杆长A B于区别，有意无意地暗示杆在两个系长度不同。在《狭义及广义相对论浅说》中，对于光速不变假设，爱因斯坦也有更强的语言攻势，多次将自己的假设说成定律： 1、首先，他列出了一个大标题“光的传播定律与相对性原理的表面抵触”，直接把自己的假设说成定律。他给出的理由是【在物理学中几乎没有比真空中光的传播定律更简单的定律了，学校里的每个儿童都知道，或者相信他知道，光在真空中沿直线以速度c=300，000公里／秒传播。无论如何我们非常精确地知道，这个速度对于所有各色光线都是一样的。用力如果不是这样，则当一颗恒星为其邻近的黑暗星体所掩食时，其各色光线的最小发射值就下会同时被看到。荷兰天文学家德西特（De Sitter）根据对双星的观察，也以相似的理由指出，光的传播速度不能依赖于发光物体的运动速度。关于光的传播速度与其“在空间中”的方向有关的假定即就其本身而言也是难以成立的】。

谁宣称证实相对论的“引力红移”都只能是闹剧，不管他的脸有多大，还是为他吆喝的人脸有多大，其道理很简单：一个参照系不存在参照系变换，如果用一挺机关枪竖直向上对着高度不变的靶子扫射，无论机关枪发射子弹的速度是否减慢，只要前后子弹的运动规律一致，每颗子弹只要经过的路程相等，每颗子弹所需的时间也就相等，因此，着靶时，前后两颗子弹的时间间隔也不会改变，发射频率只能等于接收频率。一个参照系不存在参照系变换，用光源向上对着高度不变的光靶子照射，如果光是以传说中的光子往前冲，无论光子速度是否减慢，只要前后光子的运动规律一致，每颗光子只要经过的路程相等，每颗光子所需的时间也就相等，因此，前后两颗光子着靶的时间间隔也不会改变，发射频率只能等于接收频率。一个参照系不存在参照系变换，用光源向上对着高度不变的光靶子照射，如果光是以波的形式往前冲，无论波速是否减慢，只要前后两个波的运动规律一致，每一个波只要经过的路程相等，每一个波所需的时间也就相等，因此，前后两个波着靶的时间间隔也不会改变，发射频率只能等于接收频率。在运动场上，用相同间隔的时间放出选手去跑相同的路程，如果选手一个比一个差，后一个选手所花的时间都比前一个多花一秒钟，选手跑完全程的时间间隔就会多出一秒钟，就会有类似红移的情况。相同高度光如果真要红移，也就只能一个光子比一个光子跑得慢，或者一个波比一个波跑得慢，但这绝不可能。而且如果这样就违反了相对论构建的基础-爱因斯坦的光速不变假设。基于以上的道理，用这样的图维相也行不通：

【原创】相对论之误【关键词】：相对论、光速不变假设、定律。【摘要】：爱因斯坦作光速不变假设，把它称为光速不变原理甚至光的传播定律，把它当做定律导出洛伦兹变换等一系列相对论结论，由此构建出整个相对论的理论体系。阿尔伯特·爱因斯坦的第一篇相对论论文《论动体的电动力学》1905年6月30日投稿在《物理年鉴》，该论文首先以“堵如此类的例子，以及企图证实地球相对于“光媒质”运动的实验的失败，引起了这样一种猜想：绝对静止这概念，不仅在力学中，而且在电动力学中也不符合现象的特性，倒是应当认为，凡是对力学方程适用的一切坐标系，对于上述电动力学和光学的定律也一样适用，对于第一级微量来说，这是已经证明了的。我们要把这个猜想（它的内容以后就称之为“相对性原理”）提升为公设，并且还要引进另一条在表面上看来同它不相容的假设：光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着，这速度同发射体的运动状态无关。由这两条假设，根据静体的麦克斯韦理论，就足以得到一个简单而又不自相矛盾的动体电动力学”，谈到了光速不变假设在相对论中的核心地位，表明了他当初创建相对论的原因及其目的。在这段文字中，也首次提到了光速不变假设：光在空虚空间里总是以一确定的速度C传播着，这速度同发射体的运动状态无关。