李天尚

摘 要：在光速測(cè)量工作中，人們普遍的觀點(diǎn)是光源只發(fā)出一種速度的光，而人眼睛可以看到各種速度的光。這導(dǎo)致狹義相對(duì)論的誕生。而另一種被長(zhǎng)期忽略的情形是光源發(fā)出各種速度的光，而人眼睛只能看到一種速度的光。用這種觀點(diǎn)解釋了，對(duì)建立狹義相對(duì)論至關(guān)重要的雙星觀測(cè)結(jié)果。

關(guān)鍵詞：光速；光源；眼睛；相對(duì)論

1、關(guān)于光速

光是既普通又神秘，既熟習(xí)又陌生的自然現(xiàn)象。

一個(gè)陌生的對(duì)象，要測(cè)量其速度，我們首先必須要做一些假設(shè)（無(wú)論有意識(shí)的或無(wú)意識(shí)的）。

假設(shè)1 對(duì)于發(fā)光方，假定只發(fā)射一種速度，用A表示；發(fā)射多種速度，用A’表示。

假設(shè)2 對(duì)于接受方（人眼睛），假定只接受一種速度的光，用B表示；可接受多種速度，用B’表示。

如果我們進(jìn)行光速測(cè)量，就會(huì)出現(xiàn)4種情形：AB，AB’，A’B，A’B’。我們分別探討每種情形：

AB出現(xiàn)的可能性很?。ㄐ「怕适录珊雎?。

A’B’出現(xiàn)的情形。這會(huì)測(cè)出多種光速。實(shí)測(cè)只測(cè)出一種光速，這種情形被排除。

AB’出現(xiàn)的情形。也就是光源只發(fā)出一種速度的光，人眼睛能看到多種速度的光。這是光速測(cè)量者們的觀點(diǎn)，也是一種普遍的觀點(diǎn)，（無(wú)論是齒輪法，旋轉(zhuǎn)鏡法，羅默法，布雷德利法，等等[1][2]）。而且眾多實(shí)驗(yàn)都證實(shí)了這個(gè)速度是一個(gè)定值，用C表示。無(wú)論光源運(yùn)動(dòng)與否，這個(gè)值是不變的。這一點(diǎn)被愛(ài)因斯坦認(rèn)為是一個(gè)基本原理（光速不變?cè)恚?；再加上一個(gè)相對(duì)性原理，愛(ài)因斯坦創(chuàng)造出了狹義相對(duì)論。

我們來(lái)看看另一種可能出現(xiàn)的情形，即A’B出現(xiàn)的情形。這是光源發(fā)出各種速度的光，而人眼睛只能看到一種速度。這種情形長(zhǎng)期以來(lái)被忽略了，我們認(rèn)為這也許恰恰是實(shí)際出現(xiàn)的情形。

用這個(gè)觀點(diǎn)可以解釋，對(duì)建立狹義相對(duì)論[3]有重要意義的雙星觀測(cè)結(jié)果。

2、雙星觀測(cè)

距地球遙遠(yuǎn)的兩顆星，繞其中心做圓周（近似）運(yùn)動(dòng)，如圖（雙星示意圖）[4]：

雙星示意圖

我們觀測(cè)到的雙星運(yùn)動(dòng)，是很有規(guī)律的，且遵守星球運(yùn)動(dòng)的開普勒定律。

可是，這卻是經(jīng)典理論解釋不了的。我們來(lái)分析一下。假定光速用C表示，當(dāng)s1星向著地球方向運(yùn)動(dòng)時(shí)（假定其線速度是v），對(duì)地球而言其發(fā)出的光速是C+v；，而s2星此時(shí)背向地球運(yùn)動(dòng)，其光速是C-v，這樣的兩顆星，其運(yùn)動(dòng)是毫無(wú)規(guī)律的[4]。也就是說(shuō)，經(jīng)典理論，無(wú)法解釋雙星觀測(cè)結(jié)果。

狹義相對(duì)論認(rèn)為，光速是一個(gè)常數(shù)，和光源運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)。這就解釋了雙星觀測(cè)結(jié)果。

下面用A’B的觀點(diǎn)解釋雙星觀測(cè)。

A’B認(rèn)為，光源發(fā)出各鐘速度的光。這是光源靜止時(shí)，發(fā)出光的速度分布

…，C-2，C-1，C，C+1，C+2，…

我們看到的是以C速運(yùn)動(dòng)的光。

當(dāng)光源以+v速度運(yùn)動(dòng)，不失一般性，假定V=1，光的速度分布是

…，C-1，C，C+1，C+2，C+3，…

當(dāng)光源以--v速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，光的速度分布是

…，C-3，C-2，C-1，C，C+1，…

也就是，無(wú)論光源怎樣運(yùn)動(dòng)，我們看到的是以C速運(yùn)動(dòng)的光（這應(yīng)叫做視光速不變），這就能解釋了雙星觀測(cè)結(jié)果。

3、討論

3.1AB’是目前科學(xué)界及大眾承認(rèn)的情形，并由此導(dǎo)致狹義相對(duì)論的誕生。

3.2光速不變，作為一個(gè)原理提出來(lái)，當(dāng)初并沒(méi)有排除各種可能情形，比如說(shuō)，A’B的情形。

3.3A’B是被長(zhǎng)期忽略的情形。我們認(rèn)為，雖然沒(méi)有新的證據(jù)證明這種情形就是觀測(cè)結(jié)果，但這卻是一個(gè)絕對(duì)不能忽略的情形。否則，人類建立的科學(xué)大廈就是不完美的，也是無(wú)法令人信服的。

參考文獻(xiàn)

[1]近代光學(xué)[M].電子工業(yè)出版社，鄭玉詳 陳良堯，2011

[2]光學(xué)[M].高等教育出版社，母國(guó)光 戰(zhàn)元齡，2009

[3]現(xiàn)代物理概論[M].中國(guó)計(jì)量出版社，夏兆陽(yáng)，2004

[4]狹義相對(duì)論實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)[M].科學(xué)出版社，張?jiān)伲?979