光速不变原理的真面目

相对论的根基--光速不变原理的真面目

传统的光速不变原理，是指在任意参照系或者说坐标系中，真空中的光速都是一个常数，也可以引申为，对于任意观测者，光速都是恒定的（299792458米/秒）。

爱因斯坦相对论的原始推导--洛伦兹坐标变换，简单总结一下就是两个坐标系，大圆静止，小圆以速度V移动，初始大圆A点和小圆B点位置重合。一束光从重合位置发射到达C点。B点也随坐标系小圆的运动而前移。

在静止的大圆这个坐标系中光速c=AC/t₁

在移动的小圆这个坐标系中光速c=BC/t₂

根据不同坐标系中光速相等，继而推导出洛伦兹因子

上图也可以引申为，同一束光，相对于静止的A和运动的B，光速数值相同，都恒为c，即使B的运动速度为0.9999999c，接近于和这束光齐头并进。

但是，我认为这完全曲解了光速不变原理的本义。

光速不变原理的真实含义是光速在任意参考系内能够保持方向恒定，速度恒定，不与参考系的速度相叠加，而不是在不同的参考系内都呈现同一速度值。

任何实物，都不能称之为速度不变，因为它的速度会被参考系的速度所影响。比如赤道上一个静止的苹果，地表带动它以466米/秒的速度向a方向运动，在太阳系中，地球带动它以30千米/秒的速度向b方向运动，在银河系中，太阳系又带着它以220千米的速度向c方向运动。在不同的参考系中，这个苹果的速度和方向均不同，是可变化的。

而光线则不同，光线的速度与所处坐标系、所处空间的相对速度没有关系，不管这个空间是狭窄的还是广袤的，不管所在车厢是以20米/秒的速度移动，还是所处星系在高速旋转，抑或是整个宇宙空间在膨胀、平移甚至翻滚，都不会改变光的运行，它始终以单一的方向、恒定的速度传播，这才是光速不变原理。

如果从地球向银河系中央发射一束光线，不会随着大气圈、太阳系的运动而偏转，它始终以恒定的速度恒定的方向前行。这是光独有的特性，也是光速不变原理的真实面目。

光速不变，是光线在任意参考系中穿行时都保持不变的、恒定的速度，而不是在任意某一参考系中、对于任意观测者都呈现同一速度。

光速不变原理出自迈克尔逊莫雷实验，下一次，我会讲一讲迈莫实验错在哪里