该论文又提出了在一个系依据光，来确定处于A 、B两个位置静止的两只钟同步的办法，让光从A 到B，再从B反射回A，说 “如果tB-tA=t’A-tB, 那么，这两只钟按照定义是同步的。我们假定，这个同步性的定义是可以没有矛盾的……这样，我们借助于某些（假想的）物理经验，对于静止在不同地方的各只钟，规定了什么叫做它们是同步的，从而显然也就获得了“同时”和“时间”的定义。一个事件的“时间”，就是在这事件发生地点静止的一只钟同该事件同时的一种指示，而这只钟是同某一只特定的静止的钟同步的，而且对于一切的时间测定，也都是同这只特定的钟同步的……根据经验，我们把2A B/（ t’A -tA）=c 当作一个普适常数（光在虚空空间中的速度）”。从上面《论动体的电动力学》这段文字不难看出，他是在认定这个参照系各向光速不变，来定义时间的同时，因为tB-tA=A B/c， t’A-tB, =A B/c，一定有tB-tA=t’A-tB，相反地，如果前后光速存在差异并非同一个值c，则tB-tA=t’A-tB不成立。其实，就理论而言，我们定义同时无需光崇拜，并不一定要依赖光，如果我们知道一种甚至两种在参照系中前后运动速度相同v1=v2的物理信号，也可以因为A B /v1 = A B / v2，依据tB-tA=t’A-tB来定义同时，因此，他这时间同步定义所依据的“（假想的）物理经验”就是他的光速不变假设，有了这一假设，才有前后光速相等，但必须注意，他这样靠推理来定义同时，并不能说明存在【相对于任何一个参照系，各向光速不变】这样的物理经验，而且，也没有任何物理经验证实相对于不同参照系光速为同一个值c。他的同时定义与他的光速不变假设虽然存在互动，存在相互照应，但由于所谓的物理经验仅仅是没有实证的假想，故最多算一种自圆其说的“自洽”，仅此而已。随后又对光速不变假设作了第二次略有变化的表述，将原来所说的假设改称为原理：光速不变原理：光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着，这速度同发射体的运动状态无关。通过这一表述，进一步阐明了相对论中，相对于任意惯性参照系光速始终为c的观点，值得一提的是，虽然先后两种表述将postulate（假设）换为principles（原理），但其本质仍然是一个假设。在两次介绍光速不变假设后，以光速不变假设为前提，提出了相对论的同时性相对性观点：一杆相对于另一个物体运动，光在杆上 A 、B两点往返，相对于杆，按光速不变假设，相对于杆前后光速不变，光速均为c，光传播事件光往返的时间就该相等tB-tA=t’A-tB。如果相对于另一个物体，也按光速不变假设，相对于地面前后光速不变，光速均为c，故光从A 到B，再从B反射回A，相对于杆光的速度分别为c+v和c-v。因此同一个光传播事件在另一个物体所在的系却不同时：tB-tA=rA B/(c+v)， t’A-tB,=rA B/(c-v)。由此说明基于光速不变假设就会得到同时性的相对性。(爱因斯坦在这里两个系表示长度所用的字母A B 和rA B不同，仅仅是要与他的所谓长度相对性说法一致。) 当然，上述另一个系的结论也可由(tB-tA ) c=rA B-(tB-tA)v，(t’A-tB ) c =rA B +(t’A-tB ) v得到。实际上这就是，由于杆上的点A 和B为动点，对地面系而言，光在杆上移动的距离A B’<B’ A ’，再按光速不变假设，相对于另一个系也光速不变，光速均为c，自然有A B’/ c <B’ A ’ / c，即tB-tA< t’A-tB另一个系不同时，光以相同速度通过距离不等的两个路程，所需时间当然不同。