关于狭义相对论假设与以太拖曳假设的判决实验设计

李维纲

三天前，当我看到科学网王晓钢博主《大道至简之相对论问题》一文时，内心深为博主对狭义相对论理解之透彻赞叹。一个运动学范畴的相对性原理，也就是所有惯性系平权的假设，再公平、自然不过了。从麦克斯韦尔方程组解出的真空中光速C，按惯性系平权的假设，必须在所有惯性系中测量都得到C，也就是“光速不变”；也就要承认狭义相对论的其余所有演绎推理得到的判断！因此，狭义相对论对于理解它的人而言，具有极强的可信度，听到任何人“反相”，很自然认为对方根本就没有真正理解狭义相对论，是在胡闹。
　　但是，今天和程碧波老师交流、我希望可以说服程老师放弃在一篇文章中所持“反相”立场时，却碰了壁——程老师持有一种动力学范畴的基本假设：地球可以像吸引大气一样吸引以太随地球运动。这样，迈克尔逊-莫雷实验作为狭义相对论的重要证据，似乎也失效了。由于程碧波老师认定火车并不足以显著拖带附近空间的以太随火车运动，使得，我们有可能在狭义相对论假设和程老师假设的真伪性方面，设计一个简单易行的判决实验，判定究竟哪个假设是正确的？实验设计如下：

根据狭义相对论的惯性系平权假设，在一个做匀速直线运动的参照系中做光速测量实验，和在一个静止参照系中做光速测量实验，结果光速都是C，实验者无法根据对光速测量的结果判断自己所在的参照系是处于静止状态，还是匀速运动状态？

因此，在一列较长的高速列车上，从列车中间点发出的灯光，必定可以同时到达列车两个端点，和当时列车处于静止/或匀速直线运动状态无关；按照列车参照系的同时性标准，从列车两端同时发出的灯光，可以同时到达列车中间点，也和列车当时处于静止/或匀速直线运动状态无关。换言之，按照列车参照系的同时性标准，可以将从列车两端同时发出的灯光唯一能够同时抵达的点定义为列车的中点，这样定义的中点位置是不会随着列车静止/或匀速直线运动状态的变化而改变的。

根据地球可以拖曳附近空间以太作为光波介质同步运动，但高速列车不能拖曳附近空间以太介质同步运动的假设，按照高速列车参照系的同时性标准，从列车两端同时发出的灯光唯一能够同时抵达的点，若将其定义为中点，中点位置是会随着列车静止/或匀速直线运动速度状态的变化而改变的。

按照目前的测量技术水平，足以在高铁列车上布设测量系统，检验“是否可以仅仅通过在车内检测‘中点’位置，判断出列车是否相对地球拖曳的以太处于静止状态？”，作为鉴定两个不同假设真伪的判决实验。

如果实验证明可以仅仅通过在车内检测‘中点’位置得出列车是否相对地球拖曳的以太处于静止状态，就确定地证伪了狭义相对论；反之，则确定地证伪了地球可以拖曳附近空间以太作为光波介质随地球同步运动，但高速列车不能拖曳附近空间以太介质同步运动的假设。