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光速不变科学上的依据是麦克斯韦方程组导出的光速公式: c=1/√(μ0ε0),其中μ0为自由空间磁导率,ε0为自由空间介电常数,c为电磁波速也就是光速。公式说明光速与参照系无关,只与自由空间磁导率和自由空间介电常数有关,当然,当年的大多数物理学家都给光速加了个绝对参照系——以太,麦克斯韦方程组导出的光速数值是相对于绝对参照系以太来说的。

光速不变实验上的依据便是以迈克尔逊-莫雷实验为代表的各种测量地球相对于光媒质(以太)运动的实验结果为零,爱因斯坦做苏黎世联邦理工学院的毕业论文时也曾设计过类似的实验。

提出两条公设后,爱因斯坦论述了自己在论文中将要做的事:“由这两条公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。‘光以太’的引入将被证明是多余的,因为按照这里所要阐明的见解,既不需要引进一个具有特殊性质的‘绝对静止的空间’,也不需要给发生电磁过程的空虚空间中的每个点规定一个速度矢量。”

爱因斯坦说的毕竟学术和谨慎,用大白话说,甚至有些不知天高地厚的说,既然光速不变,对任何惯性系都一样,那不同惯性系量度的空间中的长宽高和时间就得变,即坚持光速不变和物理定律对惯性参照系形式不变,导致的必然结果就是对不同惯性系来说,空间尺度和时间量度不得不改变,其实这就是相对论最终论证的结果,有些石破天惊,甚至有些天马行空,在没有实验数据证明它的结论正确之前,你甚至可以说它是胡说八道,因为它为了光速不变,而提出空间和时间都要变。即使现代人想来这也有些匪夷所思,因此,在没有微观粒子高速运动和宏观天文学观测数据支持的前提下,相对论理论结论的可靠性确实不太好说。多说一点,狭义相对论以光速不变为理论根基,并不是说离了光速不行,而是光速的不变性其实提示了人类空间和时间的可变性才是原本的客观实在,空间和时间的绝对不变性是人的错觉和错误理解。也就是说人们不过是通过光速的不变性察觉到了空间和时间原本的可变性。

论述完研究背景和研究目的后,爱因斯坦在最后提出了研究条件设定:“这里所要阐明的理论像其他各种电动力学一样——是以刚体的运动学为根据的,因为任何这种理论所讲的,都是关于刚体(坐标系)、时钟和电磁过程之间的关系。对这种情况考虑不足,就是动体电动力学目前所必须克服的那些困难的根源。”

最后一句话的意思是“刚体(坐标系)、时钟和电磁过程之间的关系”就是本文要解决的主要问题,此前的动体电动力学困难的根源就是没有正确处理“坐标系、时钟和电磁过程之间的关系。”

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