对这一分析过程，我们其实不用搞光崇拜，一杆相对于另一个物体运动使，就理论而言，完全可以让一个物理信号在杆上 A 、B两点等速的往返，相对于杆，该物理信号往返的时间就该相等tB-tA= t’A-tB。相对于另一个物体，还可以有另一个物理信号在A 、B两点等速的往返，由于杆上的点A 和B为动点，对另一个系而言，另一个物理信号在杆上移动的距离A B’<B’ A ’，另一个物理信号以相同速度通过距离不等的两个路程，所需时间当然不同。由于是两个物理信号在A 、B两点等速的往返，而非同一个物理信号，分属两个不同的物理事件，所以，这并不能锁定同时性存在相对性。那为什么爱因斯坦根据光所做的分析能得到同时性存在相对性呢？完全在于他认为光信号相对于杆前后光速相同，这一光信号相对于另一个参照系也同样前后光速相同，人为设定同一物理事件光信号传播有这样的特性，也就是他的光速不变假设。由于爱因斯坦除了“（假想的）物理经验”，并没有给出物理事实来证明他的光速不变假设属于物理经验，他这同时性相对性推演并不能在物理上能立足。随后同样是在设定光的传播满足光速不变假设的条件下，推出相对论的洛伦兹变换，以及相对论的速度合成公式，其间，这篇文章还简略的分析了相对论的钟慢尺缩结论。与《论动体的电动力学》相比，爱因斯坦在《狭义与广义相对论浅说》中，做了相对来说更简单的推导：洛伦兹变换的简单推导按照图2所示两坐标系的相对取向，该两坐标系的x轴永远是重合的。在这个情况下我们可以把问题分为几部分，首先只考虑x轴上发生的事件。任何一个这样的事件，对于坐标系K是由横坐标x和时间t来表示，对于坐标系K’则由横坐标x’和时间t’来表示。当给定x和t时，我们要求出x’和t’。沿着正x轴前进的一个光信号按照方程 x＝ct 或 x－ct＝0 (1) 传播。由于同一光信号必须以速度c相对于K'传播，因此相对于坐标系K'的传播将由类似的公式 x'－ct'＝0 (2) 表示。满足(1)的那些空时点(事件)必须也满足(2)。显然这一点是成立的，只要关系 (x’－ct’)＝λ(x－ct) (3) 一般地被满足，其中λ表示一个常数；因为，按照(3)，(x－ct)等于零时(x'－ct')就必然也等于零。如果我们对沿着负x轴传播的光线应用完全相同的考虑，我们就得到条件 (x’＋ct’)＝μ(x＋ct) (4) 方程(3)和(4)相加(或相减)，并为方便起见引入常数a和b代换常数λ和μ，令 a＝(λ＋μ)/2 以及 b＝(λ－u)/2 我们得到方程 x'＝ax－bct (5) ct'＝act－bx (5a) 因此，若常数a和b为已知，我们就得到我们的问题的解。a和b可由下述讨论确定。对于K'的原点我们永远有x'＝0，因此按照(5)的第一个方程 x＝(bc/a)t 如果我们将K'的原点相对于K的运动的速度称为v，我们就有 v＝bc/a (6) 同一量值v可以从方程式(5)得出，只要我们计算K'的另一点相对于K的速度，或者计算K的一点相对于K'的速度（指向负x轴）。总之，我们可以指定v为两坐标系的相对速度。还有，相对性原理告诉我们，由K判断的相对于K’保持静止的单位量杆的长度，必须恰好等于由K’判断的相对于K保持静止的单位量杆的长度。为了看一看由K观察x'轴上的诸点是什么样子，我们只需要从K对K'拍个“快照”；这意味着我们必须引入t(K的时间)的一个特别的值，例如t=0。对于这个t的值，我们从(5)的第一个方程就得到x'＝ax. 因此，如果在K'坐标中测量，x'轴上两点相隔的距离为Δx'＝1，该两点在我们瞬时快照中相隔的距离就是 Δx＝1/a (7) 但是如果从K’(t'=0)拍快照，而且如果我们从方程(5)消去t，考虑到表示式(b)，我们得到 x'＝a(1－v²/c²)x 由此我们推断，在x轴上相隔距离1(相对于K)的两点，在我们的快照上将由距离 Δx'＝a(1－v²/c²) (7a) 表示。