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光速与信号传播最大速度之区别
(《物理学上的时空与物质》26)
第三章 狭义相对论关于时空的基本概念和基本规律
§3.6 因果律与狭义相对论
3.6.1 狭义相对论也遵守因果律
3.6.2 时空间隔取值对因果关系的影响
3.6.3 光速与信号传播最大速度之区别
3.6.3 光速与信号传播最大速度之区别
众所周知,爱因斯坦提出了两条原理,即狭义相对性原理和光速不变原理,
作为狭义相对论的基础。爱因斯坦对狭义相对性原理的表述是:物理体系的状
态据以变化的定律,同描述这些状态变化时所参照的坐标系究竟是用
两个在互相匀速移动着的坐标系中的哪一个并无关系。爱因斯坦对光速
不变原理的表述是:任何光线在“静止的”坐标系中都是以确定的速度V
运动着,不管这道光线是由静止的还是运动的物体发射出来的。[7]
有些学者认为,光速不变原理可以包含在狭义相对性原理之内;他们的理由
是:麦克斯韦电磁场方程也遵守狭义相对性原理,由麦克斯韦电磁场方程可推出
包括光波在内的电磁波的波动方程,可从之求得波速c (爱因斯坦用V 表示),
由于洛伦兹变换的协变性,必定可推出,在任何惯性参照系中,波速均为c 。这样,
狭义相对论的两条原理便彼此重复了。可是,我们应当看到,爱因斯坦在建立狭义
相对论时,洛伦兹变换公式是由狭义相对性原理和光速不变原理共同推出的,仅有
狭义相对性原理,没有光速不变原理,又不加入其它假设,是得不到洛伦兹变换公式
的。因此,爱因斯坦以狭义相对性原理和光速不变原理作为狭义相对论的基础,是有
道理的,也是是需要的。当然,如何使狭义相对论的理论基础在逻辑表述上更优化,
也是值得研究的。
在3.6.1与3.6.2两小节中,我们看到,在狭义相对论中为了保持因果关系,
必须假设:
第三章参考文献
[2] 刘辽,费保俊,张允中.“狭义相对论” .北京:科学出版社.
[7] 范岱年,赵中立,许良英 . 2009. “爱因斯坦文集(增补本)”.北京:商务印书馆.
[8] 胡宁. 1957. “电动力学讲义”.北京:高等教育出版社.
[9] Luo Jun et al.2003.Phys.Rev.Lett.90:081801.
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