但是根据以上所述，这两个快照必须是全等的；因此(7)中的Δx必须等于(7a)中的Δx'，这样我们就得到 a²＝1/(1－v²/c²) (7b) 方程(6)和(7b)决定常数a和b。在(5)中代入这两个常数的值，我们得到在第11节所提出的第一个和第四个方程： x'＝(x－vt)/√(1－v²/c²) t'＝(t－vx/c²) /√(1－v²/c²) (8) 这样我们就得到了对于在x轴上的事件的洛仑兹变换。它满足条件 x'²－c²t'²＝x²－ct² (8a) 再把这个结果加以推广，以便将发生在x轴外面的事件也包括进去。此项推广只要保留方程(8)并补充以关系式 y'＝y z'＝z (9) 就能得到。这样，无论对于坐标系K或是对于坐标系K'，我们都满足了任意方向的光线在真空中速度不变的公设。这一点可以证明如下。设在时间t=0时从K的原点发出一个光信号。这个光信号将按照方程 r＝√(x²＋y²＋z²)＝ct 传播，或者，如果方程两边取平方，按照方程 x²＋y²＋z²－c²t²＝0 (10) 传播。光的传播定律结合着相对性公设要求所考虑的信号(从K'去判断)应按照对应的公式 r'＝ct' 或 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝0 (10a) 传播。为了使方程(10a)可以从方程(10)推出，我们必须有 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝σ(x²＋y²＋z²－c²t²) (11) 由于方程(8a)对于x轴上的点必须成立，因此我们有σ＝1。不难看出，对于σ＝1，洛伦兹变换确实满足(11)；因为(11)可以由(8a)和(9)推出，因而也可以由(8)和(9)推出。这样我们就导出了洛伦兹变换。由(8)和(9)表示的洛伦兹变换仍需加以推广。显然，在选择K'的轴时是否要使之与K的轴在空间中相互平行是无关重要的。同时，K'相对于K的平动速度是否沿x轴的方向也是无关紧要的。通过简单的考虑可以证明，我们能够通过两种变换建立这种广义的洛伦兹变换，这两种变换就是狭义的洛伦兹变换和纯粹的空间变换，纯粹的空间变换相当于用一个坐标轴指向其他方向的新的直角坐标系代换原有的直角坐标系。我们可以用数学方法，对推广了的洛伦兹变换的特性作如下的描述：推广了的洛伦兹变换就是用x,y,z,t的线性齐次函数来表示x’,y’,z’,t’,而这种线性齐次函数的性质又必须能使关系式 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝x²＋y²＋z²－c²t² (11a) 恒等地被满足。也就是说：如果我们用这些x,y,z,t的线性齐次函数来代换在（11a）左边所列的x',y',z',t',则(11a)的左边与其右边完全一致。从爱因斯坦依据同一发光事件，将任意点在两个系的坐标，分别在各自参照系运用光速不变假设x－ct＝0， x'－ct'＝0，从而得到x'＝ax－bct 和 ct'＝act－bx ，爱因斯坦充分运用了他作的光速不变假设的“光在‘静止’参照系里总是以一确定的速度 C 传播着”，在依据特殊条件求解待定系数a、b的过程中，再次运用了基于光速不变假设的相对性同时性理念，来确定静长度和动长度的关系，最终导出洛伦兹变换，导出洛伦兹变换后，还特别强调，它满足条件x'²－c²t'²＝x²－ct² ，而这x'²－c²t'²＝x²－ct² 正是光速不变假设得来的所谓相对论的间隔不变性，后面还用相对性原理，从一个系的波动方程x²＋y²＋z²－c²t²＝0直接推及另一个系的波动方程 x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝0 。最后再次强调由光速不变假设得到的间隔不变性的另一种通用形式x'²＋y'²＋z'²－c²t'²＝x²＋y²＋z²－c²t² 。从这一系列推导己阐述不难看出，相对论的同时性相对性，间隔不变性，洛伦兹变换，以及钟慢尺缩等相对论基本结论完全依赖于爱因斯坦的光速不变假设。在这里，相对论从前提假设，到理论推演，在得出结论有不有问题呢？答案是肯定的，因为我们知道有个最基本的物理规律，那就是矢量合成，因为速度是矢量，速度的矢量合成不仅在物理上而且在数学上也被普遍运用，速度的矢量合成有一个常用的地方，那就是直接用于参照系变换，借用上面的图，如果参照系K’在 x轴方向相对于参照系K以速度v运动，而一束光相对于参照系K’速度为c，那么，按矢量合成规律，相对于参照系K，他的速度就为c+v，怎么可能像爱因斯坦假设的那样，同一束光相对于两个参照系都是c？但由于相对论的名头非常大，估计很多的物理研究者都不愿相信相对论会犯这种低级错误，由于相对论的伟大不是一挥而就的，我们不妨从相对论的一点一滴谈起。由于有矢量合成规律，在相对论出现以前，谁也不会相信像爱因斯坦假设的那样，同一束光相对于两个参照系都是c。直到现在，矢量合成规律还写在物理和数学课本上被普遍运用，那为什么有一部分人（应该是极少数，因为即便是支持相对论的人，占很大一部分也不了解相对论到底是什么样的理论。）被逐渐爱因斯坦策反了呢？就以《论动体的电动力学》上面介绍的极少部分为例，爱因斯坦宣传工作做得好，例如： 1、他反复强调，在“静系”中，要让光从A 到B，再从B反射回A，并tB-tA=t’A-tB，来实现对钟，实际上，我们就被多次暗示，相对于参照系，光速总是c。 2、 “根据经验，我们把2A B/（ t’A -tA）=c 当作一个普适常数（光在虚空空间中的速度）”，在这宣称经验的说词中，没有参照系，但稍有物理基础的人都知道，要研究运动，就必须选参照系，因此，我们被再一次暗示，无论如何选参照系，相对于任意参照系，光速总是c。 3、他前后两次讲了他的光速不变假设，只讲光速是确定的速度c，同样绝口不提参照系，实际上，我们又前后两次被暗示，无论如何选参照系，光速总是c。 4、前后两次讲了他的光速不变假设，第二次表述将postulate（假设）换为principles（原理），借助这一语言攻势，我们被暗示，这个假设并不是那么假。 5、在“静系”中他的tB-tA=rA B/(c+v)， t’A-tB,=rA B/(c-v)，实际上也在暗示，相对于所在的参照系，光速一定为c。 6、多次提到测量，将“静系”中“量得”杆长命名为rA B，与动系中的杆长A B于区别，有意无意地暗示杆在两个系长度不同。在《狭义及广义相对论浅说》中，对于光速不变假设，爱因斯坦也有更强的语言攻势，多次将自己的假设说成定律： 1、首先，他列出了一个大标题“光的传播定律与相对性原理的表面抵触”，直接把自己的假设说成定律。他给出的理由是【在物理学中几乎没有比真空中光的传播定律更简单的定律了，学校里的每个儿童都知道，或者相信他知道，光在真空中沿直线以速度c=300，000公里／秒传播。无论如何我们非常精确地知道，这个速度对于所有各色光线都是一样的。用力如果不是这样，则当一颗恒星为其邻近的黑暗星体所掩食时，其各色光线的最小发射值就下会同时被看到。荷兰天文学家德西特（De Sitter）根据对双星的观察，也以相似的理由指出，光的传播速度不能依赖于发光物体的运动速度。关于光的传播速度与其“在空间中”的方向有关的假定即就其本身而言也是难以成立的】。

教相对论的丽雅在反相吧靠吧权呵护相对论原相对论吧吧主、自称教相对论物理的丽雅，在反相吧靠违规使用小吧权利呵护相对论，相关细节见https://tieba.baidu.com/p/7694253812